96e2e8b1fa2f272ba44e2108962f94c10b364f67
[people/mcb30/legacybios.git] / src / romlayout.S
1 // Rom layout and bios assembler to C interface.
2 //
3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
4 // Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
5 //
6 // This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
7
8 #include "config.h"
9
10 #define PROTECTED_MODE_CS (2 << 3) // 0x10
11 #define PROTECTED_MODE_DS (3 << 3) // 0x18
12 #define REAL_MODE_CS      (4 << 3) // 0x20
13 #define REAL_MODE_DS      (5 << 3) // 0x28
14
15         .code16gcc
16
17
18 /****************************************************************
19  * Include of 16bit C code
20  ****************************************************************/
21
22         .globl bios16c_start, bios16c_end
23 bios16c_start:
24 .include "out/blob.proc.16.s"
25         .text
26 bios16c_end:
27
28
29 /****************************************************************
30  * POST handler
31  ****************************************************************/
32
33         // Macro to reset the 16bit stack
34         // Clobbers %ax
35         .macro RESET_STACK
36         xorw %ax, %ax
37         movw %ax, %ss
38         movl $ CONFIG_STACK_OFFSET , %esp
39         .endm
40
41         .org 0xe05b
42         .globl post16
43 post16:
44         // init the stack pointer
45         RESET_STACK
46
47         // Set entry point of rombios32 code - the actual address
48         // is altered later in the build process.
49         .globl set_entry32
50 set_entry32:
51         pushl $0xf0000000
52
53         // Fall through to transition32 function below
54
55
56 /****************************************************************
57  * Call trampolines
58  ****************************************************************/
59
60 // Place CPU into 32bit mode from 16bit mode.
61 // Clobbers: %eax, flags, stack registers, cr0, idt/gdt
62 transition32:
63         // Disable irqs
64         cli
65
66         // enable a20
67         inb $0x92, %al
68         orb $0x02, %al
69         outb %al, $0x92
70
71         // Set segment descriptors
72         lidt %cs:pmode_IDT_info
73         lgdt %cs:rombios32_gdt_48
74
75         // set PE bit in CR0
76         movl  %cr0, %eax
77         orb   $0x01, %al
78         movl  %eax, %cr0
79
80         // start protected mode code
81         // ljmpl $PROTECTED_MODE_CS, $(1f | 0xf0000)
82         .word 0xea66, 1f, 0x000f, PROTECTED_MODE_CS
83
84         .code32
85 1:
86         // init data segments
87         movl $PROTECTED_MODE_DS, %eax
88         movw %ax, %ds
89         movw %ax, %es
90         movw %ax, %ss
91         xorl %eax, %eax
92         movw %ax, %fs
93         movw %ax, %gs
94
95         cld
96
97         retl
98
99 // Call a 16bit function from 32bit mode.
100 // %eax = address of struct bregs
101 // Clobbers: all gp registers, flags, stack registers, cr0, idt/gdt
102         .globl __call16_from32
103 __call16_from32:
104         pushl %eax
105
106         // Jump to 16bit mode
107         ljmp $REAL_MODE_CS, $1f
108
109         .code16gcc
110 1:
111         // restore data segment limits to 0xffff
112         movw $REAL_MODE_DS, %ax
113         movw %ax, %ds
114         movw %ax, %es
115         movw %ax, %ss
116         movw %ax, %fs
117         movw %ax, %gs
118
119         // reset PE bit in CR0
120         movl %cr0, %eax
121         andb $0xfe, %al
122         movl %eax, %cr0
123
124         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
125         ljmpw $0xf000, $2f
126
127 2:
128         // restore IDT to normal real-mode defaults
129         lidt %cs:rmode_IDT_info
130
131         // Clear segment registers
132         xorw %ax, %ax
133         movw %ax, %fs
134         movw %ax, %gs
135         movw %ax, %es
136         movw %ax, %ds
137         movw %ax, %ss  // Assume stack is in segment 0
138
139         popl %eax
140         pushl $transition32
141
142         // Fall through to __call16
143
144
145 // Call a 16bit function from 16bit mode with a specified cpu register state
146 // %eax = address of struct bregs
147 // Clobbers: all gp registers, es
148         .globl __call16
149 __call16:
150         // Save eax
151         pushl %eax
152
153         // Setup for iretw call
154         pushw $0xf000
155         pushw $1f               // return point
156         pushw 0x28(%eax)        // flags
157         pushl 0x24(%eax)        // CS:IP
158
159         // Load calling registers.
