arch/i386/boot/setup.S

   1 /*
   2  *      setup.S         Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
   3  *
   4  * setup.s is responsible for getting the system data from the BIOS,
   5  * and putting them into the appropriate places in system memory.
   6  * both setup.s and system has been loaded by the bootblock.
   7  *
   8  * This code asks the bios for memory/disk/other parameters, and
   9  * puts them in a "safe" place: 0x90000-0x901FF, ie where the
  10  * boot-block used to be. It is then up to the protected mode
  11  * system to read them from there before the area is overwritten
  12  * for buffer-blocks.
  13  *
  14  * Move PS/2 aux init code to psaux.c
  15  * (troyer@saifr00.cfsat.Honeywell.COM) 03Oct92
  16  *
  17  * some changes and additional features by Christoph Niemann,
  18  * March 1993/June 1994 (Christoph.Niemann@linux.org)
  19  *
  20  * add APM BIOS checking by Stephen Rothwell, May 1994
  21  * (sfr@canb.auug.org.au)
  22  *
  23  * High load stuff, initrd support and position independency
  24  * by Hans Lermen & Werner Almesberger, February 1996
  25  * <lermen@elserv.ffm.fgan.de>, <almesber@lrc.epfl.ch>
  26  *
  27  * Video handling moved to video.S by Martin Mares, March 1996
  28  * <mj@k332.feld.cvut.cz>
  29  *
  30  * Extended memory detection scheme retwiddled by orc@pell.chi.il.us (david
  31  * parsons) to avoid loadlin confusion, July 1997
  32  *
  33  * Transcribed from Intel (as86) -> AT&T (gas) by Chris Noe, May 1999.
  34  * <stiker@northlink.com>
  35  *
  36  * Fix to work around buggy BIOSes which don't use carry bit correctly
  37  * and/or report extended memory in CX/DX for e801h memory size detection
  38  * call.  As a result the kernel got wrong figures.  The int15/e801h docs
  39  * from Ralf Brown interrupt list seem to indicate AX/BX should be used
  40  * anyway.  So to avoid breaking many machines (presumably there was a reason
  41  * to orginally use CX/DX instead of AX/BX), we do a kludge to see
  42  * if CX/DX have been changed in the e801 call and if so use AX/BX .
  43  * Michael Miller, April 2001 <michaelm@mjmm.org>
  44  *
  45  * New A20 code ported from SYSLINUX by H. Peter Anvin. AMD Elan bugfixes
  46  * by Robert Schwebel, December 2001 <robert@schwebel.de>
  47  */
  48
  49 #include <asm/segment.h>
  50 #include <linux/utsrelease.h>
  51 #include <linux/compile.h>
  52 #include <asm/boot.h>
  53 #include <asm/e820.h>
  54 #include <asm/page.h>
  55 #include <asm/setup.h>
  56
  57 /* Signature words to ensure LILO loaded us right */
  58 #define SIG1    0xAA55
  59 #define SIG2    0x5A5A
  60
  61 INITSEG  = DEF_INITSEG          # 0x9000, we move boot here, out of the way
  62 SYSSEG   = DEF_SYSSEG           # 0x1000, system loaded at 0x10000 (65536).
  63 SETUPSEG = DEF_SETUPSEG         # 0x9020, this is the current segment
  64                                 # ... and the former contents of CS
  65
  66 DELTA_INITSEG = SETUPSEG - INITSEG      # 0x0020
  67
  68 .code16
  69 .globl begtext, begdata, begbss, endtext, enddata, endbss
  70
  71 .text
  72 begtext:
  73 .data
  74 begdata:
  75 .bss
  76 begbss:
  77 .text
  78
  79 start:
  80         jmp     trampoline
  81
  82 # This is the setup header, and it must start at %cs:2 (old 0x9020:2)
  83
  84                 .ascii  "HdrS"          # header signature
  85                 .word   0x0206          # header version number (>= 0x0105)
  86                                         # or else old loadlin-1.5 will fail)
  87 realmode_swtch: .word   0, 0            # default_switch, SETUPSEG
  88 start_sys_seg:  .word   SYSSEG
  89                 .word   kernel_version  # pointing to kernel version string
  90                                         # above section of header is compatible
  91                                         # with loadlin-1.5 (header v1.5). Don't
  92                                         # change it.
  93
  94 type_of_loader: .byte   0               # = 0, old one (LILO, Loadlin,
  95                                         #      Bootlin, SYSLX, bootsect...)
  96                                         # See Documentation/i386/boot.txt for
  97                                         # assigned ids
  98
  99 # flags, unused bits must be zero (RFU) bit within loadflags
 100 loadflags:
 101 LOADED_HIGH     = 1                     # If set, the kernel is loaded high
 102 CAN_USE_HEAP    = 0x80                  # If set, the loader also has set
 103                                         # heap_end_ptr to tell how much
 104                                         # space behind setup.S can be used for
 105                                         # heap purposes.
