Start work on partition support.
[pintos-anon] / src / threads / loader.S
index 42f489979dff15704d4cd3efa023c9954f03913b..58fb837aec5471c90f57a78354189b3c841bec55 100644 (file)
@@ -39,7 +39,8 @@
  */
 
 #include "threads/loader.h"
-/*#include "threads/mmu.h"*/
+       
+       .intel_syntax noprefix
        
 #### Kernel loader.
 
@@ -51,7 +52,7 @@
 #### memory, and jumps to the first byte of the kernel, where start.S
 #### is linked.
        
-/* Flags in control register 0 */
+/* Flags in control register 0. */
 #define CR0_PE 0x00000001      /* Protection Enable. */
 #define CR0_EM 0x00000004      /* (Floating-point) Emulation. */
 #define CR0_PG 0x80000000      /* Paging. */
 start:
        .code16
 
-# Disable interrupts.
-# String instructions go upward.
-
-       cli
-       cld
-
-# Set up data segments and stack.
-
-       subw %ax, %ax
-       movw %ax, %es
-       movw %ax, %ds
-
+# Set up segment registers.
 # Stack grows downward starting from us.
-# We don't ever use the stack so this is strictly speaking
-# unnecessary.
-
-       movw %ax, %ss
-       movw $0x7c00, %sp
-       
-#### Enable A20.  Address line 20 is tied to low when the machine
-#### boots, which prevents addressing memory about 1 MB.  This code
-#### fixes it.
-       
-# Poll status register while busy.
 
-1:     inb $0x64, %al
-       testb $0x2, %al
-       jnz 1b
-
-# Send command for writing output port.
-
-       movb $0xd1, %al
-       outb %al, $0x64
-
-# Poll status register while busy.
-
-1:     inb $0x64, %al
-       testb $0x2, %al
-       jnz 1b
-
-# Enable A20 line.
-
-       movb $0xdf, %al
-       outb %al, $0x60
-
-#### Get memory size, via interrupt 15h function 88h.  Returns CF
-#### clear if successful, with AX = (kB of physical memory) - 1024.
-#### This only works for memory sizes <= 65 MB, which should be fine
-#### for our purposes.
+       sub ax, ax
+       mov ds, ax
+       mov ss, ax
+       mov sp, 0x7c00
        
-       movb $0x88, %ah
-       int $0x15
-       jc panic                # Carry flag set on error
-       addl $1024, %eax        # Total kB
-       shrl $2, %eax           # Total 4 kB pages
-       movl %eax, ram_pages
+# Scan floppy disks.
+
+       sub dl, dl
+       sub ebx, ebx
+       mov eax, 0x7e00
+       mov es, ax
+1:     call scan_partitions
+       inc dl
+       jnc 1b
+
+# Scan hard disks.
+       mov dl, 0x80
+1:     call scan_partitions
+       inc dl
+       jnc 1b
+
+       call panic
+       .asciz "No boot partition"
+
+scan_partitions:
+       # EBX = sector number of partition table
+       # DL = drive number
+       # ES:0000 -> buffer for partition table
+       # Returns CF set if drive exists, CF clear otherwise.
+       call read_sector
+       jnc no_such_drive
+2:     cmp word ptr [es:510], 0xaa55
+       jnz no_boot_partition
        
