]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/boot/i386/boot2/boot2.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r169693,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / boot / i386 / boot2 / boot2.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Robert Nordier
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms are freely
6  * permitted provided that the above copyright notice and this
7  * paragraph and the following disclaimer are duplicated in all
8  * such forms.
9  *
10  * This software is provided "AS IS" and without any express or
11  * implied warranties, including, without limitation, the implied
12  * warranties of merchantability and fitness for a particular
13  * purpose.
14  */
15
16 #include <sys/cdefs.h>
17 __FBSDID("$FreeBSD$");
18
19 #include <sys/param.h>
20 #include <sys/disklabel.h>
21 #include <sys/diskmbr.h>
22 #include <sys/dirent.h>
23 #include <sys/reboot.h>
24
25 #include <machine/bootinfo.h>
26 #include <machine/elf.h>
27
28 #include <stdarg.h>
29
30 #include <a.out.h>
31
32 #include <btxv86.h>
33
34 #include "boot2.h"
35 #include "lib.h"
36
37 #define IO_KEYBOARD     1
38 #define IO_SERIAL       2
39
40 #define SECOND          18      /* Circa that many ticks in a second. */
41
42 #define RBX_ASKNAME     0x0     /* -a */
43 #define RBX_SINGLE      0x1     /* -s */
44 /* 0x2 is reserved for log2(RB_NOSYNC). */
45 /* 0x3 is reserved for log2(RB_HALT). */
46 /* 0x4 is reserved for log2(RB_INITNAME). */
47 #define RBX_DFLTROOT    0x5     /* -r */
48 #define RBX_KDB         0x6     /* -d */
49 /* 0x7 is reserved for log2(RB_RDONLY). */
50 /* 0x8 is reserved for log2(RB_DUMP). */
51 /* 0x9 is reserved for log2(RB_MINIROOT). */
52 #define RBX_CONFIG      0xa     /* -c */
53 #define RBX_VERBOSE     0xb     /* -v */
54 #define RBX_SERIAL      0xc     /* -h */
55 #define RBX_CDROM       0xd     /* -C */
56 /* 0xe is reserved for log2(RB_POWEROFF). */
57 #define RBX_GDB         0xf     /* -g */
58 #define RBX_MUTE        0x10    /* -m */
59 /* 0x11 is reserved for log2(RB_SELFTEST). */
60 /* 0x12 is reserved for boot programs. */
61 /* 0x13 is reserved for boot programs. */
62 #define RBX_PAUSE       0x14    /* -p */
63 #define RBX_QUIET       0x15    /* -q */
64 #define RBX_NOINTR      0x1c    /* -n */
65 /* 0x1d is reserved for log2(RB_MULTIPLE) and is just misnamed here. */
66 #define RBX_DUAL        0x1d    /* -D */
67 /* 0x1f is reserved for log2(RB_BOOTINFO). */
68
69 /* pass: -a, -s, -r, -d, -c, -v, -h, -C, -g, -m, -p, -D */
70 #define RBX_MASK        (OPT_SET(RBX_ASKNAME) | OPT_SET(RBX_SINGLE) | \
71                         OPT_SET(RBX_DFLTROOT) | OPT_SET(RBX_KDB ) | \
72                         OPT_SET(RBX_CONFIG) | OPT_SET(RBX_VERBOSE) | \
73                         OPT_SET(RBX_SERIAL) | OPT_SET(RBX_CDROM) | \
74                         OPT_SET(RBX_GDB ) | OPT_SET(RBX_MUTE) | \
75                         OPT_SET(RBX_PAUSE) | OPT_SET(RBX_DUAL))
76
77 #define PATH_CONFIG     "/boot.config"
78 #define PATH_BOOT3      "/boot/loader"
79 #define PATH_KERNEL     "/boot/kernel/kernel"
80
81 #define ARGS            0x900
82 #define NOPT            14
83 #define NDEV            3
84 #define MEM_BASE        0x12
85 #define MEM_EXT         0x15
86 #define V86_CY(x)       ((x) & 1)
87 #define V86_ZR(x)       ((x) & 0x40)
88
89 #define DRV_HARD        0x80
90 #define DRV_MASK        0x7f
91
92 #define TYPE_AD         0
93 #define TYPE_DA         1
94 #define TYPE_MAXHARD    TYPE_DA
95 #define TYPE_FD         2
96
97 #define OPT_SET(opt)    (1 << (opt))
98 #define OPT_CHECK(opt)  ((opts) & OPT_SET(opt))
99
100 extern uint32_t _end;
101
102 static const char optstr[NOPT] = "DhaCcdgmnpqrsv"; /* Also 'P', 'S' */
103 static const unsigned char flags[NOPT] = {
104     RBX_DUAL,
105     RBX_SERIAL,
106     RBX_ASKNAME,
107     RBX_CDROM,
108     RBX_CONFIG,
109     RBX_KDB,
110     RBX_GDB,
111     RBX_MUTE,
112     RBX_NOINTR,
113     RBX_PAUSE,
114     RBX_QUIET,
115     RBX_DFLTROOT,
116     RBX_SINGLE,
117     RBX_VERBOSE
118 };
119
120 static const char *const dev_nm[NDEV] = {"ad", "da", "fd"};
121 static const unsigned char dev_maj[NDEV] = {30, 4, 2};
122
123 static struct dsk {
124     unsigned drive;
125     unsigned type;
126     unsigned unit;
127     unsigned slice;
128     unsigned part;
129     unsigned start;
130     int init;
131 } dsk;
132 static char cmd[512];
133 static char kname[1024];
134 static uint32_t opts;
135 static int comspeed = SIOSPD;
136 static struct bootinfo bootinfo;
137 static uint8_t ioctrl = IO_KEYBOARD;
138
139 void exit(int);
140 static void load(void);
141 static int parse(void);
142 static int xfsread(ino_t, void *, size_t);
143 static int dskread(void *, unsigned, unsigned);
144 static void printf(const char *,...);
145 static void putchar(int);
146 static uint32_t memsize(void);
147 static int drvread(void *, unsigned, unsigned);
148 static int keyhit(unsigned);
149 static int xputc(int);
150 static int xgetc(int);
151 static int getc(int);
152
153 static void memcpy(void *, const void *, int);
154 static void
155 memcpy(void *dst, const void *src, int len)
156 {
157     const char *s = src;
158     char *d = dst;
159
160     while (len--)
161         *d++ = *s++;
162 }
163
164 static inline int
165 strcmp(const char *s1, const char *s2)
166 {
167     for (; *s1 == *s2 && *s1; s1++, s2++);
168     return (unsigned char)*s1 - (unsigned char)*s2;
169 }
170
171 #include "ufsread.c"
172
173 static inline int
174 xfsread(ino_t inode, void *buf, size_t nbyte)
175 {
176     if ((size_t)fsread(inode, buf, nbyte) != nbyte) {
177         printf("Invalid %s\n", "format");
178         return -1;
179     }
180     return 0;
181 }
182
183 static inline uint32_t
184 memsize(void)
185 {
186     v86.addr = MEM_EXT;
187     v86.eax = 0x8800;
188     v86int();
189     return v86.eax;
190 }
191
192 static inline void
193 getstr(void)
194 {
195     char *s;
196     int c;
197
198     s = cmd;
199     for (;;) {
200         switch (c = xgetc(0)) {
201         case 0:
202             break;
203         case '\177':
204         case '\b':
205             if (s > cmd) {
206                 s--;
207                 printf("\b \b");
208             }
209             break;
210         case '\n':
211         case '\r':
212             *s = 0;
213             return;
214         default:
215             if (s - cmd < sizeof(cmd) - 1)
216                 *s++ = c;
217             putchar(c);
218         }
219     }
220 }
221
222 static inline void
223 putc(int c)
224 {
225     v86.addr = 0x10;
226     v86.eax = 0xe00 | (c & 0xff);
227     v86.ebx = 0x7;
228     v86int();
229 }
230
231 int
232 main(void)
233 {
234     int autoboot;
235     ino_t ino;
236
237     dmadat = (void *)(roundup2(__base + (int32_t)&_end, 0x10000) - __base);
238     v86.ctl = V86_FLAGS;
239     dsk.drive = *(uint8_t *)PTOV(ARGS);
240     dsk.type = dsk.drive & DRV_HARD ? TYPE_AD : TYPE_FD;
241     dsk.unit = dsk.drive & DRV_MASK;
242     dsk.slice = *(uint8_t *)PTOV(ARGS + 1) + 1;
243     bootinfo.bi_version = BOOTINFO_VERSION;
244     bootinfo.bi_size = sizeof(bootinfo);
245     bootinfo.bi_basemem = 0;    /* XXX will be filled by loader or kernel */
246     bootinfo.bi_extmem = memsize();
247     bootinfo.bi_memsizes_valid++;
248
249     /* Process configuration file */
