Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6.git] / 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 dont 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 <linux/config.h>
50 #include <asm/segment.h>
51 #include <linux/version.h>
52 #include <linux/compile.h>
53 #include <asm/boot.h>
54 #include <asm/e820.h>
55 #include <asm/page.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   0x0203          # 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 trampoline:     call    start_of_setup
165                 .align 16
166                                         # The offset at this point is 0x240
167                 .space  (0x7ff-0x240+1) # E820 & EDD space (ending at 0x7ff)
168 # End of setup header #####################################################
169
170 start_of_setup:
171 # Bootlin depends on this being done early
172         movw    $0x01500, %ax
173         movb    $0x81, %dl
174         int     $0x13
175
176 #ifdef SAFE_RESET_DISK_CONTROLLER
177 # Reset the disk controller.
178         movw    $0x0000, %ax
179         movb    $0x80, %dl
180         int     $0x13
181 #endif
182
183 # Set %ds = %cs, we know that SETUPSEG = %cs at this point
184         movw    %cs, %ax                # aka SETUPSEG
185         movw    %ax, %ds
186 # Check signature at end of setup
187         cmpw    $SIG1, setup_sig1
188         jne     bad_sig
189
190         cmpw    $SIG2, setup_sig2
191         jne     bad_sig
192
193         jmp     good_sig1
194
195 # Routine to print asciiz string at ds:si
196 prtstr:
197         lodsb
198         andb    %al, %al
199         jz      fin
200
201         call    prtchr
202         jmp     prtstr
203
204 fin:    ret
205
206 # Space printing
207 prtsp2: call    prtspc          # Print double space
208 prtspc: movb    $0x20, %al      # Print single space (note: fall-thru)
209
210 # Part of above routine, this one just prints ascii al
211 prtchr: pushw   %ax
212         pushw   %cx
213         movw    $7,%bx
214         movw    $0x01, %cx
215         movb    $0x0e, %ah
216         int     $0x10
217         popw    %cx
218         popw    %ax
219         ret
220
221 beep:   movb    $0x07, %al
222         jmp     prtchr
223         
224 no_sig_mess: .string    "No setup signature found ..."
225
226 good_sig1:
227         jmp     good_sig
228
229 # We now have to find the rest of the setup code/data
230 bad_sig:
231         movw    %cs, %ax                        # SETUPSEG
232         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # INITSEG
233         movw    %ax, %ds
234         xorb    %bh, %bh
235         movb    (497), %bl                      # get setup sect from bootsect
236         subw    $4, %bx                         # LILO loads 4 sectors of setup
237         shlw    $8, %bx                         # convert to words (1sect=2^8 words)
238         movw    %bx, %cx
239         shrw    $3, %bx                         # convert to segment
240         addw    $SYSSEG, %bx
241         movw    %bx, %cs:start_sys_seg
242 # Move rest of setup code/data to here
243         movw    $2048, %di                      # four sectors loaded by LILO
244         subw    %si, %si
245         pushw   %cs
246         popw    %es
247         movw    $SYSSEG, %ax
248         movw    %ax, %ds
249         rep
250         movsw
251         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
252         movw    %ax, %ds
253         cmpw    $SIG1, setup_sig1
254         jne     no_sig
255
256         cmpw    $SIG2, setup_sig2
257         jne     no_sig
258
259         jmp     good_sig
260
261 no_sig:
262         lea     no_sig_mess, %si
263         call    prtstr
264
265 no_sig_loop:
266         hlt
267         jmp     no_sig_loop
268
269 good_sig:
270         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
271         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
272         movw    %ax, %ds
273 # Check if an old loader tries to load a big-kernel
274         testb   $LOADED_HIGH, %cs:loadflags     # Do we have a big kernel?
275         jz      loader_ok                       # No, no danger for old loaders.
276
277         cmpb    $0, %cs:type_of_loader          # Do we have a loader that
278                                                 # can deal with us?
279         jnz     loader_ok                       # Yes, continue.
280
281         pushw   %cs                             # No, we have an old loader,
282         popw    %ds                             # die. 
283         lea     loader_panic_mess, %si
284         call    prtstr
285
286         jmp     no_sig_loop
287
288 loader_panic_mess: .string "Wrong loader, giving up..."
