Rename PORT_KBD_* to PORT_PS2_*
[people/mcb30/legacybios.git] / src / system.c
1 // 16bit system callbacks
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 "util.h" // irq_restore
9 #include "biosvar.h" // CONFIG_BIOS_TABLE
10 #include "ioport.h" // inb
11 #include "cmos.h" // inb_cmos
12
13 // Use PS2 System Control port A to set A20 enable
14 static inline u8
15 set_a20(u8 cond)
16 {
17     // get current setting first
18     u8 newval, oldval = inb(PORT_A20);
19     if (cond)
20         newval = oldval | 0x02;
21     else
22         newval = oldval & ~0x02;
23     outb(newval, PORT_A20);
24
25     return (newval & 0x02) != 0;
26 }
27
28 static void
29 handle_152400(struct bregs *regs)
30 {
31     set_a20(0);
32     handle_ret(regs, 0);
33 }
34
35 static void
36 handle_152401(struct bregs *regs)
37 {
38     set_a20(1);
39     handle_ret(regs, 0);
40 }
41
42 static void
43 handle_152402(struct bregs *regs)
44 {
45     regs->al = !!(inb(PORT_A20) & 0x20);
46     handle_ret(regs, 0);
47 }
48
49 static void
50 handle_152403(struct bregs *regs)
51 {
52     regs->bx = 3;
53     handle_ret(regs, 0);
54 }
55
56 static void
57 handle_1524XX(struct bregs *regs)
58 {
59     handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
60 }
61
62 static void
63 handle_1524(struct bregs *regs)
64 {
65     switch (regs->al) {
66     case 0x00: handle_152400(regs); break;
67     case 0x01: handle_152401(regs); break;
68     case 0x02: handle_152402(regs); break;
69     case 0x03: handle_152403(regs); break;
70     default:   handle_1524XX(regs); break;
71     }
72 }
73
74 // removable media eject
75 static void
76 handle_1552(struct bregs *regs)
77 {
78     handle_ret(regs, 0);
79 }
80
81 static void
82 handle_1553(struct bregs *regs)
83 {
84     // XXX - APM call
85     handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
86 }
87
88 // Sleep for n microseconds. currently using the
89 // refresh request port 0x61 bit4, toggling every 15usec
90 static void
91 usleep(u32 count)
92 {
93     count = count / 15;
94     u8 kbd = inb(PORT_PS2_CTRLB);
95     while (count)
96         if ((inb(PORT_PS2_CTRLB) ^ kbd) & KBD_REFRESH)
97             count--;
98 }
99
100 // Wait for CX:DX microseconds. currently using the
101 // refresh request port 0x61 bit4, toggling every 15usec
102 static void
103 handle_1586(struct bregs *regs)
104 {
105     irq_enable();
106     usleep((regs->cx << 16) | regs->dx);
107     irq_disable();
108 }
109
110 static void
111 handle_1587(struct bregs *regs)
112 {
113     // +++ should probably have descriptor checks
114     // +++ should have exception handlers
115
116     u8 prev_a20_enable = set_a20(1); // enable A20 line
117
118     // 128K max of transfer on 386+ ???
119     // source == destination ???
