Start work on partition support.
[pintos-anon] / src / threads / loader.S
index 11ab7c9e4d1e5f2bb6ddc1753532528ae1a65681..58fb837aec5471c90f57a78354189b3c841bec55 100644 (file)
 start:
        .code16
 
-# Disable interrupts.
-# String instructions go upward.
-
-       cli
-       cld
-
-# Set up data segments.
+# Set up segment registers.
+# Stack grows downward starting from us.
 
        sub ax, ax
-       mov es, ax
        mov ds, ax
-
-# Set up stack segment.
-# Stack grows downward starting from us.
-# We don't ever use the stack so this is strictly speaking
-# unnecessary.
-
        mov ss, ax
        mov sp, 0x7c00
        
-#### 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:     in al, 0x64
-       test al, 0x2
-       jnz 1b
+# Scan floppy disks.
 
-# Send command for writing output port.
-
-       mov al, 0xd1
-       outb 0x64, al
-
-# Poll status register while busy.
-
-1:     in al, 0x64
-       test al, 0x2
-       jnz 1b
-
-# Enable A20 line.
-
-       mov al, 0xdf
-       out 0x60, al
-
-#### Get memory size, via interrupt 15h function 88h, which 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.  We cap memory at 64 MB because that's all we
-#### prepare page tables for, below.
-       
-       mov ah, 0x88
-       int 0x15
-       jc panic
-       cli                     # BIOS might have enabled interrupts
-       add eax, 1024           # Total kB memory
-       cmp eax, 0x10000        # Cap at 64 MB
-       jbe 1f
-       mov eax, 0x10000
-1:     shr eax, 2              # Total 4 kB pages
-       mov ram_pages, eax 
+       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 ax, 0x1000
+       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
-       sub eax, eax
-       sub edi, edi
-       mov ecx, 0x400
-       rep stosd
-
-# Add PDEs to point to PTEs for the first 64 MB of RAM.
-# Also add identical PDEs starting at LOADER_PHYS_BASE.
-# See [IA32-v3] section 3.7.6 for a description of the bits in eax.
-
-# A bug in some versions of GAS prevents us from using the straightforward
-#      mov es:[di + LOADER_PHYS_BASE / 1024 / 1024], eax
-# so we calculate the displacement in bx instead.
-
-       mov eax, 0x11007
-       mov ecx, 0x11
-       sub di, di
-       mov ebx, LOADER_PHYS_BASE
-       shr ebx, 20
-1:     mov es:[di], eax
-       mov es:[bx + di], eax 
-       add di, 4
-       add eax, 0x1000
-       loop 1b
-
-# Set up one-to-map linear to physical map for the first 64 MB of RAM.
-# See [IA32-v3] section 3.7.6 for a description of the bits in eax.
-
-       mov ax, 0x1100
+       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
-       mov eax, 0x7
-       mov cx, 0x4000
-       sub di, di
-1:     mov es:[di], eax 
-       add di, 4 
-       add eax, 0x1000
        loop 1b
 
-# Set page directory base register.
-
-       mov eax, 0x10000
-       mov cr3, eax
-       
-#### Switch to protected mode.
-
-# 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. 
-       
-       mov eax, cr0
-       or eax, CR0_PE + CR0_PG + CR0_WP + CR0_EM
-       mov cr0, eax
-       
-# 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.
+       ljmp 0x1000, 0
 
-       .code32
-
-# Reload all the other segment registers and the stack pointer to
-# point into our new GDT.
-
-1:     mov ax, SEL_KDSEG
-       mov ds, ax              
-       mov es, ax              
-       mov fs, ax              
-       mov gs, ax              
-       mov ss, ax
-       mov esp, LOADER_PHYS_BASE + 0x30000
-
-#### Load kernel starting at physical address LOADER_KERN_BASE by
-#### frobbing the IDE controller directly.
-
-       mov ebx, 1
-       mov edi, LOADER_KERN_BASE + LOADER_PHYS_BASE
+       # ebx: sector number
+       # dl: drive number
+       # es:0000: destination buffer
+       # returns error flag in CF
 read_sector:
+       pusha
+       or dl, dl                       # Floppy drives: DL < 0
+       js read_floppy_sector
 
-# Poll status register while controller busy.
-
-       mov edx, 0x1f7
-1:     in al, dx
-       test al, 0x80
-       jnz 1b
-
-# Read a single sector.
-
-       mov edx, 0x1f2
-       mov al, 1 
-       out dx, al
-
-# Sector number to write in low 28 bits.
-# LBA mode, device 0 in top 4 bits.
-
-       mov eax, ebx
-       and eax, 0x0fffffff
-       or eax, 0xe0000000
-
-# Dump eax to ports 0x1f3...0x1f6.
-
-       mov ecx, 4
-1:     inc dx
-       out dx, al
-       shr eax, 8
-       loop 1b
-
-# READ command to command register.
-
-       inc dx
-       mov al, 0x20
-       out dx, al
-
-# Poll status register while controller busy.
-
-1:     in al, dx
-       test al, 0x80
-       jnz 1b
-
-# Poll status register until data ready.
-
-1:     in al, dx
-       test al, 0x08
-       jz 1b
-
-# Transfer sector.
-
-       mov ecx, 256
-       mov edx, 0x1f0
-       rep insw
-
-# Next sector.
-
-       inc ebx
-       cmp ebx, KERNEL_LOAD_PAGES*8 + 1
-       jnz read_sector
-
-#### Jump to kernel entry point.
-
-       mov eax, LOADER_PHYS_BASE + LOADER_KERN_BASE
-       call eax
-       jmp panic
-
-#### GDT
-
-gdt:
-       .quad 0x0000000000000000        # null seg
-       .quad 0x00cf9a000000ffff        # code seg
-       .quad 0x00cf92000000ffff        # data seg
+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.
-       mov si, offset panicmsg
-       mov ah, 0xe
-       sub bh, bh
-1:     lodsb
-       test al, al
-2:     jz 2b                   # Spin.
-       int 0x10
-       jmp 1b
-
-panicmsg:
-       .ascii "Panic!"
-       .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