160         movl 0x04(%eax), %edi
161         movl 0x08(%eax), %esi
162         movl 0x0c(%eax), %ebp
163         movl 0x14(%eax), %ebx
164         movl 0x18(%eax), %edx
165         movl 0x1c(%eax), %ecx
166         movw 0x02(%eax), %es    // XXX - should load %ds too
167         movl 0x20(%eax), %eax
168
169         // Invoke call
170         iretw                   // XXX - just do a lcalll
171 1:
172         // Store flags, eax, ecx
173         pushfw
174         pushl %eax
175         movl 0x06(%esp), %eax
176         movl %ecx, %ss:0x1c(%eax)       // Save %ecx
177         movw %ss, %cx
178         movw %cx, %ds                   // Restore %ds == %ss
179         popl %ecx
180         movl %ecx, 0x20(%eax)           // Save %eax
181         popw %cx
182         movw %cx, 0x28(%eax)            // Save flags
183
184         // Store remaining registers
185         movw %es, 0x02(%eax)
186         movl %edi, 0x04(%eax)
187         movl %esi, 0x08(%eax)
188         movl %ebp, 0x0c(%eax)
189         movl %ebx, 0x14(%eax)
190         movl %edx, 0x18(%eax)
191
192         // Remove %eax
193         popl %eax
194
195         retl
196
197
198 /****************************************************************
199  * GDT and IDT tables
200  ****************************************************************/
201
202 // Protected mode IDT descriptor
203 //
204 // I just make the limit 0, so the machine will shutdown
205 // if an exception occurs during protected mode memory
206 // transfers.
207 //
208 // Set base to f0000 to correspond to beginning of BIOS,
209 // in case I actually define an IDT later
210 // Set limit to 0
211 pmode_IDT_info:
212         .word 0x0000  // limit 15:00
213         .long 0xf0000 // base 16:47
214
215 // Real mode IDT descriptor
216 //
217 // Set to typical real-mode values.
218 // base  = 000000
219 // limit =   03ff
220 rmode_IDT_info:
221         .word 0x03ff  // limit 15:00
222         .long 0       // base 16:47
223
224 rombios32_gdt_48:
225         .word 0x30
226         .word rombios32_gdt
227         .word 0x000f
228
229         .balign 8
230 rombios32_gdt:
231         .word 0, 0, 0, 0
232         .word 0, 0, 0, 0
233         // 32 bit flat code segment (PROTECTED_MODE_CS)
234         .word 0xffff, 0, 0x9b00, 0x00cf
235         // 32 bit flat data segment (PROTECTED_MODE_DS)
236         .word 0xffff, 0, 0x9300, 0x00cf
237         // 16 bit code segment base=0xf0000 limit=0xffff (REAL_MODE_CS)
238         .word 0xffff, 0, 0x9b0f, 0x0000
239         // 16 bit data segment base=0x0 limit=0xffff (REAL_MODE_DS)
240         .word 0xffff, 0, 0x9300, 0x0000
241
242
243 /****************************************************************
244  * Interrupt entry points
245  ****************************************************************/
246
247         .macro ENTRY cfunc
248         cld
249         pushal
250         pushw %es
251         pushw %ds
252         movw %ss, %ax
253         movw %ax, %ds
254         movzwl %sp, %esp
255         movl %esp, %eax
256         calll \cfunc
257         popw %ds
258         popw %es
259         popal
260         .endm
261
262         .macro IRQ_ENTRY num
263         .globl entry_\num
264         entry_\num :
265         cli         // In case something far-calls instead of using "int"
266         ENTRY handle_\num
267         iretw
268         .endm
269
270         // APM trampolines
271         .globl apm16protected_entry
272 apm16protected_entry:
273         pushfw          // save flags
274         pushl %eax      // dummy
275         ENTRY handle_1553
276         addw $4, %sp    // pop dummy
277         popfw           // restore flags
278         lretw
279
280         .code32
281         .globl apm32protected_entry
282 apm32protected_entry:
283         pushfw          // save flags
284         pushw %cs       // Setup for long jump to 16bitmode
285         incw (%esp)
286         pushw 1f
287         lcallw *(%esp)
288         addl $4, %esp   // pop call address
289         popfw
290         lretl
291         .code16gcc
292 1:                      // 16bit entry point for apm32 code.