250
251     autoboot = 1;
252
253     if ((ino = lookup(PATH_CONFIG)))
254         fsread(ino, cmd, sizeof(cmd));
255
256     if (*cmd) {
257         if (parse())
258             autoboot = 0;
259         if (!OPT_CHECK(RBX_QUIET))
260             printf("%s: %s", PATH_CONFIG, cmd);
261         /* Do not process this command twice */
262         *cmd = 0;
263     }
264
265     /*
266      * Try to exec stage 3 boot loader. If interrupted by a keypress,
267      * or in case of failure, try to load a kernel directly instead.
268      */
269
270     if (autoboot && !*kname) {
271         memcpy(kname, PATH_BOOT3, sizeof(PATH_BOOT3));
272         if (!keyhit(3*SECOND)) {
273             load();
274             memcpy(kname, PATH_KERNEL, sizeof(PATH_KERNEL));
275         }
276     }
277
278     /* Present the user with the boot2 prompt. */
279
280     for (;;) {
281         if (!autoboot || !OPT_CHECK(RBX_QUIET))
282             printf("\nFreeBSD/i386 boot\n"
283                    "Default: %u:%s(%u,%c)%s\n"
284                    "boot: ",
285                    dsk.drive & DRV_MASK, dev_nm[dsk.type], dsk.unit,
286                    'a' + dsk.part, kname);
287         if (ioctrl & IO_SERIAL)
288             sio_flush();
289         if (!autoboot || keyhit(5*SECOND))
290             getstr();
291         else if (!autoboot || !OPT_CHECK(RBX_QUIET))
292             putchar('\n');
293         autoboot = 0;
294         if (parse())
295             putchar('\a');
296         else
297             load();
298     }
299 }
300
301 /* XXX - Needed for btxld to link the boot2 binary; do not remove. */
302 void
303 exit(int x)
304 {
305 }
306
307 static void
308 load(void)
309 {
310     union {
311         struct exec ex;
312         Elf32_Ehdr eh;
313     } hdr;
314     static Elf32_Phdr ep[2];
315     static Elf32_Shdr es[2];
316     caddr_t p;
317     ino_t ino;
318     uint32_t addr, x;
319     int fmt, i, j;
320
321     if (!(ino = lookup(kname))) {
322         if (!ls)
323             printf("No %s\n", kname);
324         return;
325     }
326     if (xfsread(ino, &hdr, sizeof(hdr)))
327         return;
328     if (N_GETMAGIC(hdr.ex) == ZMAGIC)
329         fmt = 0;
330     else if (IS_ELF(hdr.eh))
331         fmt = 1;
332     else {
333         printf("Invalid %s\n", "format");
334         return;
335     }
336     if (fmt == 0) {
337         addr = hdr.ex.a_entry & 0xffffff;
338         p = PTOV(addr);
339         fs_off = PAGE_SIZE;
340         if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_text))
341             return;
342         p += roundup2(hdr.ex.a_text, PAGE_SIZE);
343         if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_data))
344             return;
345         p += hdr.ex.a_data + roundup2(hdr.ex.a_bss, PAGE_SIZE);
346         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
347         memcpy(p, &hdr.ex.a_syms, sizeof(hdr.ex.a_syms));
348         p += sizeof(hdr.ex.a_syms);
349         if (hdr.ex.a_syms) {
350             if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_syms))
351                 return;
352             p += hdr.ex.a_syms;
353             if (xfsread(ino, p, sizeof(int)))
354                 return;
355             x = *(uint32_t *)p;
356             p += sizeof(int);
357             x -= sizeof(int);
358             if (xfsread(ino, p, x))
359                 return;
360             p += x;
361         }
362     } else {
363         fs_off = hdr.eh.e_phoff;
364         for (j = i = 0; i < hdr.eh.e_phnum && j < 2; i++) {
365             if (xfsread(ino, ep + j, sizeof(ep[0])))
366                 return;
367             if (ep[j].p_type == PT_LOAD)
368                 j++;
369         }
370         for (i = 0; i < 2; i++) {
371             p = PTOV(ep[i].p_paddr & 0xffffff);
372             fs_off = ep[i].p_offset;
373             if (xfsread(ino, p, ep[i].p_filesz))
374                 return;
375         }
376         p += roundup2(ep[1].p_memsz, PAGE_SIZE);
377         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
378         if (hdr.eh.e_shnum == hdr.eh.e_shstrndx + 3) {
379             fs_off = hdr.eh.e_shoff + sizeof(es[0]) *
380                 (hdr.eh.e_shstrndx + 1);
381             if (xfsread(ino, &es, sizeof(es)))
382                 return;
383             for (i = 0; i < 2; i++) {
384                 memcpy(p, &es[i].sh_size, sizeof(es[i].sh_size));
385                 p += sizeof(es[i].sh_size);
386                 fs_off = es[i].sh_offset;
387                 if (xfsread(ino, p, es[i].sh_size))
388                     return;
389                 p += es[i].sh_size;
390             }
391         }
392         addr = hdr.eh.e_entry & 0xffffff;
393     }
394     bootinfo.bi_esymtab = VTOP(p);
395     bootinfo.bi_kernelname = VTOP(kname);
396     bootinfo.bi_bios_dev = dsk.drive;
397     __exec((caddr_t)addr, RB_BOOTINFO | (opts & RBX_MASK),
398            MAKEBOOTDEV(dev_maj[dsk.type], 0, dsk.slice, dsk.unit, dsk.part),
399            0, 0, 0, VTOP(&bootinfo));
400 }
401
402 static int
403 parse()
404 {
405     char *arg = cmd;
406     char *ep, *p, *q;
407     const char *cp;
408     unsigned int drv;
409     int c, i, j;
410
411     while ((c = *arg++)) {
412         if (c == ' ' || c == '\t' || c == '\n')
413             continue;
414         for (p = arg; *p && *p != '\n' && *p != ' ' && *p != '\t'; p++);
415         ep = p;
416         if (*p)
417             *p++ = 0;
418         if (c == '-') {
419             while ((c = *arg++)) {
420                 if (c == 'P') {
421                     if (*(uint8_t *)PTOV(0x496) & 0x10) {
422                         cp = "yes";
423                     } else {
424                         opts |= OPT_SET(RBX_DUAL) | OPT_SET(RBX_SERIAL);
425                         cp = "no";
426                     }
427                     printf("Keyboard: %s\n", cp);
428                     continue;
429                 } else if (c == 'S') {
430                     j = 0;
431                     while ((unsigned int)(i = *arg++ - '0') <= 9)
432                         j = j * 10 + i;
433                     if (j > 0 && i == -'0') {
434                         comspeed = j;
435                         break;
436                     }
437                     /* Fall through to error below ('S' not in optstr[]). */
438                 }
439                 for (i = 0; c != optstr[i]; i++)
440                     if (i == NOPT - 1)
441                         return -1;
442                 opts ^= OPT_SET(flags[i]);
443             }
444             ioctrl = OPT_CHECK(RBX_DUAL) ? (IO_SERIAL|IO_KEYBOARD) :
445                      OPT_CHECK(RBX_SERIAL) ? IO_SERIAL : IO_KEYBOARD;
446             if (ioctrl & IO_SERIAL)
447                 sio_init(115200 / comspeed);
448         } else {
449             for (q = arg--; *q && *q != '('; q++);
450             if (*q) {
451                 drv = -1;
452                 if (arg[1] == ':') {
453                     drv = *arg - '0';
454                     if (drv > 9)
455                         return (-1);
456                     arg += 2;
457                 }
458                 if (q - arg != 2)
459                     return -1;
460                 for (i = 0; arg[0] != dev_nm[i][0] ||
461                             arg[1] != dev_nm[i][1]; i++)
462                     if (i == NDEV - 1)
463                         return -1;
464                 dsk.type = i;
465                 arg += 3;
466                 dsk.unit = *arg - '0';
467                 if (arg[1] != ',' || dsk.unit > 9)
468                     return -1;
469                 arg += 2;
470                 dsk.slice = WHOLE_DISK_SLICE;
471                 if (arg[1] == ',') {
472                     dsk.slice = *arg - '0' + 1;
473                     if (dsk.slice > NDOSPART)
474                         return -1;
475                     arg += 2;
476                 }
477                 if (arg[1] != ')')
478                     return -1;
479                 dsk.part = *arg - 'a';
480                 if (dsk.part > 7)
481                     return (-1);
482                 arg += 2;
483                 if (drv == -1)
484                     drv = dsk.unit;
485                 dsk.drive = (dsk.type <= TYPE_MAXHARD
486                              ? DRV_HARD : 0) + drv;
487                 dsk_meta = 0;
488             }
489             if ((i = ep - arg)) {
490                 if ((size_t)i >= sizeof(kname))
491                     return -1;
492                 memcpy(kname, arg, i + 1);
493             }
494         }
495         arg = p;
496     }
497     return 0;
498 }
499
500 static int
501 dskread(void *buf, unsigned lba, unsigned nblk)
502 {
503     struct dos_partition *dp;
504     struct disklabel *d;
505     char *sec;
506     unsigned sl, i;
507
508     if (!dsk_meta) {
509         sec = dmadat->secbuf;
510         dsk.start = 0;
511         if (drvread(sec, DOSBBSECTOR, 1))
512             return -1;
513         dp = (void *)(sec + DOSPARTOFF);
514         sl = dsk.slice;
515         if (sl < BASE_SLICE) {
516             for (i = 0; i < NDOSPART; i++)
517                 if (dp[i].dp_typ == DOSPTYP_386BSD &&
518                     (dp[i].dp_flag & 0x80 || sl < BASE_SLICE)) {
519                     sl = BASE_SLICE + i;
520                     if (dp[i].dp_flag & 0x80 ||
521                         dsk.slice == COMPATIBILITY_SLICE)
522                         break;
523                 }
524             if (dsk.slice == WHOLE_DISK_SLICE)
525                 dsk.slice = sl;
526         }
527         if (sl != WHOLE_DISK_SLICE) {
528             if (sl != COMPATIBILITY_SLICE)
529                 dp += sl - BASE_SLICE;
530             if (dp->dp_typ != DOSPTYP_386BSD) {
531                 printf("Invalid %s\n", "slice");
532                 return -1;
533             }
534             dsk.start = dp->dp_start;
535         }
536         if (drvread(sec, dsk.start + LABELSECTOR, 1))
537                 return -1;
538         d = (void *)(sec + LABELOFFSET);
539         if (d->d_magic != DISKMAGIC || d->d_magic2 != DISKMAGIC) {
540             if (dsk.part != RAW_PART) {
541                 printf("Invalid %s\n", "label");
542                 return -1;
543             }
544         } else {
545             if (!dsk.init) {
546                 if (d->d_type == DTYPE_SCSI)
547                     dsk.type = TYPE_DA;
548                 dsk.init++;
549             }
550             if (dsk.part >= d->d_npartitions ||
551                 !d->d_partitions[dsk.part].p_size) {
552                 printf("Invalid %s\n", "partition");
553                 return -1;
554             }
555             dsk.start += d->d_partitions[dsk.part].p_offset;
556             dsk.start -= d->d_partitions[RAW_PART].p_offset;
557         }
558     }
559     return drvread(buf, dsk.start + lba, nblk);
560 }
561
562 static void
563 printf(const char *fmt,...)
564 {
565     va_list ap;
566     char buf[10];
567     char *s;
568     unsigned u;
569     int c;
570
571     va_start(ap, fmt);
572     while ((c = *fmt++)) {
573         if (c == '%') {
574             c = *fmt++;
575             switch (c) {
576             case 'c':
577                 putchar(va_arg(ap, int));
578                 continue;
579             case 's':
580                 for (s = va_arg(ap, char *); *s; s++)
581                     putchar(*s);
582                 continue;
583             case 'u':
584                 u = va_arg(ap, unsigned);
585                 s = buf;
586                 do
587                     *s++ = '0' + u % 10U;
588                 while (u /= 10U);
589                 while (--s >= buf)
590                     putchar(*s);
591                 continue;
592             }
593         }
594         putchar(c);
595     }
596     va_end(ap);
597     return;
598 }
599
600 static void
601 putchar(int c)
602 {
603     if (c == '\n')
604         xputc('\r');
605     xputc(c);
606 }
607
608 static int
609 drvread(void *buf, unsigned lba, unsigned nblk)
610 {
611     static unsigned c = 0x2d5c7c2f;
612
613     if (!OPT_CHECK(RBX_QUIET))
614         printf("%c\b", c = c << 8 | c >> 24);
615     v86.ctl = V86_ADDR | V86_CALLF | V86_FLAGS;
616     v86.addr = XREADORG;                /* call to xread in boot1 */
617     v86.es = VTOPSEG(buf);
618     v86.eax = lba;
619     v86.ebx = VTOPOFF(buf);
620     v86.ecx = lba >> 16;
621     v86.edx = nblk << 8 | dsk.drive;
622     v86int();
623     v86.ctl = V86_FLAGS;
624     if (V86_CY(v86.efl)) {
625         printf("error %u lba %u\n", v86.eax >> 8 & 0xff, lba);
626         return -1;
627     }
628     return 0;
629 }
630
631 static int
632 keyhit(unsigned ticks)
633 {
634     uint32_t t0, t1;
635
636     if (OPT_CHECK(RBX_NOINTR))
637         return 0;
638     t0 = 0;
639     for (;;) {
640         if (xgetc(1))
641             return 1;
642         t1 = *(uint32_t *)PTOV(0x46c);
643         if (!t0)
644             t0 = t1;
645         if (t1 < t0 || t1 >= t0 + ticks)
646             return 0;
647     }
648 }
649
650 static int
651 xputc(int c)
652 {
653     if (ioctrl & IO_KEYBOARD)
654         putc(c);
655     if (ioctrl & IO_SERIAL)
656         sio_putc(c);
657     return c;
658 }
659
660 static int
661 xgetc(int fn)
662 {
663     if (OPT_CHECK(RBX_NOINTR))
664         return 0;
665     for (;;) {
666         if (ioctrl & IO_KEYBOARD && getc(1))
667             return fn ? 1 : getc(0);
668         if (ioctrl & IO_SERIAL && sio_ischar())
669             return fn ? 1 : sio_getc();
670         if (fn)
671             return 0;
672     }
673 }
674
675 static int
676 getc(int fn)
677 {
678     v86.addr = 0x16;
679     v86.eax = fn << 8;
680     v86int();
681     return fn == 0 ? v86.eax & 0xff : !V86_ZR(v86.efl);
682 }