-#### Create temporary page directory and page table and set page
-#### directory base register.
-
-# Create page directory at 64 kB and fill with zeroes.
-
-       mov $0x1000, %ax
-       mov %ax, %es
-       subl %eax, %eax
-       subl %edi, %edi
-       movl $0x400, %ecx
-       rep stosl
-
-# Set PDEs for 0 and LOADER_PHYS_BASE to point to the page table.
-# See comments near the PG_* macros in paging.h for a description of
-# the values stored here.
-
-       movl $0x11007, %eax
-       movl %eax, %es:0
-       movl %eax, %es:LOADER_PHYS_BASE >> 20
-
-# Initialize page table.
-
-       movl $7, %eax
-       movl $0x400, %ecx
-1:     stosl
-       addl $0x1000, %eax
+       mov si, 446
+1:     mov al, [es:si+4]
+       cmp al, 0x20
+       jz found_boot_partition
+       cmp al, 0x05
+       jz found_extended_partition
+       cmp al, 0x0f
+       jz found_extended_partition
+       cmp al, 0x85
+       jz found_extended_partition
+       cmp al, 0xc5
+       jz found_extended_partition
+next_parttbl_entry:    
+       add si, 16
+       cmp si, 510
+       jb 1b
+
+no_boot_partition:     
+       clc
+       ret
+no_such_drive:
+       stc
+       ret
+
+found_extended_partition:
+       # DL = drive number.
+       # ES:SI -> partition table entry for extended partition.
+       # Recursively examine it.
+       pusha
+       mov ebx, es:[si+8]
+       mov ax, es
+       add ax, 0x20
+       mov es, ax
+       call scan_partitions
+       popa
+       jmp next_parttbl_entry
+
+found_boot_partition:
+       mov ebx, [es:si+8]              # EBX = first sector
+       mov cx, [es:si+12]              # CX = number of sectors
+       mov ax, 0x1000                  # ES:0000 -> load address
+       mov es, ax
+1:     call read_sector
+       add ax, 0x20
+       mov es, ax
        loop 1b
 
-# Set page directory base register.
-
-       movl $0x10000, %eax
-       movl %eax, %cr3
-       
-#### Switch to protected mode.
-
-# First we turn off interrupts because we don't set up an IDT.
-
-       cli
-
-# Then we point the GDTR to our GDT.  Protected mode requires a GDT.
-# We need a data32 prefix to ensure that all 32 bits of the GDT
-# descriptor are loaded (default is to load only 24 bits).
-
-       data32 lgdt gdtdesc
-
-# Then we turn on the following bits in CR0:
-#    PE (Protect Enable): this turns on protected mode.
-#    PG (Paging): turns on paging.
-#    WP (Write Protect): if unset, ring 0 code ignores
-#       write-protect bits in page tables (!).
-#    EM (Emulation): forces floating-point instructions to trap.
-#       We don't support floating point. 
-       
-       movl %cr0, %eax
-       orl $CR0_PE | CR0_PG | CR0_WP | CR0_EM, %eax
-       movl %eax, %cr0
-       
-# We're now in protected mode in a 16-bit segment.  The CPU still has
-# the real-mode code segment cached in %cs's segment descriptor.  We
-# need to reload %cs, and the easiest way is to use a far jump.
-# Because we're not in a 32-bit segment the data32 prefix is needed to
-# jump to a 32-bit offset.
-
-       data32 ljmp $SEL_KCSEG, $1f + LOADER_PHYS_BASE
-       
-# We're now in protected mode in a 32-bit segment.
-
-       .code32
-
-# Reload all the other segment registers and the stack pointer to
-# point into our new GDT.
-
-1:     movw $SEL_KDSEG, %ax
-       movw %ax, %ds           
-       movw %ax, %es           
-       movw %ax, %fs           
-       movw %ax, %gs           
-       movw %ax, %ss
-       movl $LOADER_PHYS_BASE + 0x20000, %esp
-
-#### Load kernel starting at physical address LOADER_KERN_BASE by
-#### frobbing the IDE controller directly.
+       ljmp 0x1000, 0
 
-       movl $1, %ebx
-       movl $LOADER_KERN_BASE + LOADER_PHYS_BASE, %edi
+       # ebx: sector number
+       # dl: drive number
+       # es:0000: destination buffer
+       # returns error flag in CF
 read_sector:
-
-# Poll status register while controller busy.
-
-       movl $0x1f7, %edx
-1:     inb %dx, %al
-       testb $0x80, %al
-       jnz 1b
-
-# Read a single sector.
-
-       movl $0x1f2, %edx
-       movb $1, %al
-       outb %al, %dx
-
-# Sector number to write in low 28 bits.
-# LBA mode, device 0 in top 4 bits.
-
-       movl %ebx, %eax
-       andl $0x0fffffff, %eax
-       orl $0xe0000000, %eax
-
-# Dump %eax to ports 0x1f3...0x1f6.
-
-       movl $4, %ecx
-1:     incw %dx
-       outb %al, %dx
-       shrl $8, %eax
-       loop 1b
-
-# READ command to command register.
-
-       incw %dx
-       movb $0x20, %al
-       outb %al, %dx
-
-# Poll status register while controller busy.
-
-1:     inb %dx, %al
-       testb $0x80, %al
-       jnz 1b
-
-# Poll status register until data ready.
-
-1:     inb %dx, %al
-       testb $0x08, %al
-       jz 1b
-
-# Transfer sector.
-
-       movl $256, %ecx
-       movl $0x1f0, %edx
-       rep insw
-
-# Next sector.
-
-       incl %ebx
-       cmpl $KERNEL_LOAD_PAGES*8 + 1, %ebx
-       jnz read_sector
-
-#### Jump to kernel entry point.
-
-       movl $LOADER_PHYS_BASE + LOADER_KERN_BASE, %eax
-       call *%eax
-       jmp panic
-
-#### GDT
-
-gdt:
-       .quad 0x0000000000000000        # null seg
-       .quad 0x00cf9a000000ffff        # code seg
-       .quad 0x00cf92000000ffff        # data seg
+       pusha
+       or dl, dl                       # Floppy drives: DL < 0
+       js read_floppy_sector
+
+read_harddrv_sector:
+       sub eax, eax
+       push eax                        # LBA sector number [32:63]
+       push ebx                        # LBA sector number [0:31]
+       mov ax, es
+       shl eax, 4
+       push eax                        # Buffer linear address
+       push 1                          # Transfer one sector
+       push 16                         # Packet size
+       mov ah, 0x42                    # Extended read
+       mov si, sp                      # DS:SI -> packet
+       int 0x13                        # Error code in CF
+success:       
+       popa
+       ret                             # Error code in CF
+
+read_floppy_sector:
+       #define HEADS 2
+       #define SECTORS 36
+
+       # In: BX = LBA sector number, DL = drive.
+       # Out: BL = drive, DX = cylinder, AL = head, AH = sector.
+       sub ax, ax
+       xchg dx, bx                     # DX = LBA sector number, BL = drive
+       mov cx, HEADS * SECTORS
+       div cx                          # AX = cyl, DX = hd + (sec-1) * SECTORS
+       xchg ax, dx                     # DX = cyl, AX = hd + (sec-1) * SECTORS
+       mov cl, SECTORS
+       div cl                          # AL = head, AH = sector - 1
+       inc ah
+
+       # Read sector.
+       mov ch, dl                      # CH = cylinder
+       mov cl, ah                      # CL = sector
+       mov dh, al                      # DH = head
+       mov dl, bl                      # DL = drive
+       mov ax, 0x0201                  # AH = function, AL = sectors to read
+       sub bx, bx                      # ES:BX -> buffer
+       pusha
+       int 0x13
+       popa
+       jnc success
+
+       # Reset floppy drive motor, try again.
+       sub ah, ah
+       int 0x13
+       popa
+       jmp read_sector
        
-gdtdesc:
-       .word   0x17                    # sizeof (gdt) - 1
-       .long   gdt + LOADER_PHYS_BASE  # address gdt
-
-#### Fatal error.
-#### Print panicmsg (with help from the BIOS) and spin.
-
-panic:  .code16                        # We only panic in real mode.
-       movw $panicmsg, %si
-       movb $0xe, %ah
-       subb %bh, %bh
-1:     lodsb
-       test %al, %al
-2:     jz 2b                   # Spin.
-       int $0x10
-       jmp 1b
-
-panicmsg:
-       .ascii "Loader panic!\r\n"
-       .byte 0
-
-#### Memory size in 4 kB pages.
-       .org LOADER_RAM_PAGES - LOADER_BASE
-ram_pages:
-       .long 0
-
-#### Command-line arguments inserted by another utility.
-#### The loader doesn't use these, but we note their
-#### location here for easy reference.
-       .org LOADER_CMD_LINE - LOADER_BASE
-cmd_line:
-       .fill 0x80, 1, 0
+#### The partition table goes here.
+       .org 446
+part_tbl:      
 
 #### Boot-sector signature for BIOS inspection.
-       .org LOADER_BIOS_SIG - LOADER_BASE
+       .org 510
        .word 0xaa55