 106                                         # Only the loader knows what is free
 107 #ifndef __BIG_KERNEL__
 108                 .byte   0
 109 #else
 110                 .byte   LOADED_HIGH
 111 #endif
 112
 113 setup_move_size: .word  0x8000          # size to move, when setup is not
 114                                         # loaded at 0x90000. We will move setup
 115                                         # to 0x90000 then just before jumping
 116                                         # into the kernel. However, only the
 117                                         # loader knows how much data behind
 118                                         # us also needs to be loaded.
 119
 120 code32_start:                           # here loaders can put a different
 121                                         # start address for 32-bit code.
 122 #ifndef __BIG_KERNEL__
 123                 .long   0x1000          #   0x1000 = default for zImage
 124 #else
 125                 .long   0x100000        # 0x100000 = default for big kernel
 126 #endif
 127
 128 ramdisk_image:  .long   0               # address of loaded ramdisk image
 129                                         # Here the loader puts the 32-bit
 130                                         # address where it loaded the image.
 131                                         # This only will be read by the kernel.
 132
 133 ramdisk_size:   .long   0               # its size in bytes
 134
 135 bootsect_kludge:
 136                 .long   0               # obsolete
 137
 138 heap_end_ptr:   .word   modelist+1024   # (Header version 0x0201 or later)
 139                                         # space from here (exclusive) down to
 140                                         # end of setup code can be used by setup
 141                                         # for local heap purposes.
 142
 143 pad1:           .word   0
 144 cmd_line_ptr:   .long 0                 # (Header version 0x0202 or later)
 145                                         # If nonzero, a 32-bit pointer
 146                                         # to the kernel command line.
 147                                         # The command line should be
 148                                         # located between the start of
 149                                         # setup and the end of low
 150                                         # memory (0xa0000), or it may
 151                                         # get overwritten before it
 152                                         # gets read.  If this field is
 153                                         # used, there is no longer
 154                                         # anything magical about the
 155                                         # 0x90000 segment; the setup
 156                                         # can be located anywhere in
 157                                         # low memory 0x10000 or higher.
 158
 159 ramdisk_max:    .long (-__PAGE_OFFSET-(512 << 20)-1) & 0x7fffffff
 160                                         # (Header version 0x0203 or later)
 161                                         # The highest safe address for
 162                                         # the contents of an initrd
 163
 164 kernel_alignment:  .long CONFIG_PHYSICAL_ALIGN  #physical addr alignment
 165                                                 #required for protected mode
 166                                                 #kernel
 167 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
 168 relocatable_kernel:    .byte 1
 169 #else
 170 relocatable_kernel:    .byte 0
 171 #endif
 172 pad2:                   .byte 0
 173 pad3:                   .word 0
 174
 175 cmdline_size:   .long   COMMAND_LINE_SIZE-1     #length of the command line,
 176                                                 #added with boot protocol
 177                                                 #version 2.06
 178
 179 trampoline:     call    start_of_setup
 180                 .align 16
 181                                         # The offset at this point is 0x240
 182                 .space  (0xeff-0x240+1) # E820 & EDD space (ending at 0xeff)
 183 # End of setup header #####################################################
 184
 185 start_of_setup:
 186 # Bootlin depends on this being done early
 187         movw    $0x01500, %ax
 188         movb    $0x81, %dl
 189         int     $0x13
 190
 191 #ifdef SAFE_RESET_DISK_CONTROLLER
 192 # Reset the disk controller.
 193         movw    $0x0000, %ax
 194         movb    $0x80, %dl
 195         int     $0x13
 196 #endif
 197
 198 # Set %ds = %cs, we know that SETUPSEG = %cs at this point
 199         movw    %cs, %ax                # aka SETUPSEG
 200         movw    %ax, %ds
 201 # Check signature at end of setup
 202         cmpw    $SIG1, setup_sig1
 203         jne     bad_sig
 204
 205         cmpw    $SIG2, setup_sig2
 206         jne     bad_sig
 207
 208         jmp     good_sig1
 209
 210 # Routine to print asciiz string at ds:si
 211 prtstr:
 212         lodsb
 213         andb    %al, %al
 214         jz      fin
 215
 216         call    prtchr
 217         jmp     prtstr
 218
 219 fin:    ret
 220
 221 # Space printing
 222 prtsp2: call    prtspc          # Print double space
 223 prtspc: movb    $0x20, %al      # Print single space (note: fall-thru)
 224
 225 # Part of above routine, this one just prints ascii al
 226 prtchr: pushw   %ax
 227         pushw   %cx
 228         movw    $7,%bx
 229         movw    $0x01, %cx
 230         movb    $0x0e, %ah
 231         int     $0x10
 232         popw    %cx
 233         popw    %ax
 234         ret
 235
 236 beep:   movb    $0x07, %al
 237         jmp     prtchr
 238
 239 no_sig_mess: .string    "No setup signature found ..."
 240
 241 good_sig1:
 242         jmp     good_sig
 243
 244 # We now have to find the rest of the setup code/data
 245 bad_sig:
 246         movw    %cs, %ax                        # SETUPSEG
 247         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # INITSEG
 248         movw    %ax, %ds
 249         xorb    %bh, %bh
 250         movb    (497), %bl                      # get setup sect from bootsect
 251         subw    $4, %bx                         # LILO loads 4 sectors of setup
 252         shlw    $8, %bx                         # convert to words (1sect=2^8 words)
 253         movw    %bx, %cx
 254         shrw    $3, %bx                         # convert to segment
 255         addw    $SYSSEG, %bx
 256         movw    %bx, %cs:start_sys_seg
 257 # Move rest of setup code/data to here
 258         movw    $2048, %di                      # four sectors loaded by LILO
 259         subw    %si, %si
 260         pushw   %cs
 261         popw    %es
 262         movw    $SYSSEG, %ax
 263         movw    %ax, %ds
 264         rep
 265         movsw
 266         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 267         movw    %ax, %ds
 268         cmpw    $SIG1, setup_sig1
 269         jne     no_sig
 270
 271         cmpw    $SIG2, setup_sig2
 272         jne     no_sig
 273
 274         jmp     good_sig
 275
 276 no_sig:
 277         lea     no_sig_mess, %si
 278         call    prtstr
 279
 280 no_sig_loop:
 281         hlt
 282         jmp     no_sig_loop
 283
 284 good_sig:
 285         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 286         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 287         movw    %ax, %ds
 288 # Check if an old loader tries to load a big-kernel
 289         testb   $LOADED_HIGH, %cs:loadflags     # Do we have a big kernel?
 290         jz      loader_ok                       # No, no danger for old loaders.
 291
 292         cmpb    $0, %cs:type_of_loader          # Do we have a loader that
 293                                                 # can deal with us?
 294         jnz     loader_ok                       # Yes, continue.
 295
 296         pushw   %cs                             # No, we have an old loader,
 297         popw    %ds                             # die.
 298         lea     loader_panic_mess, %si
 299         call    prtstr
 300
 301         jmp     no_sig_loop
 302
 303 loader_panic_mess: .string "Wrong loader, giving up..."
 304
 305 # check minimum cpuid
 306 # we do this here because it is the last place we can actually
 307 # show a user visible error message. Later the video modus
 308 # might be already messed up.
 309 loader_ok:
 310         call verify_cpu
 311         testl  %eax,%eax
 312         jz      cpu_ok
 313         movw    %cs,%ax         # aka SETUPSEG
 314         movw    %ax,%ds
 315         lea     cpu_panic_mess,%si
 316         call    prtstr
 317 1:      jmp     1b
 318
 319 cpu_panic_mess:
 320         .asciz  "PANIC: CPU too old for this kernel."
 321
 322 #include "../kernel/verify_cpu.S"
 323
 324 cpu_ok:
 325 # Get memory size (extended mem, kB)
 326
 327         xorl    %eax, %eax
 328         movl    %eax, (0x1e0)
 329 #ifndef STANDARD_MEMORY_BIOS_CALL
 330         movb    %al, (E820NR)
 331 # Try three different memory detection schemes.  First, try
 332 # e820h, which lets us assemble a memory map, then try e801h,
 333 # which returns a 32-bit memory size, and finally 88h, which
 334 # returns 0-64m
 335
 336 # method E820H:
 337 # the memory map from hell.  e820h returns memory classified into
 338 # a whole bunch of different types, and allows memory holes and
 339 # everything.  We scan through this memory map and build a list
 340 # of the first 32 memory areas, which we return at [E820MAP].
 341 # This is documented at http://www.acpi.info/, in the ACPI 2.0 specification.
 342
 343 #define SMAP  0x534d4150
 344
 345 meme820:
 346         xorl    %ebx, %ebx                      # continuation counter
 347         movw    $E820MAP, %di                   # point into the whitelist
 348                                                 # so we can have the bios
 349                                                 # directly write into it.
 350
 351 jmpe820:
 352         movl    $0x0000e820, %eax               # e820, upper word zeroed
 353         movl    $SMAP, %edx                     # ascii 'SMAP'
 354         movl    $20, %ecx                       # size of the e820rec
 355         pushw   %ds                             # data record.
 356         popw    %es
 357         int     $0x15                           # make the call
 358         jc      bail820                         # fall to e801 if it fails
 359
 360         cmpl    $SMAP, %eax                     # check the return is `SMAP'
 361         jne     bail820                         # fall to e801 if it fails
 362
 363 #       cmpl    $1, 16(%di)                     # is this usable memory?
 364 #       jne     again820
 365
 366         # If this is usable memory, we save it by simply advancing %di by
 367         # sizeof(e820rec).
 368         #
 369 good820:
 370         movb    (E820NR), %al                   # up to 128 entries
 371         cmpb    $E820MAX, %al
 372         jae     bail820
 373
 374         incb    (E820NR)
 375         movw    %di, %ax
 376         addw    $20, %ax
 377         movw    %ax, %di
 378 again820:
 379         cmpl    $0, %ebx                        # check to see if
 380         jne     jmpe820                         # %ebx is set to EOF
 381 bail820:
 382
 383
 384 # method E801H:
 385 # memory size is in 1k chunksizes, to avoid confusing loadlin.
 386 # we store the 0xe801 memory size in a completely different place,
 387 # because it will most likely be longer than 16 bits.
 388 # (use 1e0 because that's what Larry Augustine uses in his
 389 # alternative new memory detection scheme, and it's sensible
 390 # to write everything into the same place.)
 391
 392 meme801:
 393         stc                                     # fix to work around buggy
 394         xorw    %cx,%cx                         # BIOSes which don't clear/set
 395         xorw    %dx,%dx                         # carry on pass/error of
 396                                                 # e801h memory size call
 397                                                 # or merely pass cx,dx though
 398                                                 # without changing them.
 399         movw    $0xe801, %ax
 400         int     $0x15
 401         jc      mem88
 402
 403         cmpw    $0x0, %cx                       # Kludge to handle BIOSes
 404         jne     e801usecxdx                     # which report their extended
 405         cmpw    $0x0, %dx                       # memory in AX/BX rather than
 406         jne     e801usecxdx                     # CX/DX.  The spec I have read
 407         movw    %ax, %cx                        # seems to indicate AX/BX
 408         movw    %bx, %dx                        # are more reasonable anyway...
 409
 410 e801usecxdx:
 411         andl    $0xffff, %edx                   # clear sign extend
 412         shll    $6, %edx                        # and go from 64k to 1k chunks
 413         movl    %edx, (0x1e0)                   # store extended memory size
 414         andl    $0xffff, %ecx                   # clear sign extend
 415         addl    %ecx, (0x1e0)                   # and add lower memory into
 416                                                 # total size.
 417
 418 # Ye Olde Traditional Methode.  Returns the memory size (up to 16mb or
 419 # 64mb, depending on the bios) in ax.
 420 mem88:
 421
 422 #endif
 423         movb    $0x88, %ah
 424         int     $0x15
 425         movw    %ax, (2)
 426
 427 # Set the keyboard repeat rate to the max
 428         movw    $0x0305, %ax
 429         xorw    %bx, %bx
 430         int     $0x16
 431
 432 # Check for video adapter and its parameters and allow the
 433 # user to browse video modes.
 434         call    video                           # NOTE: we need %ds pointing
 435                                                 # to bootsector
 436
 437 # Get hd0 data...
 438         xorw    %ax, %ax
 439         movw    %ax, %ds
 440         ldsw    (4 * 0x41), %si
 441         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 442         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 443         pushw   %ax
 444         movw    %ax, %es
 445         movw    $0x0080, %di
 446         movw    $0x10, %cx
 447         pushw   %cx
 448         cld
 449         rep
 450         movsb
 451 # Get hd1 data...
 452         xorw    %ax, %ax
 453         movw    %ax, %ds
 454         ldsw    (4 * 0x46), %si
 455         popw    %cx
 456         popw    %es
 457         movw    $0x0090, %di
 458         rep
 459         movsb
 460 # Check that there IS a hd1 :-)
 461         movw    $0x01500, %ax
 462         movb    $0x81, %dl
 463         int     $0x13
 464         jc      no_disk1
 465
 466         cmpb    $3, %ah
 467         je      is_disk1
 468
 469 no_disk1:
 470         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 471         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 472         movw    %ax, %es
 473         movw    $0x0090, %di
 474         movw    $0x10, %cx
 475         xorw    %ax, %ax
 476         cld
 477         rep
 478         stosb
 479 is_disk1:
 480 # check for Micro Channel (MCA) bus
 481         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 482         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 483         movw    %ax, %ds
 484         xorw    %ax, %ax
 485         movw    %ax, (0xa0)                     # set table length to 0
 486         movb    $0xc0, %ah
 487         stc
 488         int     $0x15                           # moves feature table to es:bx
 489         jc      no_mca
 490
 491         pushw   %ds
 492         movw    %es, %ax
 493         movw    %ax, %ds
 494         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 495         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 496         movw    %ax, %es
 497         movw    %bx, %si
 498         movw    $0xa0, %di
 499         movw    (%si), %cx
 500         addw    $2, %cx                         # table length is a short
 501         cmpw    $0x10, %cx
 502         jc      sysdesc_ok
 503
 504         movw    $0x10, %cx                      # we keep only first 16 bytes
 505 sysdesc_ok:
 506         rep
 507         movsb
 508         popw    %ds
 509 no_mca:
 510 #ifdef CONFIG_X86_VOYAGER
 511         movb    $0xff, 0x40     # flag on config found
 512         movb    $0xc0, %al
 513         mov     $0xff, %ah
 514         int     $0x15           # put voyager config info at es:di
 515         jc      no_voyager
 516         movw    $0x40, %si      # place voyager info in apm table
 517         cld
 518         movw    $7, %cx
 519 voyager_rep:
 520         movb    %es:(%di), %al
 521         movb    %al,(%si)
 522         incw    %di
 523         incw    %si
 524         decw    %cx
 525         jnz     voyager_rep
 526 no_voyager:
 527 #endif
 528 # Check for PS/2 pointing device
 529         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 530         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 531         movw    %ax, %ds
 532         movb    $0, (0x1ff)                     # default is no pointing device
 533         int     $0x11                           # int 0x11: equipment list
 534         testb   $0x04, %al                      # check if mouse installed
 535         jz      no_psmouse
 536
 537         movb    $0xAA, (0x1ff)                  # device present
 538 no_psmouse:
 539
 540 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
 541         movl    $0x0000E980, %eax               # IST Support
 542         movl    $0x47534943, %edx               # Request value
 543         int     $0x15
 544
 545         movl    %eax, (96)
 546         movl    %ebx, (100)
 547         movl    %ecx, (104)
 548         movl    %edx, (108)
 549 #endif
 550
 551 #if defined(CONFIG_APM) || defined(CONFIG_APM_MODULE)
 552 # Then check for an APM BIOS...
 553                                                 # %ds points to the bootsector
 554         movw    $0, 0x40                        # version = 0 means no APM BIOS
 555         movw    $0x05300, %ax                   # APM BIOS installation check
 556         xorw    %bx, %bx
 557         int     $0x15
 558         jc      done_apm_bios                   # Nope, no APM BIOS
 559
 560         cmpw    $0x0504d, %bx                   # Check for "PM" signature
 561         jne     done_apm_bios                   # No signature, no APM BIOS
 562
 563         andw    $0x02, %cx                      # Is 32 bit supported?
 564         je      done_apm_bios                   # No 32-bit, no (good) APM BIOS
 565
 566         movw    $0x05304, %ax                   # Disconnect first just in case
 567         xorw    %bx, %bx
 568         int     $0x15                           # ignore return code
 569         movw    $0x05303, %ax                   # 32 bit connect
 570         xorl    %ebx, %ebx
 571         xorw    %cx, %cx                        # paranoia :-)
 572         xorw    %dx, %dx                        #   ...
 573         xorl    %esi, %esi                      #   ...
 574         xorw    %di, %di                        #   ...
 575         int     $0x15
 576         jc      no_32_apm_bios                  # Ack, error.
 577
 578         movw    %ax,  (66)                      # BIOS code segment
 579         movl    %ebx, (68)                      # BIOS entry point offset
 580         movw    %cx,  (72)                      # BIOS 16 bit code segment
 581         movw    %dx,  (74)                      # BIOS data segment
 582         movl    %esi, (78)                      # BIOS code segment lengths
 583         movw    %di,  (82)                      # BIOS data segment length
 584 # Redo the installation check as the 32 bit connect
 585 # modifies the flags returned on some BIOSs
 586         movw    $0x05300, %ax                   # APM BIOS installation check
 587         xorw    %bx, %bx
 588         xorw    %cx, %cx                        # paranoia
 589         int     $0x15
 590         jc      apm_disconnect                  # error -> shouldn't happen
 591
 592         cmpw    $0x0504d, %bx                   # check for "PM" signature
 593         jne     apm_disconnect                  # no sig -> shouldn't happen
 594
 595         movw    %ax, (64)                       # record the APM BIOS version
 596         movw    %cx, (76)                       # and flags
 597         jmp     done_apm_bios
 598
 599 apm_disconnect:                                 # Tidy up
 600         movw    $0x05304, %ax                   # Disconnect
 601         xorw    %bx, %bx
 602         int     $0x15                           # ignore return code
 603
 604         jmp     done_apm_bios
 605
 606 no_32_apm_bios:
 607         andw    $0xfffd, (76)                   # remove 32 bit support bit
 608 done_apm_bios:
 609 #endif
 610
 611 #include "edd.S"
 612
 613 # Now we want to move to protected mode ...
 614         cmpw    $0, %cs:realmode_swtch
 615         jz      rmodeswtch_normal
 616
 617         lcall   *%cs:realmode_swtch
 618
 619         jmp     rmodeswtch_end
 620
 621 rmodeswtch_normal:
 622         pushw   %cs
 623         call    default_switch
 624
 625 rmodeswtch_end:
 626 # Now we move the system to its rightful place ... but we check if we have a
 627 # big-kernel. In that case we *must* not move it ...
 628         testb   $LOADED_HIGH, %cs:loadflags
 629         jz      do_move0                        # .. then we have a normal low
 630                                                 # loaded zImage
 631                                                 # .. or else we have a high
 632                                                 # loaded bzImage
 633         jmp     end_move                        # ... and we skip moving
 634
 635 do_move0:
 636         movw    $0x100, %ax                     # start of destination segment
 637         movw    %cs, %bp                        # aka SETUPSEG
 638         subw    $DELTA_INITSEG, %bp             # aka INITSEG
 639         movw    %cs:start_sys_seg, %bx          # start of source segment
 640         cld
 641 do_move:
 642         movw    %ax, %es                        # destination segment
 643         incb    %ah                             # instead of add ax,#0x100
 644         movw    %bx, %ds                        # source segment
 645         addw    $0x100, %bx
 646         subw    %di, %di
 647         subw    %si, %si
 648         movw    $0x800, %cx
 649         rep
 650         movsw
 651         cmpw    %bp, %bx                        # assume start_sys_seg > 0x200,
 652                                                 # so we will perhaps read one
 653                                                 # page more than needed, but
 654                                                 # never overwrite INITSEG
 655                                                 # because destination is a
 656                                                 # minimum one page below source
 657         jb      do_move
 658
 659 end_move:
 660 # then we load the segment descriptors
 661         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
 662         movw    %ax, %ds
 663
 664 # Check whether we need to be downward compatible with version <=201
 665         cmpl    $0, cmd_line_ptr
 666         jne     end_move_self           # loader uses version >=202 features
 667         cmpb    $0x20, type_of_loader
 668         je      end_move_self           # bootsect loader, we know of it
 669
 670 # Boot loader doesnt support boot protocol version 2.02.