293         ENTRY handle_1553
294         lretw
295
296         .org 0xe2c3
297         IRQ_ENTRY nmi
298
299         IRQ_ENTRY 13
300         IRQ_ENTRY 12
301         IRQ_ENTRY 11
302         IRQ_ENTRY 76
303         IRQ_ENTRY 1c
304         IRQ_ENTRY 70
305         IRQ_ENTRY 74
306         IRQ_ENTRY 75
307
308         .globl entry_19
309 entry_19:
310         RESET_STACK
311         calll handle_19
312
313         .globl entry_18
314 entry_18:
315         RESET_STACK
316         calll handle_18
317
318
319         // IRQ trampolines
320         .macro IRQ_TRAMPOLINE num
321         .globl irq_trampoline_0x\num
322         irq_trampoline_0x\num :
323         int $0x\num
324         lretw
325         .endm
326
327         IRQ_TRAMPOLINE 02
328         IRQ_TRAMPOLINE 10
329         IRQ_TRAMPOLINE 13
330         IRQ_TRAMPOLINE 15
331         IRQ_TRAMPOLINE 18
332         IRQ_TRAMPOLINE 19
333         IRQ_TRAMPOLINE 1c
334         IRQ_TRAMPOLINE 4a
335
336         .org 0xe3fe
337         jmp entry_13
338
339         .org 0xe401
340         // XXX - Fixed Disk Parameter Table
341
342         .org 0xe6f2
343         jmp entry_19
344
345         .org 0xe6f5
346 .include "out/cbt.proc.16.s"
347         .text
348
349         .org 0xe729
350         // XXX - Baud Rate Generator Table
351
352         .org 0xe739
353         IRQ_ENTRY 14
354
355         .org 0xe82e
356         IRQ_ENTRY 16
357
358         .org 0xe987
359         IRQ_ENTRY 09
360
361         .org 0xec59
362         IRQ_ENTRY 40
363
364         .org 0xef57
365         IRQ_ENTRY 0e
366
367         .org 0xefc7
368 .include "out/floppy_dbt.proc.16.s"
369         .text
370
371         .org 0xefd2
372         IRQ_ENTRY 17
373
374         .org 0xf045
375         // XXX int 10
376         iretw
377
378         .org 0xf065
379         IRQ_ENTRY 10
380
381         .org 0xf0a4
382         // XXX int 1D
383         iretw
384
385         .globl freespace2_start, freespace2_end
386 freespace2_start:
387
388         .org 0xf841
389 freespace2_end:
390         jmp entry_12
391
392         .org 0xf84d
393         jmp entry_11
394
395         .org 0xf859
396         IRQ_ENTRY 15
397
398         .org 0xfa6e
399 .include "out/font.proc.16.s"
400         .text
401
402         .org 0xfe6e
403         IRQ_ENTRY 1a
404
405         .org 0xfea5
406         IRQ_ENTRY 08
407
408         .org 0xfef3
409         // XXX - Initial Interrupt Vector Offsets Loaded by POST
410
411         .org 0xff00
412         // XXX - BIOS_COPYRIGHT_STRING
413         .ascii "(c) 2002 MandrakeSoft S.A. Written by Kevin Lawton & the Bochs team."
414
415         .org 0xff53
416         .globl dummy_iret_handler
417 dummy_iret_handler:
418         iretw
419
420         .org 0xff54
421         IRQ_ENTRY 05
422
423         .org 0xfff0 // Power-up Entry Point
424         ljmpw $0xf000, $post16
425
426         .org 0xfff5
427         // BIOS build date
428         .ascii "06/23/99"
429
430         .org 0xfffe
431         .byte CONFIG_MODEL_ID
432         .byte 0x00
433
434         .end