289
290 loader_ok:
291 # Get memory size (extended mem, kB)
292
293         xorl    %eax, %eax
294         movl    %eax, (0x1e0)
295 #ifndef STANDARD_MEMORY_BIOS_CALL
296         movb    %al, (E820NR)
297 # Try three different memory detection schemes.  First, try
298 # e820h, which lets us assemble a memory map, then try e801h,
299 # which returns a 32-bit memory size, and finally 88h, which
300 # returns 0-64m
301
302 # method E820H:
303 # the memory map from hell.  e820h returns memory classified into
304 # a whole bunch of different types, and allows memory holes and
305 # everything.  We scan through this memory map and build a list
306 # of the first 32 memory areas, which we return at [E820MAP].
307 # This is documented at http://www.acpi.info/, in the ACPI 2.0 specification.
308
309 #define SMAP  0x534d4150
310
311 meme820:
312         xorl    %ebx, %ebx                      # continuation counter
313         movw    $E820MAP, %di                   # point into the whitelist
314                                                 # so we can have the bios
315                                                 # directly write into it.
316
317 jmpe820:
318         movl    $0x0000e820, %eax               # e820, upper word zeroed
319         movl    $SMAP, %edx                     # ascii 'SMAP'
320         movl    $20, %ecx                       # size of the e820rec
321         pushw   %ds                             # data record.
322         popw    %es
323         int     $0x15                           # make the call
324         jc      bail820                         # fall to e801 if it fails
325
326         cmpl    $SMAP, %eax                     # check the return is `SMAP'
327         jne     bail820                         # fall to e801 if it fails
328
329 #       cmpl    $1, 16(%di)                     # is this usable memory?
330 #       jne     again820
331
332         # If this is usable memory, we save it by simply advancing %di by
333         # sizeof(e820rec).
334         #
335 good820:
336         movb    (E820NR), %al                   # up to 32 entries
337         cmpb    $E820MAX, %al
338         jnl     bail820
339
340         incb    (E820NR)
341         movw    %di, %ax
342         addw    $20, %ax
343         movw    %ax, %di
344 again820:
345         cmpl    $0, %ebx                        # check to see if
346         jne     jmpe820                         # %ebx is set to EOF
347 bail820:
348
349
350 # method E801H:
351 # memory size is in 1k chunksizes, to avoid confusing loadlin.
352 # we store the 0xe801 memory size in a completely different place,
353 # because it will most likely be longer than 16 bits.
354 # (use 1e0 because that's what Larry Augustine uses in his
355 # alternative new memory detection scheme, and it's sensible
356 # to write everything into the same place.)
357
358 meme801:
359         stc                                     # fix to work around buggy
360         xorw    %cx,%cx                         # BIOSes which dont clear/set
361         xorw    %dx,%dx                         # carry on pass/error of
362                                                 # e801h memory size call
363                                                 # or merely pass cx,dx though
364                                                 # without changing them.
365         movw    $0xe801, %ax
366         int     $0x15
367         jc      mem88
368
369         cmpw    $0x0, %cx                       # Kludge to handle BIOSes
370         jne     e801usecxdx                     # which report their extended
371         cmpw    $0x0, %dx                       # memory in AX/BX rather than
372         jne     e801usecxdx                     # CX/DX.  The spec I have read
373         movw    %ax, %cx                        # seems to indicate AX/BX 
374         movw    %bx, %dx                        # are more reasonable anyway...
375
376 e801usecxdx:
377         andl    $0xffff, %edx                   # clear sign extend
378         shll    $6, %edx                        # and go from 64k to 1k chunks
379         movl    %edx, (0x1e0)                   # store extended memory size
380         andl    $0xffff, %ecx                   # clear sign extend
381         addl    %ecx, (0x1e0)                   # and add lower memory into
382                                                 # total size.
383
384 # Ye Olde Traditional Methode.  Returns the memory size (up to 16mb or
385 # 64mb, depending on the bios) in ax.
386 mem88:
387
388 #endif
389         movb    $0x88, %ah
390         int     $0x15
391         movw    %ax, (2)
392
393 # Set the keyboard repeat rate to the max
394         movw    $0x0305, %ax
395         xorw    %bx, %bx
396         int     $0x16
397
398 # Check for video adapter and its parameters and allow the
399 # user to browse video modes.
400         call    video                           # NOTE: we need %ds pointing
401                                                 # to bootsector
402
403 # Get hd0 data...
