63d02c0feafde78b1b90bbdf9abe4965507bc327
[people/lynusvaz/gpxe.git] / src / arch / i386 / image / comboot.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2008 Daniel Verkamp <daniel@drv.nu>.
3  *
4  * This program is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
6  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
7  * License, or any later version.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public License
15  * along with this program; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
17  */
18
19 /**
20  * @file
21  *
22  * SYSLINUX COMBOOT (16-bit) image format
23  *
24  */
25
26 #include <stdint.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include <strings.h>
30 #include <errno.h>
31 #include <assert.h>
32 #include <realmode.h>
33 #include <basemem.h>
34 #include <comboot.h>
35 #include <gpxe/uaccess.h>
36 #include <gpxe/image.h>
37 #include <gpxe/segment.h>
38 #include <gpxe/init.h>
39 #include <gpxe/features.h>
40
41 FEATURE ( FEATURE_IMAGE, "COMBOOT", DHCP_EB_FEATURE_COMBOOT, 1 );
42
43 struct image_type comboot_image_type __image_type ( PROBE_NORMAL );
44
45 /**
46  * COMBOOT PSP, copied to offset 0 of code segment
47  */
48 struct comboot_psp {
49         /** INT 20 instruction, executed if COMBOOT image returns with RET */
50         uint16_t int20;
51         /** Segment of first non-free paragraph of memory */
52         uint16_t first_non_free_para;
53 };
54
55 /** Offset in PSP of command line */
56 #define COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET 0x81
57
58 /** Maximum length of command line in PSP
59  * (127 bytes minus space and CR) */
60 #define COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN    125
61
62
63 /**
64  * Copy command line to PSP
65  * 
66  * @v image             COMBOOT image
67  */
68 static void comboot_copy_cmdline ( struct image * image, userptr_t seg_userptr ) {
69         const char *cmdline = ( image->cmdline ? image->cmdline : "" );
70         int cmdline_len = strlen ( cmdline );
71         if( cmdline_len > COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN )
72                 cmdline_len = COMBOOT_MAX_CMDLINE_LEN;
73         uint8_t len_byte = cmdline_len;
74         char spc = ' ', cr = '\r';
75
76         /* Copy length to byte before command line */
77         copy_to_user ( seg_userptr, COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET - 1,
78                        &len_byte, 1 );
79
80         /* Command line starts with space */
81         copy_to_user ( seg_userptr,
82                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET,
83                        &spc, 1 );
84
85         /* Copy command line */
86         copy_to_user ( seg_userptr,
87                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET + 1,
88                        cmdline, cmdline_len );
89
90         /* Command line ends with CR */
91         copy_to_user ( seg_userptr,
92                        COMBOOT_PSP_CMDLINE_OFFSET + cmdline_len + 1,
93                        &cr, 1 );
94 }
95
96 /**
97  * Initialize PSP
98  * 
99  * @v image             COMBOOT image
100  * @v seg_userptr       segment to initialize
101  */
102 static void comboot_init_psp ( struct image * image, userptr_t seg_userptr ) {
103         struct comboot_psp psp;
104
105         /* Fill PSP */
106
107         /* INT 20h instruction, byte order reversed */
108         psp.int20 = 0x20CD;
109
110         /* get_fbms() returns BIOS free base memory counter, which is in
111          * kilobytes; x * 1024 / 16 == x * 64 == x << 6 */
112         psp.first_non_free_para = get_fbms() << 6;
113
114         DBGC ( image, "COMBOOT %p: first non-free paragraph = 0x%x\n",
115                image, psp.first_non_free_para );
116
117         /* Copy the PSP to offset 0 of segment.
118          * The rest of the PSP was already zeroed by
119          * comboot_prepare_segment. */
120         copy_to_user ( seg_userptr, 0, &psp, sizeof( psp ) );
121
122         /* Copy the command line to the PSP */
123         comboot_copy_cmdline ( image, seg_userptr );
124 }
125
126 /**
127  * Execute COMBOOT image
128  *
129  * @v image             COMBOOT image
130  * @ret rc              Return status code
131  */
132 static int comboot_exec ( struct image *image ) {
133         userptr_t seg_userptr = real_to_user ( COMBOOT_PSP_SEG, 0 );
134         int state;
135
136         state = setjmp ( comboot_return );
137
138         switch ( state ) {
139         case 0: /* First time through; invoke COMBOOT program */
140
141                 /* Initialize PSP */
142                 comboot_init_psp ( image, seg_userptr );
143
144                 /* Hook COMBOOT API interrupts */
145                 hook_comboot_interrupts ( );
146
147                 DBGC ( image, "executing 16-bit COMBOOT image at %4x:0100\n",
148                          COMBOOT_PSP_SEG );
149
150                 /* Temporarily de-register image, so that a "boot" command
151                  * doesn't throw us into an execution loop.  Hold a reference
152                  * to avoid the image's being freed.
153                  */
154                 image_get ( image );
155                 unregister_image ( image );
156
157                 /* Store stack segment at 0x38 and stack pointer at 0x3A
158                  * in the PSP and jump to the image */
159                 __asm__ __volatile__ (
160                     REAL_CODE ( /* Save return address with segment on old stack */
161                                     "popw %%ax\n\t"
162                                     "pushw %%cs\n\t"
163                                     "pushw %%ax\n\t"
164                                     /* Set DS=ES=segment with image */
165                                     "movw %w0, %%ds\n\t"
166                                     "movw %w0, %%es\n\t"
167                                     /* Set SS:SP to new stack (end of image segment) */
168                                     "movw %w0, %%ss\n\t"
169                                     "xor %%sp, %%sp\n\t"
170                                     "pushw $0\n\t"
171                                     "pushw %w0\n\t"
172                                     "pushw $0x100\n\t"
173                                     /* Zero registers (some COM files assume GP regs are 0) */
174                                     "xorw %%ax, %%ax\n\t"
175                                     "xorw %%bx, %%bx\n\t"
176                                     "xorw %%cx, %%cx\n\t"
177                                     "xorw %%dx, %%dx\n\t"
178                                     "xorw %%si, %%si\n\t"
179                                     "xorw %%di, %%di\n\t"
180                                     "xorw %%bp, %%bp\n\t"
181                                     "lret\n\t" )
182                                          : : "r" ( COMBOOT_PSP_SEG ) : "eax" );
183                 break;
184
185         case COMBOOT_RETURN_RUN_KERNEL:
186                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: returned to run kernel...\n", image );
187                 comboot_run_kernel ( );
188                 break;
189
190         case COMBOOT_RETURN_EXIT:
191                 break;
192
193         }
194
195         comboot_force_text_mode ( );
196
197         DBGC ( image, "COMBOOT %p returned\n", image );
198
199         /* Re-register image and return */
200         register_image ( image );
201         image_put ( image );
202         
203         return 0;
204 }
205
206 /**
207  * Check image name extension
208  * 
209  * @v image             COMBOOT image
210  * @ret rc              Return status code
211  */
212 static int comboot_identify ( struct image *image ) {
213         const char *ext;
214
215         ext = strrchr( image->name, '.' );
216
217         if ( ! ext ) {
218                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: no extension\n",
219                        image );
220                 return -ENOEXEC;
221         }
222
223         ++ext;
224
225         if ( strcasecmp( ext, "com" ) && strcasecmp( ext, "cbt" ) ) {
226                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: unrecognized extension %s\n",
227                        image, ext );
228                 return -ENOEXEC;
229         }
230
231         return 0;
232 }
233
234 /**
235  * Load COMBOOT image into memory, preparing a segment and returning it
236  * @v image             COMBOOT image
237  * @ret rc              Return status code
238  */
239 static int comboot_prepare_segment ( struct image *image )
240 {
241         userptr_t seg_userptr;
242         size_t filesz, memsz;
243         int rc;
244
245         /* Load image in segment */
246         seg_userptr = real_to_user ( COMBOOT_PSP_SEG, 0 );
247
248         /* Allow etra 0x100 bytes before image for PSP */
249         filesz = image->len + 0x100; 
250
251         /* Ensure the entire 64k segment is free */
252         memsz = 0xFFFF;
253
254         /* Prepare, verify, and load the real-mode segment */
255         if ( ( rc = prep_segment ( seg_userptr, filesz, memsz ) ) != 0 ) {
256                 DBGC ( image, "COMBOOT %p: could not prepare segment: %s\n",
257                        image, strerror ( rc ) );
258                 return rc;
259         }
260
261         /* Zero PSP */
262         memset_user ( seg_userptr, 0, 0, 0x100 );
263
264         /* Copy image to segment:0100 */
265         memcpy_user ( seg_userptr, 0x100, image->data, 0, image->len );
266
267         return 0;
268 }
269
270 /**
271  * Load COMBOOT image into memory
272  *
273  * @v image             COMBOOT image
274  * @ret rc              Return status code
275  */
276 static int comboot_load ( struct image *image ) {
277         int rc;
278
279         DBGC ( image, "COMBOOT %p: name '%s'\n",
280                image, image->name );
281
282         /* Check if this is a COMBOOT image */
283         if ( ( rc = comboot_identify ( image ) ) != 0 ) {
284                 
285                 return rc;
286         }
287
288         /* This is a 16-bit COMBOOT image, valid or otherwise */
289         if ( ! image->type )
290                 image->type = &comboot_image_type;
291         
292         /* Sanity check for filesize */
293         if( image->len >= 0xFF00 ) {
294                 DBGC( image, "COMBOOT %p: image too large\n",
295                       image );
296                 return -ENOEXEC;
297         }
298
299         /* Prepare segment and load image */
300         if ( ( rc = comboot_prepare_segment ( image ) ) != 0 ) {
301                 return rc;
302         }
303
304         return 0;
305 }
306
307 /** SYSLINUX COMBOOT (16-bit) image type */
308 struct image_type comboot_image_type __image_type ( PROBE_NORMAL ) = {
309         .name = "COMBOOT",
310         .load = comboot_load,
311         .exec = comboot_exec,
312 };