120
121     // ES:SI points to descriptor table
122     // offset   use     initially  comments
123     // ==============================================
124     // 00..07   Unused  zeros      Null descriptor
125     // 08..0f   GDT     zeros      filled in by BIOS
126     // 10..17   source  ssssssss   source of data
127     // 18..1f   dest    dddddddd   destination of data
128     // 20..27   CS      zeros      filled in by BIOS
129     // 28..2f   SS      zeros      filled in by BIOS
130
131     //es:si
132     //eeee0
133     //0ssss
134     //-----
135
136 // check for access rights of source & dest here
137
138     // Initialize GDT descriptor
139     u16 si = regs->si;
140     u16 base15_00 = (regs->es << 4) + si;
141     u16 base23_16 = regs->es >> 12;
142     if (base15_00 < (regs->es<<4))
143         base23_16++;
144     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+0), 47);       // limit 15:00 = 6 * 8bytes/descriptor
145     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+2), base15_00);// base 15:00
146     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+4), base23_16);// base 23:16
147     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x08+5), 0x93);     // access
148     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x08+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
149
150     // Initialize CS descriptor
151     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+0), 0xffff);// limit 15:00 = normal 64K limit
152     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+2), 0x0000);// base 15:00
153     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+4), 0x000f);// base 23:16
154     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x20+5), 0x9b);  // access
155     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x20+6), 0x0000);// base 31:24/reserved/limit 19:16
156
157     // Initialize SS descriptor
158     u16 ss = GET_SEG(SS);
159     base15_00 = ss << 4;
160     base23_16 = ss >> 12;
161     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+0), 0xffff);   // limit 15:00 = normal 64K limit
162     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+2), base15_00);// base 15:00
163     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+4), base23_16);// base 23:16
164     SET_VAR(ES, *(u8 *)(si+0x28+5), 0x93);     // access
165     SET_VAR(ES, *(u16*)(si+0x28+6), 0x0000);   // base 31:24/reserved/limit 19:16
166
167     asm volatile(
168         // Load new descriptor tables
169         "lgdt %%es:(%1)\n"
170         "lidt %%cs:pmode_IDT_info\n"
171
172         // set PE bit in CR0
173         "movl %%cr0, %%eax\n"
174         "orb $0x01, %%al\n"
175         "movl %%eax, %%cr0\n"
176
177         // far jump to flush CPU queue after transition to protected mode
178         "ljmpw $0x0020, $1f\n"
179         "1:\n"
180
181         // GDT points to valid descriptor table, now load DS, ES
182         "movw $0x10, %%ax\n" // 010 000 = 2nd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
183         "movw %%ax, %%ds\n"
184         "movw $0x18, %%ax\n" // 011 000 = 3rd descriptor in table, TI=GDT, RPL=00
185         "movw %%ax, %%es\n"
186
187         // move CX words from DS:SI to ES:DI
188         "xorw %%si, %%si\n"
189         "xorw %%di, %%di\n"
190         "cld\n"
191         "rep movsw\n"
192
193         // reset PG bit in CR0 ???
194         "movl %%cr0, %%eax\n"
195         "andb $0xfe, %%al\n"
196         "movl %%eax, %%cr0\n"
197
198         // far jump to flush CPU queue after transition to real mode
199         "ljmpw $0xf000, $2f\n"
200         "2:\n"
201
202         // restore IDT to normal real-mode defaults
203         "lidt %%cs:rmode_IDT_info\n"
204
205         // Restore %ds (from %ss)
206         "movw %%ss, %%ax\n"
207         "movw %%ax, %%ds\n"
208         : : "c" (regs->cx), "r" (si + 8)
209         : "eax", "di", "si"); // XXX - also clobbers %es
210
211     set_a20(prev_a20_enable);
212
213     handle_ret(regs, 0);
214 }
215
216 // Get the amount of extended memory (above 1M)
217 static void
218 handle_1588(struct bregs *regs)
219 {
220     regs->al = inb_cmos(CMOS_EXTMEM_LOW);
221     regs->ah = inb_cmos(CMOS_EXTMEM_HIGH);
222     // According to Ralf Brown's interrupt the limit should be 15M,
223     // but real machines mostly return max. 63M.
224     if (regs->ax > 0xffc0)
225         regs->ax = 0xffc0;
226     set_cf(regs, 0);
227 }
228
229 // Device busy interrupt.  Called by Int 16h when no key available
230 static void
231 handle_1590(struct bregs *regs)
232 {
233 }
234
235 // Interrupt complete.  Called by Int 16h when key becomes available
236 static void
237 handle_1591(struct bregs *regs)
238 {
239 }
240
241 // keyboard intercept
242 static void
243 handle_154f(struct bregs *regs)
244 {
245     set_cf(regs, 1);
246 }
247
248 static void
249 handle_15c0(struct bregs *regs)
250 {
251     regs->es = SEG_BIOS;
252     regs->bx = (u16)&BIOS_CONFIG_TABLE;
253 }
254
255 static void
256 handle_15c1(struct bregs *regs)
257 {
258     regs->es = GET_BDA(ebda_seg);
259     set_cf(regs, 0);
260 }
261
262 static void
263 handle_15e801(struct bregs *regs)
264 {
265     // my real system sets ax and bx to 0
266     // this is confirmed by Ralph Brown list
267     // but syslinux v1.48 is known to behave
268     // strangely if ax is set to 0
269     // regs.u.r16.ax = 0;
270     // regs.u.r16.bx = 0;
271
272     // Get the amount of extended memory (above 1M)
273     regs->cl = inb_cmos(CMOS_EXTMEM_LOW);
274     regs->ch = inb_cmos(CMOS_EXTMEM_HIGH);
275
276     // limit to 15M
277     if (regs->cx > 0x3c00)
278         regs->cx = 0x3c00;
279
280     // Get the amount of extended memory above 16M in 64k blocs
281     regs->dl = inb_cmos(CMOS_EXTMEM2_LOW);
282     regs->dh = inb_cmos(CMOS_EXTMEM2_HIGH);
283
284     // Set configured memory equal to extended memory
285     regs->ax = regs->cx;
286     regs->bx = regs->dx;
287
288     set_cf(regs, 0);
289 }
290
291 #define ACPI_DATA_SIZE    0x00010000L
292
293 static void
294 set_e820_range(u16 DI, u32 start, u32 end, u16 type)
295 {
296     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+0), start);
297     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+2), start >> 16);
298     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+4), 0x00);
299     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+6), 0x00);
300
301     end -= start;
302     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+8), end);
303     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+10), end >> 16);
304     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+12), 0x0000);
305     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+14), 0x0000);
306
307     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+16), type);
308     SET_VAR(ES, *(u16*)(DI+18), 0x0);
309 }
310
311 // XXX - should create e820 memory map in post and just copy it here.
312 static void
313 handle_15e820(struct bregs *regs)
314 {
315     if (regs->edx != 0x534D4150) {
316         handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
317         return;
318     }
319
320     u32 extended_memory_size = inb_cmos(CMOS_EXTMEM2_HIGH);
321     extended_memory_size <<= 8;
322     extended_memory_size |= inb_cmos(CMOS_EXTMEM2_LOW);
323     extended_memory_size *= 64;
324     // greater than EFF00000???
325     if (extended_memory_size > 0x3bc000)
326         // everything after this is reserved memory until we get to 0x100000000
327         extended_memory_size = 0x3bc000;
328     extended_memory_size *= 1024;
329     extended_memory_size += (16L * 1024 * 1024);
330
331     if (extended_memory_size <= (16L * 1024 * 1024)) {
332         extended_memory_size = inb_cmos(CMOS_EXTMEM_HIGH);
333         extended_memory_size <<= 8;
334         extended_memory_size |= inb_cmos(CMOS_EXTMEM_LOW);
335         extended_memory_size *= 1024;
336     }
337
338     switch (regs->bx) {
339     case 0:
340         set_e820_range(regs->di, 0x0000000L, 0x0009fc00L, 1);
341         regs->ebx = 1;
342         regs->eax = 0x534D4150;
343         regs->ecx = 0x14;
344         set_cf(regs, 0);
345         break;
346     case 1:
347         set_e820_range(regs->di, 0x0009fc00L, 0x000a0000L, 2);
348         regs->ebx = 2;
349         regs->eax = 0x534D4150;
350         regs->ecx = 0x14;
351         set_cf(regs, 0);
352         break;
353     case 2:
354         set_e820_range(regs->di, 0x000e8000L, 0x00100000L, 2);
355         regs->ebx = 3;
356         regs->eax = 0x534D4150;
357         regs->ecx = 0x14;
358         set_cf(regs, 0);
359         break;
360     case 3:
361         set_e820_range(regs->di, 0x00100000L,
362                        extended_memory_size - ACPI_DATA_SIZE, 1);
363         regs->ebx = 4;
364         regs->eax = 0x534D4150;
365         regs->ecx = 0x14;
366         set_cf(regs, 0);
367         break;
368     case 4:
369         set_e820_range(regs->di,
370                        extended_memory_size - ACPI_DATA_SIZE,
371                        extended_memory_size, 3); // ACPI RAM
372         regs->ebx = 5;
373         regs->eax = 0x534D4150;
374         regs->ecx = 0x14;
375         set_cf(regs, 0);
376         break;
377     case 5:
378         /* 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
379         set_e820_range(regs->di, 0xfffc0000L, 0x00000000L, 2);
380         regs->ebx = 0;
381         regs->eax = 0x534D4150;
382         regs->ecx = 0x14;
383         set_cf(regs, 0);
384         break;
385     default:  /* AX=E820, DX=534D4150, BX unrecognized */
386         handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
387     }
388 }
389
390 static void
391 handle_15e8XX(struct bregs *regs)
392 {
393     handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
394 }
395
396 static void
397 handle_15e8(struct bregs *regs)
398 {
399     switch (regs->al) {
400     case 0x01: handle_15e801(regs); break;
401     case 0x20: handle_15e820(regs); break;
402     default:   handle_15e8XX(regs); break;
403     }
404 }
405
406 static void
407 handle_15XX(struct bregs *regs)
408 {
409     handle_ret(regs, RET_EUNSUPPORTED);
410 }
411
412 // INT 15h System Services Entry Point
413 void VISIBLE
414 handle_15(struct bregs *regs)
415 {
416     //debug_enter(regs);
417     switch (regs->ah) {
418     case 0x24: handle_1524(regs); break;
419     case 0x4f: handle_154f(regs); break;
420     case 0x52: handle_1552(regs); break;
421     case 0x53: handle_1553(regs); break;
422     case 0x83: handle_1583(regs); break;
423     case 0x86: handle_1586(regs); break;
424     case 0x87: handle_1587(regs); break;
425     case 0x88: handle_1588(regs); break;
426     case 0x90: handle_1590(regs); break;
427     case 0x91: handle_1591(regs); break;
428     case 0xc0: handle_15c0(regs); break;
429     case 0xc1: handle_15c1(regs); break;
430     case 0xc2: handle_15c2(regs); break;
431     case 0xe8: handle_15e8(regs); break;
432     default:   handle_15XX(regs); break;
433     }
434     debug_exit(regs);
435 }
436
437 // INT 12h Memory Size Service Entry Point
438 void VISIBLE
439 handle_12(struct bregs *regs)
440 {
441     debug_enter(regs);
442     regs->ax = GET_BDA(mem_size_kb);
443     debug_exit(regs);
444 }
445
446 // INT 11h Equipment List Service Entry Point
447 void VISIBLE
448 handle_11(struct bregs *regs)
449 {
450     debug_enter(regs);
451     regs->ax = GET_BDA(equipment_list_flags);
452     debug_exit(regs);
453 }
454
455 // INT 05h Print Screen Service Entry Point
456 void VISIBLE
457 handle_05(struct bregs *regs)
458 {
459     debug_enter(regs);
460 }
461
462 // INT 10h Video Support Service Entry Point
463 void VISIBLE
464 handle_10(struct bregs *regs)
465 {
466     debug_enter(regs);
467     // dont do anything, since the VGA BIOS handles int10h requests
468 }
469
470 void VISIBLE
471 handle_nmi(struct bregs *regs)
472 {
473     debug_enter(regs);
474     // XXX
475 }
476
477 // INT 75 - IRQ13 - MATH COPROCESSOR EXCEPTION
478 void VISIBLE
479 handle_75(struct bregs *regs)
480 {
481     debug_enter(regs);
482
483     // clear irq13
484     outb(0, PORT_MATH_CLEAR);
485     // clear interrupt
486     eoi_both_pics();
487     // legacy nmi call
488     struct bregs br;
489     memset(&br, 0, sizeof(br));
490     call16_int(0x02, &br);
491 }