404         xorw    %ax, %ax
405         movw    %ax, %ds
406         ldsw    (4 * 0x41), %si
407         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
408         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
409         pushw   %ax
410         movw    %ax, %es
411         movw    $0x0080, %di
412         movw    $0x10, %cx
413         pushw   %cx
414         cld
415         rep
416         movsb
417 # Get hd1 data...
418         xorw    %ax, %ax
419         movw    %ax, %ds
420         ldsw    (4 * 0x46), %si
421         popw    %cx
422         popw    %es
423         movw    $0x0090, %di
424         rep
425         movsb
426 # Check that there IS a hd1 :-)
427         movw    $0x01500, %ax
428         movb    $0x81, %dl
429         int     $0x13
430         jc      no_disk1
431         
432         cmpb    $3, %ah
433         je      is_disk1
434
435 no_disk1:
436         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
437         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
438         movw    %ax, %es
439         movw    $0x0090, %di
440         movw    $0x10, %cx
441         xorw    %ax, %ax
442         cld
443         rep
444         stosb
445 is_disk1:
446 # check for Micro Channel (MCA) bus
447         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
448         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
449         movw    %ax, %ds
450         xorw    %ax, %ax
451         movw    %ax, (0xa0)                     # set table length to 0
452         movb    $0xc0, %ah
453         stc
454         int     $0x15                           # moves feature table to es:bx
455         jc      no_mca
456
457         pushw   %ds
458         movw    %es, %ax
459         movw    %ax, %ds
460         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
461         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
462         movw    %ax, %es
463         movw    %bx, %si
464         movw    $0xa0, %di
465         movw    (%si), %cx
466         addw    $2, %cx                         # table length is a short
467         cmpw    $0x10, %cx
468         jc      sysdesc_ok
469
470         movw    $0x10, %cx                      # we keep only first 16 bytes
471 sysdesc_ok:
472         rep
473         movsb
474         popw    %ds
475 no_mca:
476 #ifdef CONFIG_X86_VOYAGER
477         movb    $0xff, 0x40     # flag on config found
478         movb    $0xc0, %al
479         mov     $0xff, %ah
480         int     $0x15           # put voyager config info at es:di
481         jc      no_voyager
482         movw    $0x40, %si      # place voyager info in apm table
483         cld
484         movw    $7, %cx
485 voyager_rep:
486         movb    %es:(%di), %al
487         movb    %al,(%si)
488         incw    %di
489         incw    %si
490         decw    %cx
491         jnz     voyager_rep
492 no_voyager:     
493 #endif
494 # Check for PS/2 pointing device
495         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
496         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
497         movw    %ax, %ds
498         movw    $0, (0x1ff)                     # default is no pointing device
499         int     $0x11                           # int 0x11: equipment list
500         testb   $0x04, %al                      # check if mouse installed
501         jz      no_psmouse
502
503         movw    $0xAA, (0x1ff)                  # device present
504 no_psmouse:
505
506 #if defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI) || defined(CONFIG_X86_SPEEDSTEP_SMI_MODULE)
507         movl    $0x0000E980, %eax               # IST Support 
508         movl    $0x47534943, %edx               # Request value
509         int     $0x15
510
511         movl    %eax, (96)
512         movl    %ebx, (100)
513         movl    %ecx, (104)
514         movl    %edx, (108)
515 #endif
516
517 #if defined(CONFIG_APM) || defined(CONFIG_APM_MODULE)
518 # Then check for an APM BIOS...
519                                                 # %ds points to the bootsector
520         movw    $0, 0x40                        # version = 0 means no APM BIOS
521         movw    $0x05300, %ax                   # APM BIOS installation check
522         xorw    %bx, %bx
523         int     $0x15
524         jc      done_apm_bios                   # Nope, no APM BIOS
525         
526         cmpw    $0x0504d, %bx                   # Check for "PM" signature
527         jne     done_apm_bios                   # No signature, no APM BIOS
528
529         andw    $0x02, %cx                      # Is 32 bit supported?
530         je      done_apm_bios                   # No 32-bit, no (good) APM BIOS
531
532         movw    $0x05304, %ax                   # Disconnect first just in case
533         xorw    %bx, %bx
534         int     $0x15                           # ignore return code
535         movw    $0x05303, %ax                   # 32 bit connect
536         xorl    %ebx, %ebx
537         xorw    %cx, %cx                        # paranoia :-)
538         xorw    %dx, %dx                        #   ...
539         xorl    %esi, %esi                      #   ...
540         xorw    %di, %di                        #   ...
541         int     $0x15
542         jc      no_32_apm_bios                  # Ack, error. 
543
544         movw    %ax,  (66)                      # BIOS code segment
545         movl    %ebx, (68)                      # BIOS entry point offset
546         movw    %cx,  (72)                      # BIOS 16 bit code segment
547         movw    %dx,  (74)                      # BIOS data segment
548         movl    %esi, (78)                      # BIOS code segment lengths
549         movw    %di,  (82)                      # BIOS data segment length
550 # Redo the installation check as the 32 bit connect
551 # modifies the flags returned on some BIOSs
552         movw    $0x05300, %ax                   # APM BIOS installation check
553         xorw    %bx, %bx
554         xorw    %cx, %cx                        # paranoia
555         int     $0x15
556         jc      apm_disconnect                  # error -> shouldn't happen
557
558         cmpw    $0x0504d, %bx                   # check for "PM" signature
559         jne     apm_disconnect                  # no sig -> shouldn't happen
560
561         movw    %ax, (64)                       # record the APM BIOS version
562         movw    %cx, (76)                       # and flags
563         jmp     done_apm_bios
564
565 apm_disconnect:                                 # Tidy up
566         movw    $0x05304, %ax                   # Disconnect
567         xorw    %bx, %bx
568         int     $0x15                           # ignore return code
569
570         jmp     done_apm_bios
571
572 no_32_apm_bios:
573         andw    $0xfffd, (76)                   # remove 32 bit support bit
574 done_apm_bios:
575 #endif
576
577 #include "edd.S"
578
579 # Now we want to move to protected mode ...
580         cmpw    $0, %cs:realmode_swtch
581         jz      rmodeswtch_normal
582
583         lcall   *%cs:realmode_swtch
584
585         jmp     rmodeswtch_end
586
587 rmodeswtch_normal:
588         pushw   %cs
589         call    default_switch
590
591 rmodeswtch_end:
592 # we get the code32 start address and modify the below 'jmpi'
593 # (loader may have changed it)
594         movl    %cs:code32_start, %eax
595         movl    %eax, %cs:code32
596
597 # Now we move the system to its rightful place ... but we check if we have a
598 # big-kernel. In that case we *must* not move it ...
599         testb   $LOADED_HIGH, %cs:loadflags
600         jz      do_move0                        # .. then we have a normal low
601                                                 # loaded zImage
602                                                 # .. or else we have a high
603                                                 # loaded bzImage
604         jmp     end_move                        # ... and we skip moving
605
606 do_move0:
607         movw    $0x100, %ax                     # start of destination segment
608         movw    %cs, %bp                        # aka SETUPSEG
609         subw    $DELTA_INITSEG, %bp             # aka INITSEG
610         movw    %cs:start_sys_seg, %bx          # start of source segment
611         cld
612 do_move:
613         movw    %ax, %es                        # destination segment
614         incb    %ah                             # instead of add ax,#0x100
615         movw    %bx, %ds                        # source segment
616         addw    $0x100, %bx
617         subw    %di, %di
618         subw    %si, %si
619         movw    $0x800, %cx
620         rep
621         movsw
622         cmpw    %bp, %bx                        # assume start_sys_seg > 0x200,
623                                                 # so we will perhaps read one
624                                                 # page more than needed, but
625                                                 # never overwrite INITSEG
626                                                 # because destination is a
627                                                 # minimum one page below source
628         jb      do_move
629
630 end_move:
631 # then we load the segment descriptors
632         movw    %cs, %ax                        # aka SETUPSEG
633         movw    %ax, %ds
634                 
635 # Check whether we need to be downward compatible with version <=201
636         cmpl    $0, cmd_line_ptr
637         jne     end_move_self           # loader uses version >=202 features
638         cmpb    $0x20, type_of_loader
639         je      end_move_self           # bootsect loader, we know of it
640
641 # Boot loader doesnt support boot protocol version 2.02.
642 # If we have our code not at 0x90000, we need to move it there now.
643 # We also then need to move the params behind it (commandline)
644 # Because we would overwrite the code on the current IP, we move
645 # it in two steps, jumping high after the first one.