 671 # If we have our code not at 0x90000, we need to move it there now.
 672 # We also then need to move the params behind it (commandline)
 673 # Because we would overwrite the code on the current IP, we move
 674 # it in two steps, jumping high after the first one.
 675         movw    %cs, %ax
 676         cmpw    $SETUPSEG, %ax
 677         je      end_move_self
 678
 679         cli                                     # make sure we really have
 680                                                 # interrupts disabled !
 681                                                 # because after this the stack
 682                                                 # should not be used
 683         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
 684         movw    %ss, %dx
 685         cmpw    %ax, %dx
 686         jb      move_self_1
 687
 688         addw    $INITSEG, %dx
 689         subw    %ax, %dx                        # this will go into %ss after
 690                                                 # the move
 691 move_self_1:
 692         movw    %ax, %ds
 693         movw    $INITSEG, %ax                   # real INITSEG
 694         movw    %ax, %es
 695         movw    %cs:setup_move_size, %cx
 696         std                                     # we have to move up, so we use
 697                                                 # direction down because the
 698                                                 # areas may overlap
 699         movw    %cx, %di
 700         decw    %di
 701         movw    %di, %si
 702         subw    $move_self_here+0x200, %cx
 703         rep
 704         movsb
 705         ljmp    $SETUPSEG, $move_self_here
 706
 707 move_self_here:
 708         movw    $move_self_here+0x200, %cx
 709         rep
 710         movsb
 711         movw    $SETUPSEG, %ax
 712         movw    %ax, %ds
 713         movw    %dx, %ss
 714 end_move_self:                                  # now we are at the right place
 715
 716 #
 717 # Enable A20.  This is at the very best an annoying procedure.
 718 # A20 code ported from SYSLINUX 1.52-1.63 by H. Peter Anvin.
 719 # AMD Elan bug fix by Robert Schwebel.
 720 #
 721
 722 #if defined(CONFIG_X86_ELAN)
 723         movb $0x02, %al                 # alternate A20 gate
 724         outb %al, $0x92                 # this works on SC410/SC520
 725 a20_elan_wait:
 726         call a20_test
 727         jz a20_elan_wait
 728         jmp a20_done
 729 #endif
 730
 731
 732 A20_TEST_LOOPS          =  32           # Iterations per wait
 733 A20_ENABLE_LOOPS        = 255           # Total loops to try
 734
 735
 736 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
 737 a20_try_loop:
 738
 739         # First, see if we are on a system with no A20 gate.
 740 a20_none:
 741         call    a20_test
 742         jnz     a20_done
 743
 744         # Next, try the BIOS (INT 0x15, AX=0x2401)
 745 a20_bios:
 746         movw    $0x2401, %ax
 747         pushfl                                  # Be paranoid about flags
 748         int     $0x15
 749         popfl
 750
 751         call    a20_test
 752         jnz     a20_done
 753
 754         # Try enabling A20 through the keyboard controller
 755 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
 756 a20_kbc:
 757         call    empty_8042
 758
 759 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
 760         call    a20_test                        # Just in case the BIOS worked
 761         jnz     a20_done                        # but had a delayed reaction.
 762 #endif
 763
 764         movb    $0xD1, %al                      # command write
 765         outb    %al, $0x64
 766         call    empty_8042
 767
 768         movb    $0xDF, %al                      # A20 on
 769         outb    %al, $0x60
 770         call    empty_8042
 771
 772 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
 773         # Wait until a20 really *is* enabled; it can take a fair amount of
 774         # time on certain systems; Toshiba Tecras are known to have this
 775         # problem.
 776 a20_kbc_wait:
 777         xorw    %cx, %cx
 778 a20_kbc_wait_loop:
 779         call    a20_test
 780         jnz     a20_done
 781         loop    a20_kbc_wait_loop
 782
 783         # Final attempt: use "configuration port A"
 784 a20_fast:
 785         inb     $0x92, %al                      # Configuration Port A
 786         orb     $0x02, %al                      # "fast A20" version
 787         andb    $0xFE, %al                      # don't accidentally reset
 788         outb    %al, $0x92
 789
 790         # Wait for configuration port A to take effect
 791 a20_fast_wait:
 792         xorw    %cx, %cx
 793 a20_fast_wait_loop:
 794         call    a20_test
 795         jnz     a20_done
 796         loop    a20_fast_wait_loop
 797
 798         # A20 is still not responding.  Try frobbing it again.
 799         #
 800         decb    (a20_tries)
 801         jnz     a20_try_loop
 802
 803         movw    $a20_err_msg, %si
 804         call    prtstr
 805
 806 a20_die:
 807         hlt
 808         jmp     a20_die
 809
 810 a20_tries:
 811         .byte   A20_ENABLE_LOOPS
 812
 813 a20_err_msg:
 814         .ascii  "linux: fatal error: A20 gate not responding!"
 815         .byte   13, 10, 0
 816
 817         # If we get here, all is good
 818 a20_done:
 819
 820 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
 821 # set up gdt and idt and 32bit start address
 822         lidt    idt_48                          # load idt with 0,0
 823         xorl    %eax, %eax                      # Compute gdt_base
 824         movw    %ds, %ax                        # (Convert %ds:gdt to a linear ptr)
 825         shll    $4, %eax
 826         addl    %eax, code32
 827         addl    $gdt, %eax
 828         movl    %eax, (gdt_48+2)
 829         lgdt    gdt_48                          # load gdt with whatever is
 830                                                 # appropriate
 831
 832 # make sure any possible coprocessor is properly reset..
 833         xorw    %ax, %ax
 834         outb    %al, $0xf0
 835         call    delay
 836
 837         outb    %al, $0xf1
 838         call    delay
 839
 840 # well, that went ok, I hope. Now we mask all interrupts - the rest
 841 # is done in init_IRQ().
 842         movb    $0xFF, %al                      # mask all interrupts for now
 843         outb    %al, $0xA1
 844         call    delay
 845
 846         movb    $0xFB, %al                      # mask all irq's but irq2 which
 847         outb    %al, $0x21                      # is cascaded
 848
 849 # Well, that certainly wasn't fun :-(. Hopefully it works, and we don't
 850 # need no steenking BIOS anyway (except for the initial loading :-).
 851 # The BIOS-routine wants lots of unnecessary data, and it's less
 852 # "interesting" anyway. This is how REAL programmers do it.
 853 #
 854 # Well, now's the time to actually move into protected mode. To make
 855 # things as simple as possible, we do no register set-up or anything,
 856 # we let the gnu-compiled 32-bit programs do that. We just jump to
 857 # absolute address 0x1000 (or the loader supplied one),
 858 # in 32-bit protected mode.
 859 #
 860 # Note that the short jump isn't strictly needed, although there are
 861 # reasons why it might be a good idea. It won't hurt in any case.
 862         movw    $1, %ax                         # protected mode (PE) bit
 863         lmsw    %ax                             # This is it!
 864         jmp     flush_instr
 865
 866 flush_instr:
 867         xorw    %bx, %bx                        # Flag to indicate a boot
 868         xorl    %esi, %esi                      # Pointer to real-mode code
 869         movw    %cs, %si
 870         subw    $DELTA_INITSEG, %si
 871         shll    $4, %esi                        # Convert to 32-bit pointer
 872
 873 # jump to startup_32 in arch/i386/boot/compressed/head.S
 874 #
 875 # NOTE: For high loaded big kernels we need a
 876 #       jmpi    0x100000,__BOOT_CS
 877 #
 878 #       but we yet haven't reloaded the CS register, so the default size
 879 #       of the target offset still is 16 bit.
 880 #       However, using an operand prefix (0x66), the CPU will properly
 881 #       take our 48 bit far pointer. (INTeL 80386 Programmer's Reference
 882 #       Manual, Mixing 16-bit and 32-bit code, page 16-6)
 883
 884         .byte 0x66, 0xea                        # prefix + jmpi-opcode
 885 code32: .long   startup_32                      # will be set to %cs+startup_32
 886         .word   __BOOT_CS
 887 .code32
 888 startup_32:
 889         movl $(__BOOT_DS), %eax
 890         movl %eax, %ds
 891         movl %eax, %es
 892         movl %eax, %fs
 893         movl %eax, %gs
 894         movl %eax, %ss
 895
 896         xorl %eax, %eax
 897 1:      incl %eax                               # check that A20 really IS enabled
 898         movl %eax, 0x00000000                   # loop forever if it isn't
 899         cmpl %eax, 0x00100000
 900         je 1b
 901
 902         # Jump to the 32bit entry point
 903         jmpl *(code32_start - start + (DELTA_INITSEG << 4))(%esi)
 904 .code16
 905
 906 # Here's a bunch of information about your current kernel..
 907 kernel_version: .ascii  UTS_RELEASE
 908                 .ascii  " ("
 909                 .ascii  LINUX_COMPILE_BY
 910                 .ascii  "@"
 911                 .ascii  LINUX_COMPILE_HOST
 912                 .ascii  ") "
 913                 .ascii  UTS_VERSION
 914                 .byte   0
 915
 916 # This is the default real mode switch routine.
 917 # to be called just before protected mode transition
 918 default_switch:
 919         cli                                     # no interrupts allowed !
 920         movb    $0x80, %al                      # disable NMI for bootup
 921                                                 # sequence
 922         outb    %al, $0x70
 923         lret
 924
 925
 926 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
 927 # This routine tests whether or not A20 is enabled.  If so, it
 928 # exits with zf = 0.
 929 #
 930 # The memory address used, 0x200, is the int $0x80 vector, which
 931 # should be safe.
 932
 933 A20_TEST_ADDR = 4*0x80
 934
 935 a20_test:
 936         pushw   %cx
 937         pushw   %ax
 938         xorw    %cx, %cx
 939         movw    %cx, %fs                        # Low memory
 940         decw    %cx
 941         movw    %cx, %gs                        # High memory area
 942         movw    $A20_TEST_LOOPS, %cx
 943         movw    %fs:(A20_TEST_ADDR), %ax
 944         pushw   %ax
 945 a20_test_wait:
 946         incw    %ax
 947         movw    %ax, %fs:(A20_TEST_ADDR)
 948         call    delay                           # Serialize and make delay constant
 949         cmpw    %gs:(A20_TEST_ADDR+0x10), %ax
 950         loope   a20_test_wait
 951
 952         popw    %fs:(A20_TEST_ADDR)
 953         popw    %ax
 954         popw    %cx
 955         ret
 956
 957 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
 958
 959 # This routine checks that the keyboard command queue is empty
 960 # (after emptying the output buffers)
 961 #
 962 # Some machines have delusions that the keyboard buffer is always full
 963 # with no keyboard attached...
 964 #
 965 # If there is no keyboard controller, we will usually get 0xff
 966 # to all the reads.  With each IO taking a microsecond and
 967 # a timeout of 100,000 iterations, this can take about half a
 968 # second ("delay" == outb to port 0x80). That should be ok,
 969 # and should also be plenty of time for a real keyboard controller
 970 # to empty.
 971 #
 972
 973 empty_8042:
 974         pushl   %ecx
 975         movl    $100000, %ecx
 976
 977 empty_8042_loop:
 978         decl    %ecx
 979         jz      empty_8042_end_loop
 980
 981         call    delay
 982
 983         inb     $0x64, %al                      # 8042 status port
 984         testb   $1, %al                         # output buffer?
 985         jz      no_output
 986
 987         call    delay
 988         inb     $0x60, %al                      # read it
 989         jmp     empty_8042_loop
 990
 991 no_output:
 992         testb   $2, %al                         # is input buffer full?
 993         jnz     empty_8042_loop                 # yes - loop
 994 empty_8042_end_loop:
 995         popl    %ecx
 996         ret
 997
 998 # Read the cmos clock. Return the seconds in al
 999 gettime:
1000         pushw   %cx
1001         movb    $0x02, %ah
1002         int     $0x1a
1003         movb    %dh, %al                        # %dh contains the seconds
1004         andb    $0x0f, %al
1005         movb    %dh, %ah
1006         movb    $0x04, %cl
1007         shrb    %cl, %ah
1008         aad
1009         popw    %cx
1010         ret
1011
1012 # Delay is needed after doing I/O
1013 delay:
1014         outb    %al,$0x80
1015         ret
1016
1017 # Descriptor tables
1018 #
1019 # NOTE: The intel manual says gdt should be sixteen bytes aligned for
1020 # efficiency reasons.  However, there are machines which are known not
1021 # to boot with misaligned GDTs, so alter this at your peril!  If you alter
1022 # GDT_ENTRY_BOOT_CS (in asm/segment.h) remember to leave at least two
1023 # empty GDT entries (one for NULL and one reserved).
1024 #
1025 # NOTE: On some CPUs, the GDT must be 8 byte aligned.  This is
1026 # true for the Voyager Quad CPU card which will not boot without
1027 # This directive.  16 byte aligment is recommended by intel.
1028 #
1029         .align 16
1030 gdt:
1031         .fill GDT_ENTRY_BOOT_CS,8,0
1032
1033         .word   0xFFFF                          # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
1034         .word   0                               # base address = 0
1035         .word   0x9A00                          # code read/exec
1036         .word   0x00CF                          # granularity = 4096, 386
1037                                                 #  (+5th nibble of limit)
1038
1039         .word   0xFFFF                          # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
1040         .word   0                               # base address = 0
1041         .word   0x9200                          # data read/write
1042         .word   0x00CF                          # granularity = 4096, 386
1043                                                 #  (+5th nibble of limit)
1044 gdt_end:
1045         .align  4
1046
1047         .word   0                               # alignment byte
1048 idt_48:
1049         .word   0                               # idt limit = 0
1050         .word   0, 0                            # idt base = 0L
1051
1052         .word   0                               # alignment byte
1053 gdt_48:
1054         .word   gdt_end - gdt - 1               # gdt limit
1055         .word   0, 0                            # gdt base (filled in later)
1056
1057 # Include video setup & detection code
1058
1059 #include "video.S"
1060
1061 # Setup signature -- must be last
1062 setup_sig1:     .word   SIG1
1063 setup_sig2:     .word   SIG2
1064
1065 # After this point, there is some free space which is used by the video mode
1066 # handling code to store the temporary mode table (not used by the kernel).
1067
1068 modelist:
1069
1070 .text
1071 endtext:
1072 .data
1073 enddata:
1074 .bss
1075 endbss: