src/arch/i386/prefix/libprefix.S

   1 /*
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  16  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17  *
  18  */
  19
  20 #define CR0_PE 1
  21
  22         .arch i386
  23         .section ".prefix.lib", "awx", @progbits
  24         .section ".data16", "aw", @progbits
  25
  26 /****************************************************************************
  27  * install_block (real-mode near call)
  28  *
  29  * Install block to specified address
  30  *
  31  * Parameters:
  32  *   %esi : byte offset within loaded image (must be a multiple of 16)
  33  *   %es:edi : destination address
  34  *   %ecx : length of (decompressed) data
  35  *   %edx : total length of block (including any uninitialised data portion)
  36  * Returns:
  37  *   none
  38  * Corrupts:
  39  *   %esi, %edi, %ecx, %edx
  40  ****************************************************************************
  41  */
  42         .section ".prefix.lib"
  43         .code16
  44 install_block:
  45         /* Preserve registers */
  46         pushw   %ds
  47         pushl   %eax
  48
  49         /* Starting segment => %ds */
  50         movw    %cs, %ax
  51         shrl    $4, %esi
  52         addw    %si, %ax
  53         movw    %ax, %ds
  54         xorl    %esi, %esi
  55
  56         /* Calculate start and length of uninitialised data portion */
  57         addr32 leal     (%edi,%ecx), %eax
  58         subl    %ecx, %edx
  59
  60         /* Do the copy */
  61         cld
  62         rep addr32 movsb /* or "call decompress16" */
  63
  64         /* Zero remaining space */
  65         movl    %eax, %edi
  66         movl    %edx, %ecx
  67         xorb    %al, %al
  68         rep addr32 stosb
  69
  70         /* Restore registers */
  71         popl    %eax
  72         popw    %ds
  73         ret
  74         .size install_block, . - install_block
  75
  76 /****************************************************************************
  77  * alloc_basemem (real-mode near call)
  78  *
  79  * Allocate space for .text16 and .data16 from top of base memory.
  80  * Memory is allocated using the BIOS free base memory counter at
  81  * 0x40:13.
  82  *
  83  * Parameters:
  84  *   none
  85  * Returns:
  86  *   %ax : .text16 segment address
  87  *   %bx : .data16 segment address
  88  * Corrupts:
  89  *   none
  90  ****************************************************************************
  91  */
  92         .section ".prefix.lib"
  93         .code16
  94 alloc_basemem:
  95         /* FBMS => %ax as segment address */
  96         movw    $0x40, %ax
  97         movw    %ax, %fs
  98         movw    %fs:0x13, %ax
  99         shlw    $6, %ax
 100
 101         /* .data16 segment address */
 102         subw    $_data16_size_pgh, %ax
 103         pushw   %ax
 104
 105         /* .text16 segment address */
 106         subw    $_text16_size_pgh, %ax
 107         pushw   %ax
 108
 109         /* Update FBMS */
 110         shrw    $6, %ax
 111         movw    %ax, %fs:0x13
 112
 113         /* Return */
 114         popw    %ax
 115         popw    %bx
 116         ret
 117         .size alloc_basemem, . - alloc_basemem
 118
 119 /****************************************************************************
 120  * install_basemem (real-mode near call)
 121  *
 122  * Install .text16 and .data16 into base memory
 123  *
 124  * Parameters:
 125  *   %ax : .text16 segment address
 126  *   %bx : .data16 segment address
 127  * Returns:
 128  *   none
 129  * Corrupts:
 130  *   none
 131  ****************************************************************************
 132  */
 133         .section ".prefix.lib"
 134         .code16
 135 install_basemem:
 136         /* Preserve registers */
 137         pushw   %es
 138         pushl   %esi
 139         pushl   %edi
 140         pushl   %ecx
 141         pushl   %edx
 142
 143         /* Install .text16 */
 144         movw    %ax, %es
 145         xorl    %edi, %edi
 146         movl    $_text16_load_offset, %esi
 147         movl    $_text16_size, %ecx
 148         movl    %ecx, %edx
 149         call    install_block
 150
 151         /* Install .data16 */
 152         movw    %bx, %es
 153         xorl    %edi, %edi
 154         movl    $_data16_load_offset, %esi
 155         movl    $_data16_progbits_size, %ecx
 156         movl    $_data16_size, %edx
 157         call    install_block
 158
 159         /* Restore registers */
 160         popl    %edx
 161         popl    %ecx
 162         popl    %edi
 163         popl    %esi
 164         popw    %es
 165         ret
 166         .size install_basemem, . - install_basemem
 167
 168 /****************************************************************************
 169  * install_highmem (flat real-mode near call)
 170  *
 171  * Install .text and .data into high memory
 172  *
 173  * Parameters:
 174  *   %es:edi : address in high memory
 175  * Returns:
 176  *   none
 177  * Corrupts:
 178  *   none
 179  ****************************************************************************
 180  */
 181
 182 #ifndef KEEP_IT_REAL
 183
 184         .section ".prefix.lib"
 185         .code16
 186 install_highmem:
 187         /* Preserve registers */
 188         pushl   %esi
 189         pushl   %edi
 190         pushl   %ecx
 191         pushl   %edx
 192
 193         /* Install .text and .data to specified address */
 194         movl    $_textdata_load_offset, %esi
 195         movl    $_textdata_progbits_size, %ecx
 196         movl    $_textdata_size, %edx
 197         call    install_block
 198
 199         /* Restore registers and interrupt status */
 200         popl    %edx
 201         popl    %ecx
 202         popl    %edi
 203         popl    %esi
 204         ret
 205         .size install_highmem, . - install_highmem
 206
 207 #endif /* KEEP_IT_REAL */
 208
 209 /****************************************************************************
 210  * GDT for flat real mode
 211  *
 212  * We only ever use this GDT to set segment limits; the bases are
 213  * unused.  Also, we only flatten data segments, so we don't need to
 214  * worry about the code or stack segments.  This makes everything much
 215  * simpler.
 216  ****************************************************************************
 217  */
 218
 219 #ifndef KEEP_IT_REAL
 220
 221         .section ".prefix.lib"
 222         .align 16
 223 gdt:
 224 gdt_limit:              .word gdt_length - 1
 225 gdt_base:               .long 0
 226                         .word 0 /* padding */
 227
 228 flat_ds:        /* Flat real mode data segment */
 229         .equ    FLAT_DS, flat_ds - gdt
 230         .word   0xffff, 0
 231         .byte   0, 0x93, 0xcf, 0
 232
 233 gdt_end:
 234         .equ    gdt_length, gdt_end - gdt
 235         .size gdt, . - gdt
 236
 237 #endif /* KEEP_IT_REAL */
 238
 239 /****************************************************************************
 240  * flatten_real_mode (real-mode near call)
 241  *
 242  * Sets 4GB limits on the data segments %ds and %es.
 243  *
 244  * Parameters:
 245  *   none
 246  ****************************************************************************
 247  */
 248
 249 #ifndef KEEP_IT_REAL
 250
 251         .section ".prefix.lib"
 252         .code16
 253 flatten_real_mode:
 254         /* Preserve real-mode segment values and temporary registers */
 255         pushw   %es
 256         pushw   %ds
 257         pushw   %bp
 258         pushl   %eax
 259
 260         /* Set GDT base and load GDT */
 261         xorl    %eax, %eax
 262         movw    %cs, %ax
 263         shll    $4, %eax
 264         addl    $gdt, %eax
 265         pushl   %eax
 266         pushw   %cs:gdt_limit
 267         movw    %sp, %bp
 268         lgdt    (%bp)
 269         addw    $6, %sp
 270
 271         /* Switch to protected mode */
 272         movl    %cr0, %eax
 273         orb     $CR0_PE, %al
 274         movl    %eax, %cr0
 275
 276         /* Set flat segment limits */
 277         movw    $FLAT_DS, %ax
 278         movw    %ax, %ds
 279         movw    %ax, %es
 280
 281         /* Switch back to real mode */
 282         movl    %cr0, %eax
 283         andb    $0!CR0_PE, %al
 284         movl    %eax, %cr0
 285
 286         /* Restore real-mode segment values and temporary registers */
 287         popl    %eax
 288         popw    %bp
 289         popw    %ds
 290         popw    %es
 291         ret
 292         .size flatten_real_mode, . - flatten_real_mode
 293
 294 #endif /* KEEP_IT_REAL */
 295
 296 /****************************************************************************
 297  * install (real-mode near call)
 298  * install_prealloc (real-mode near call)
 299  *
 300  * Install all text and data segments.
 301  *
 302  * Parameters:
 303  *   %ax : .text16 segment address (install_prealloc only)
 304  *   %bx : .data16 segment address (install_prealloc only)
 305  * Returns:
 306  *   %ax : .text16 segment address
 307  *   %bx : .data16 segment address
 308  *   %edi : .text physical address (if applicable)
 309  * Corrupts:
 310  *   none
 311  ****************************************************************************
 312  */
 313         .section ".prefix.lib"
 314         .code16
 315         .globl install
 316 install:
 317         /* Allocate space for .text16 and .data16 */
 318         call    alloc_basemem
 319         .size install, . - install
 320         .globl install_prealloc
 321 install_prealloc:
 322         /* Install .text16 and .data16 */
 323         call    install_basemem
 324
 325 #ifdef KEEP_IT_REAL
 326         /* Preserve %ds, call init_libkir, restore registers */
 327         pushw   %ds
 328         movw    %bx, %ds
 329         movw    %ax, (init_libkir_vector+2)
 330         lcall   *init_libkir_vector
 331         popw    %ds
 332 #else
 333         /* Preserve registers and interrupt status, and disable interrupts */
 334         pushfw
 335         pushw   %ds
 336         pushw   %es
 337         pushl   %esi
 338         pushl   %ecx
 339         cli
 340
 341         /* Load up %ds and %es, and set up vectors for far calls to .text16 */
 342         movw    %bx, %ds
 343         xorw    %si, %si
 344         movw    %si, %es
 345         movw    %ax, (init_librm_vector+2)
 346         movw    %ax, (prot_call_vector+2)
 347
 348         /* Install .text and .data to 2MB mark.  Use 2MB to avoid
 349          * problems with A20.
 350          */
 351         call    flatten_real_mode
 352         movl    $(2<<20), %edi
 353         call    install_highmem
 354
 355         /* Set up initial protected-mode GDT, call relocate().
 356          * relocate() will return with %esi, %edi and %ecx set up
 357          * ready for the copy to the new location.
 358          */
 359         lcall   *init_librm_vector
 360         pushl   $relocate
 361         lcall   *prot_call_vector
 362         addw    $4, %sp
 363
 364         /* Move code to new location, set up new protected-mode GDT */
 365         call    flatten_real_mode
 366         pushl   %edi
 367         es rep addr32 movsb
 368         popl    %edi
 369         lcall   *init_librm_vector
 370
 371         /* Hide Etherboot from BIOS memory map.  Note that making this
 372          * protected-mode call will also restore normal (non-flat)
 373          * real mode, as part of the protected-to-real transition.
 374          */
 375         pushl   $hide_etherboot
 376         lcall   *prot_call_vector
 377         addw    $4, %sp
 378
 379         /* Restore registers and interrupt status */
 380         popl    %ecx
 381         popl    %esi
 382         popw    %es
 383         popw    %ds
 384         popfw
 385 #endif
 386         ret
 387         .size install_prealloc, . - install_prealloc
 388
 389         /* Vectors for far calls to .text16 functions */
 390         .section ".data16"
 391 #ifdef KEEP_IT_REAL
 392 init_libkir_vector:
 393         .word init_libkir
 394         .word 0
 395         .size init_libkir_vector, . - init_libkir_vector
 396 #else
 397 init_librm_vector:
 398         .word init_librm
 399         .word 0
 400         .size init_librm_vector, . - init_librm_vector
 401 prot_call_vector:
 402         .word prot_call
 403         .word 0
 404         .size prot_call_vector, . - prot_call_vector
 405 #endif