sys/boot/i386/zfsboot/zfsldr.S

   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  * $FreeBSD$
  16  */
  17
  18 /* Memory Locations */
  19                 .set MEM_ARG,0x900              # Arguments
  20                 .set MEM_ORG,0x7c00             # Origin
  21                 .set MEM_BUF,0x8000             # Load area
  22                 .set MEM_BTX,0x9000             # BTX start
  23                 .set MEM_JMP,0x9010             # BTX entry point
  24                 .set MEM_USR,0xa000             # Client start
  25                 .set BDA_BOOT,0x472             # Boot howto flag
  26
  27 /* Partition Constants */
  28                 .set PRT_OFF,0x1be              # Partition offset
  29                 .set PRT_NUM,0x4                # Partitions
  30                 .set PRT_BSD,0xa5               # Partition type
  31
  32 /* Misc. Constants */
  33                 .set SIZ_PAG,0x1000             # Page size
  34                 .set SIZ_SEC,0x200              # Sector size
  35
  36                 .set NSECT,0x80
  37                 .globl start
  38                 .code16
  39
  40 /*
  41  * Load the rest of zfsboot2 and BTX up, copy the parts to the right locations,
  42  * and start it all up.
  43  */
  44
  45 /*
  46  * Setup the segment registers to flat addressing (segment 0) and setup the
  47  * stack to end just below the start of our code.
  48  */
  49 start:          cld                             # String ops inc
  50                 xor %cx,%cx                     # Zero
  51                 mov %cx,%es                     # Address
  52                 mov %cx,%ds                     #  data
  53                 mov %cx,%ss                     # Set up
  54                 mov $start,%sp                  #  stack
  55 /*
  56  * Load the MBR and look for the first FreeBSD slice.  We use the fake
  57  * partition entry below that points to the MBR when we call read.
  58  * The first pass looks for the first active FreeBSD slice.  The
  59  * second pass looks for the first non-active FreeBSD slice if the
  60  * first one fails.
  61  */
  62                 call check_edd                  # Make sure EDD works
  63                 mov $part4,%si                  # Dummy partition
  64                 xor %eax,%eax                   # Read MBR
  65                 movl $MEM_BUF,%ebx              #  from first
  66                 call read                       #  sector
  67                 mov $0x1,%cx                    # Two passes
  68 main.1:         mov $MEM_BUF+PRT_OFF,%si        # Partition table
  69                 movb $0x1,%dh                   # Partition
  70 main.2:         cmpb $PRT_BSD,0x4(%si)          # Our partition type?
  71                 jne main.3                      # No
  72                 jcxz main.5                     # If second pass
  73                 testb $0x80,(%si)               # Active?
  74                 jnz main.5                      # Yes
  75 main.3:         add $0x10,%si                   # Next entry
  76                 incb %dh                        # Partition
  77                 cmpb $0x1+PRT_NUM,%dh           # In table?
  78                 jb main.2                       # Yes
  79                 dec %cx                         # Do two
  80                 jcxz main.1                     #  passes
  81 /*
  82  * If we get here, we didn't find any FreeBSD slices at all, so print an
  83  * error message and die.
  84  */
  85                 mov $msg_part,%si               # Message
  86                 jmp error                       # Error
  87
  88 /*
  89  * Ok, we have a slice and drive in %dx now, so use that to locate and
  90  * load boot2.  %si references the start of the slice we are looking
  91  * for, so go ahead and load up the 128 sectors starting at sector 1024
  92  * (i.e. after the two vdev labels).  We don't have do anything fancy
  93  * here to allow for an extra copy of boot1 and a partition table
  94  * (compare to this section of the UFS bootstrap) so we just load it
  95  * all at 0x9000. The first part of boot2 is BTX, which wants to run
  96  * at 0x9000. The boot2.bin binary starts right after the end of BTX,
  97  * so we have to figure out where the start of it is and then move the
  98  * binary to 0xc000.  Normally, BTX clients start at MEM_USR, or 0xa000,
  99  * but when we use btxld to create zfsboot2, we use an entry point of
 100  * 0x2000.  That entry point is relative to MEM_USR; thus boot2.bin
 101  * starts at 0xc000.