646         movw    %cs, %ax
647         cmpw    $SETUPSEG, %ax
648         je      end_move_self
649
650         cli                                     # make sure we really have
651                                                 # interrupts disabled !
652                                                 # because after this the stack
653                                                 # should not be used
654         subw    $DELTA_INITSEG, %ax             # aka INITSEG
655         movw    %ss, %dx
656         cmpw    %ax, %dx
657         jb      move_self_1
658
659         addw    $INITSEG, %dx
660         subw    %ax, %dx                        # this will go into %ss after
661                                                 # the move
662 move_self_1:
663         movw    %ax, %ds
664         movw    $INITSEG, %ax                   # real INITSEG
665         movw    %ax, %es
666         movw    %cs:setup_move_size, %cx
667         std                                     # we have to move up, so we use
668                                                 # direction down because the
669                                                 # areas may overlap
670         movw    %cx, %di
671         decw    %di
672         movw    %di, %si
673         subw    $move_self_here+0x200, %cx
674         rep
675         movsb
676         ljmp    $SETUPSEG, $move_self_here
677
678 move_self_here:
679         movw    $move_self_here+0x200, %cx
680         rep
681         movsb
682         movw    $SETUPSEG, %ax
683         movw    %ax, %ds
684         movw    %dx, %ss
685 end_move_self:                                  # now we are at the right place
686
687 #
688 # Enable A20.  This is at the very best an annoying procedure.
689 # A20 code ported from SYSLINUX 1.52-1.63 by H. Peter Anvin.
690 # AMD Elan bug fix by Robert Schwebel.
691 #
692
693 #if defined(CONFIG_X86_ELAN)
694         movb $0x02, %al                 # alternate A20 gate
695         outb %al, $0x92                 # this works on SC410/SC520
696 a20_elan_wait:
697         call a20_test
698         jz a20_elan_wait
699         jmp a20_done
700 #endif
701
702
703 A20_TEST_LOOPS          =  32           # Iterations per wait
704 A20_ENABLE_LOOPS        = 255           # Total loops to try            
705
706
707 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
708 a20_try_loop:
709
710         # First, see if we are on a system with no A20 gate.
711 a20_none:
712         call    a20_test
713         jnz     a20_done
714
715         # Next, try the BIOS (INT 0x15, AX=0x2401)
716 a20_bios:
717         movw    $0x2401, %ax
718         pushfl                                  # Be paranoid about flags
719         int     $0x15
720         popfl
721
722         call    a20_test
723         jnz     a20_done
724
725         # Try enabling A20 through the keyboard controller
726 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
727 a20_kbc:
728         call    empty_8042
729
730 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
731         call    a20_test                        # Just in case the BIOS worked
732         jnz     a20_done                        # but had a delayed reaction.
733 #endif
734
735         movb    $0xD1, %al                      # command write
736         outb    %al, $0x64
737         call    empty_8042
738
739         movb    $0xDF, %al                      # A20 on
740         outb    %al, $0x60
741         call    empty_8042
742
743 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
744         # Wait until a20 really *is* enabled; it can take a fair amount of
745         # time on certain systems; Toshiba Tecras are known to have this
746         # problem.
747 a20_kbc_wait:
748         xorw    %cx, %cx
749 a20_kbc_wait_loop:
750         call    a20_test
751         jnz     a20_done
752         loop    a20_kbc_wait_loop
753
754         # Final attempt: use "configuration port A"
755 a20_fast:
756         inb     $0x92, %al                      # Configuration Port A
757         orb     $0x02, %al                      # "fast A20" version
758         andb    $0xFE, %al                      # don't accidentally reset
759         outb    %al, $0x92
760
761         # Wait for configuration port A to take effect
762 a20_fast_wait:
763         xorw    %cx, %cx
764 a20_fast_wait_loop:
765         call    a20_test
766         jnz     a20_done
767         loop    a20_fast_wait_loop
768
769         # A20 is still not responding.  Try frobbing it again.
770         # 
771         decb    (a20_tries)
772         jnz     a20_try_loop
773         
774         movw    $a20_err_msg, %si
775         call    prtstr
776
777 a20_die:
778         hlt
779         jmp     a20_die
780
781 a20_tries:
782         .byte   A20_ENABLE_LOOPS
783
784 a20_err_msg:
785         .ascii  "linux: fatal error: A20 gate not responding!"