 102  *
 103  * The load area and the target area for the client overlap so we have
 104  * to use a decrementing string move. We also play segment register
 105  * games with the destination address for the move so that the client
 106  * can be larger than 16k (which would overflow the zero segment since
 107  * the client starts at 0xc000).
 108  */
 109 main.5:         mov %dx,MEM_ARG                 # Save args
 110                 mov $NSECT,%cx                  # Sector count
 111                 movl $1024,%eax                 # Offset to boot2
 112                 mov $MEM_BTX,%ebx               # Destination buffer
 113 main.6:         pushal                          # Save params
 114                 call read                       # Read disk
 115                 popal                           # Restore
 116                 incl %eax                       # Advance to
 117                 add $SIZ_SEC,%ebx               #  next sector
 118                 loop main.6                     # If not last, read another
 119                 mov MEM_BTX+0xa,%bx             # Get BTX length
 120                 mov $NSECT*SIZ_SEC-1,%di        # Size of load area (less one)
 121                 mov %di,%si                     # End of load area, 0x9000 rel
 122                 sub %bx,%di                     # End of client, 0xc000 rel
 123                 mov %di,%cx                     # Size of
 124                 inc %cx                         #  client
 125                 mov $(MEM_BTX)>>4,%dx           # Segment
 126                 mov %dx,%ds                     #   addressing 0x9000
 127                 mov $(MEM_USR+2*SIZ_PAG)>>4,%dx # Segment
 128                 mov %dx,%es                     #   addressing 0xc000
 129                 std                             # Move with decrement
 130                 rep                             # Relocate
 131                 movsb                           #  client
 132                 cld                             # Back to increment
 133                 xor %dx,%dx                     # Back
 134                 mov %ds,%dx                     #  to zero
 135                 mov %dx,%es                     #  segment
 136
 137 /*
 138  * Enable A20 so we can access memory above 1 meg.
 139  * Use the zero-valued %cx as a timeout for embedded hardware which do not
 140  * have a keyboard controller.
 141  */
 142 seta20:         cli                             # Disable interrupts
 143 seta20.1:       dec %cx                         # Timeout?
 144                 jz seta20.3                     # Yes
 145                 inb $0x64,%al                   # Get status
 146                 testb $0x2,%al                  # Busy?
 147                 jnz seta20.1                    # Yes
 148                 movb $0xd1,%al                  # Command: Write
 149                 outb %al,$0x64                  #  output port
 150 seta20.2:       inb $0x64,%al                   # Get status
 151                 testb $0x2,%al                  # Busy?
 152                 jnz seta20.2                    # Yes
 153                 movb $0xdf,%al                  # Enable
 154                 outb %al,$0x60                  #  A20
 155 seta20.3:       sti                             # Enable interrupts
 156
 157                 jmp start+MEM_JMP-MEM_ORG       # Start BTX
 158
 159
 160 /*
 161  * Read a sector from the disk.  Sets up an EDD packet on the stack
 162  * and passes it to read.  We assume that the destination address is
 163  * always segment-aligned.
 164  *
 165  * %eax         - int     - LBA to read in relative to partition start
 166  * %ebx         - ptr     - destination address
 167  * %dl          - byte    - drive to read from
 168  * %si          - ptr     - MBR partition entry
 169  */
 170 read:           xor %ecx,%ecx                   # Get
 171                 addl 0x8(%si),%eax              #  LBA
 172                 adc $0,%ecx
 173                 pushl %ecx                      # Starting absolute block
 174                 pushl %eax                      #  block number
 175                 shr $4,%ebx                     # Convert to segment
 176                 push %bx                        # Address of
 177                 push $0                         #  transfer buffer
 178                 push $0x1                       # Read 1 sector
 179                 push $0x10                      # Size of packet
 180                 mov %sp,%si                     # Packet pointer
 181                 mov $0x42,%ah                   # BIOS: Extended
 182                 int $0x13                       #  read
 183                 jc read.1                       # If error, fail
 184                 lea 0x10(%si),%sp               # Clear stack
 185                 ret                             # If success, return
 186 read.1:         mov %ah,%al                     # Format
 187                 mov $read_err,%di               #  error
 188                 call hex8                       #  code
 189                 mov $msg_read,%si               # Set the error message and
 190                                                 #  fall through to the error
 191                                                 #  routine
 192 /*
 193  * Print out the error message pointed to by %ds:(%si) followed
 194  * by a prompt, wait for a keypress, and then reboot the machine.
 195  */
 196 error:          callw putstr                    # Display message
 197                 mov $prompt,%si                 # Display
 198                 callw putstr                    #  prompt
 199                 xorb %ah,%ah                    # BIOS: Get
 200                 int $0x16                       #  keypress
 201                 movw $0x1234, BDA_BOOT          # Do a warm boot
 202                 ljmp $0xffff,$0x0               # reboot the machine
 203 /*
 204  * Display a null-terminated string using the BIOS output.
 205  */
 206 putstr.0:       mov $0x7,%bx                    # Page:attribute
 207                 movb $0xe,%ah                   # BIOS: Display
 208                 int $0x10                       #  character
 209 putstr:         lodsb                           # Get char
 210                 testb %al,%al                   # End of string?
 211                 jne putstr.0                    # No
 212                 ret                             # To caller
 213 /*
 214  * Check to see if the disk supports EDD.  zfsboot requires EDD and does not
 215  * support older C/H/S disk I/O.
 216  */
 217 check_edd:      cmpb $0x80,%dl                  # Hard drive?
 218                 jb check_edd.1                  # No, fail to boot
 219                 mov $0x55aa,%bx                 # Magic
 220                 push %dx                        # Save
 221                 movb $0x41,%ah                  # BIOS: Check
 222                 int $0x13                       #  extensions present
 223                 pop %dx                         # Restore
 224                 jc check_edd.1                  # If error, fail
 225                 cmp $0xaa55,%bx                 # Magic?
 226                 jne check_edd.1                 # No, so fail
 227                 testb $0x1,%cl                  # Packet interface?
 228                 jz check_edd.1                  # No, so fail
 229                 ret                             # EDD ok, keep booting
 230 check_edd.1:    mov $msg_chs,%si                # Warn that CHS is
 231                 jmp error                       #  unsupported and fail
 232 /*
 233  * AL to hex, saving the result to [EDI].
 234  */
 235 hex8:           push %ax                        # Save
 236                 shrb $0x4,%al                   # Do upper
 237                 call hex8.1                     #  4
 238                 pop %ax                         # Restore
 239 hex8.1:         andb $0xf,%al                   # Get lower 4
 240                 cmpb $0xa,%al                   # Convert
 241                 sbbb $0x69,%al                  #  to hex
 242                 das                             #  digit
 243                 orb $0x20,%al                   # To lower case
 244                 stosb                           # Save char
 245                 ret                             # (Recursive)
 246
 247 /* Messages */
 248
 249 msg_chs:        .asciz "CHS not supported"
 250 msg_read:       .ascii "Read error: "
 251 read_err:       .asciz "XX"
 252 msg_part:       .asciz "Boot error"
 253
 254 prompt:         .asciz "\r\n"
 255
 256                 .org PRT_OFF,0x90
 257
 258 /* Partition table */
 259
 260                 .fill 0x30,0x1,0x0
 261 part4:          .byte 0x80, 0x00, 0x01, 0x00
 262                 .byte 0xa5, 0xfe, 0xff, 0xff
 263                 .byte 0x00, 0x00, 0x00, 0x00
 264                 .byte 0x50, 0xc3, 0x00, 0x00    # 50000 sectors long, bleh
 265
 266                 .word 0xaa55                    # Magic number