786         .byte   13, 10, 0
787
788         # If we get here, all is good
789 a20_done:
790
791 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
792 # set up gdt and idt
793         lidt    idt_48                          # load idt with 0,0
794         xorl    %eax, %eax                      # Compute gdt_base
795         movw    %ds, %ax                        # (Convert %ds:gdt to a linear ptr)
796         shll    $4, %eax
797         addl    $gdt, %eax
798         movl    %eax, (gdt_48+2)
799         lgdt    gdt_48                          # load gdt with whatever is
800                                                 # appropriate
801
802 # make sure any possible coprocessor is properly reset..
803         xorw    %ax, %ax
804         outb    %al, $0xf0
805         call    delay
806
807         outb    %al, $0xf1
808         call    delay
809
810 # well, that went ok, I hope. Now we mask all interrupts - the rest
811 # is done in init_IRQ().
812         movb    $0xFF, %al                      # mask all interrupts for now
813         outb    %al, $0xA1
814         call    delay
815         
816         movb    $0xFB, %al                      # mask all irq's but irq2 which
817         outb    %al, $0x21                      # is cascaded
818
819 # Well, that certainly wasn't fun :-(. Hopefully it works, and we don't
820 # need no steenking BIOS anyway (except for the initial loading :-).
821 # The BIOS-routine wants lots of unnecessary data, and it's less
822 # "interesting" anyway. This is how REAL programmers do it.
823 #
824 # Well, now's the time to actually move into protected mode. To make
825 # things as simple as possible, we do no register set-up or anything,
826 # we let the gnu-compiled 32-bit programs do that. We just jump to
827 # absolute address 0x1000 (or the loader supplied one),
828 # in 32-bit protected mode.
829 #
830 # Note that the short jump isn't strictly needed, although there are
831 # reasons why it might be a good idea. It won't hurt in any case.
832         movw    $1, %ax                         # protected mode (PE) bit
833         lmsw    %ax                             # This is it!
834         jmp     flush_instr
835
836 flush_instr:
837         xorw    %bx, %bx                        # Flag to indicate a boot
838         xorl    %esi, %esi                      # Pointer to real-mode code
839         movw    %cs, %si
840         subw    $DELTA_INITSEG, %si
841         shll    $4, %esi                        # Convert to 32-bit pointer
842
843 # jump to startup_32 in arch/i386/boot/compressed/head.S
844 #       
845 # NOTE: For high loaded big kernels we need a
846 #       jmpi    0x100000,__BOOT_CS
847 #
848 #       but we yet haven't reloaded the CS register, so the default size 
849 #       of the target offset still is 16 bit.
850 #       However, using an operand prefix (0x66), the CPU will properly
851 #       take our 48 bit far pointer. (INTeL 80386 Programmer's Reference
852 #       Manual, Mixing 16-bit and 32-bit code, page 16-6)
853
854         .byte 0x66, 0xea                        # prefix + jmpi-opcode
855 code32: .long   0x1000                          # will be set to 0x100000
856                                                 # for big kernels
857         .word   __BOOT_CS
858
859 # Here's a bunch of information about your current kernel..
860 kernel_version: .ascii  UTS_RELEASE
861                 .ascii  " ("
862                 .ascii  LINUX_COMPILE_BY
863                 .ascii  "@"
864                 .ascii  LINUX_COMPILE_HOST
865                 .ascii  ") "
866                 .ascii  UTS_VERSION
867                 .byte   0
868
869 # This is the default real mode switch routine.
870 # to be called just before protected mode transition
871 default_switch:
872         cli                                     # no interrupts allowed !
873         movb    $0x80, %al                      # disable NMI for bootup
874                                                 # sequence
875         outb    %al, $0x70
876         lret
877
878
879 #ifndef CONFIG_X86_VOYAGER
880 # This routine tests whether or not A20 is enabled.  If so, it
881 # exits with zf = 0.
882 #
883 # The memory address used, 0x200, is the int $0x80 vector, which
884 # should be safe.
885
886 A20_TEST_ADDR = 4*0x80
887
888 a20_test:
889         pushw   %cx
890         pushw   %ax
891         xorw    %cx, %cx
892         movw    %cx, %fs                        # Low memory
893         decw    %cx
894         movw    %cx, %gs                        # High memory area
895         movw    $A20_TEST_LOOPS, %cx
896         movw    %fs:(A20_TEST_ADDR), %ax
897         pushw   %ax
898 a20_test_wait:
899         incw    %ax
900         movw    %ax, %fs:(A20_TEST_ADDR)
901         call    delay                           # Serialize and make delay constant
902         cmpw    %gs:(A20_TEST_ADDR+0x10), %ax
903         loope   a20_test_wait
904
905         popw    %fs:(A20_TEST_ADDR)
906         popw    %ax
907         popw    %cx
908         ret     
909
910 #endif /* CONFIG_X86_VOYAGER */
911
912 # This routine checks that the keyboard command queue is empty
913 # (after emptying the output buffers)
914 #
915 # Some machines have delusions that the keyboard buffer is always full
916 # with no keyboard attached...
917 #
918 # If there is no keyboard controller, we will usually get 0xff
919 # to all the reads.  With each IO taking a microsecond and
920 # a timeout of 100,000 iterations, this can take about half a
921 # second ("delay" == outb to port 0x80). That should be ok,
922 # and should also be plenty of time for a real keyboard controller
923 # to empty.
924 #
925
926 empty_8042:
927         pushl   %ecx
928         movl    $100000, %ecx
929
930 empty_8042_loop:
931         decl    %ecx
932         jz      empty_8042_end_loop
933
934         call    delay
935
936         inb     $0x64, %al                      # 8042 status port
937         testb   $1, %al                         # output buffer?
938         jz      no_output
939
940         call    delay
941         inb     $0x60, %al                      # read it
942         jmp     empty_8042_loop
943
944 no_output:
945         testb   $2, %al                         # is input buffer full?
946         jnz     empty_8042_loop                 # yes - loop
947 empty_8042_end_loop:
948         popl    %ecx
949         ret
950
951 # Read the cmos clock. Return the seconds in al
952 gettime:
953         pushw   %cx
954         movb    $0x02, %ah
955         int     $0x1a
956         movb    %dh, %al                        # %dh contains the seconds
957         andb    $0x0f, %al
958         movb    %dh, %ah
959         movb    $0x04, %cl
960         shrb    %cl, %ah
961         aad
962         popw    %cx
963         ret
964
965 # Delay is needed after doing I/O
966 delay:
967         outb    %al,$0x80
968         ret
969
970 # Descriptor tables
971 #
972 # NOTE: The intel manual says gdt should be sixteen bytes aligned for
973 # efficiency reasons.  However, there are machines which are known not
974 # to boot with misaligned GDTs, so alter this at your peril!  If you alter
975 # GDT_ENTRY_BOOT_CS (in asm/segment.h) remember to leave at least two
976 # empty GDT entries (one for NULL and one reserved).
977 #
978 # NOTE: On some CPUs, the GDT must be 8 byte aligned.  This is
979 # true for the Voyager Quad CPU card which will not boot without
980 # This directive.  16 byte aligment is recommended by intel.
981 #
982         .align 16
983 gdt:
984         .fill GDT_ENTRY_BOOT_CS,8,0
985
986         .word   0xFFFF                          # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
987         .word   0                               # base address = 0
988         .word   0x9A00                          # code read/exec
989         .word   0x00CF                          # granularity = 4096, 386
990                                                 #  (+5th nibble of limit)
991
992         .word   0xFFFF                          # 4Gb - (0x100000*0x1000 = 4Gb)
993         .word   0                               # base address = 0
994         .word   0x9200                          # data read/write
995         .word   0x00CF                          # granularity = 4096, 386
996                                                 #  (+5th nibble of limit)
997 gdt_end:
998         .align  4
999         
1000         .word   0                               # alignment byte
1001 idt_48:
1002         .word   0                               # idt limit = 0
1003         .word   0, 0                            # idt base = 0L
1004
1005         .word   0                               # alignment byte
1006 gdt_48:
1007         .word   gdt_end - gdt - 1               # gdt limit
1008         .word   0, 0                            # gdt base (filled in later)
1009
1010 # Include video setup & detection code
1011
1012 #include "video.S"
1013
1014 # Setup signature -- must be last
1015 setup_sig1:     .word   SIG1
1016 setup_sig2:     .word   SIG2
1017
1018 # After this point, there is some free space which is used by the video mode
1019 # handling code to store the temporary mode table (not used by the kernel).
1020
1021 modelist:
1022
1023 .text
1024 endtext:
1025 .data
1026 enddata:
1027 .bss
1028 endbss: