Merge branch 'linus' into x86/setup-lzma
[linux-3.10.git] / arch / x86 / boot / compressed / misc.c
1 /*
2  * misc.c
3  *
4  * This is a collection of several routines from gzip-1.0.3
5  * adapted for Linux.
6  *
7  * malloc by Hannu Savolainen 1993 and Matthias Urlichs 1994
8  * puts by Nick Holloway 1993, better puts by Martin Mares 1995
9  * High loaded stuff by Hans Lermen & Werner Almesberger, Feb. 1996
10  */
11
12 /*
13  * we have to be careful, because no indirections are allowed here, and
14  * paravirt_ops is a kind of one. As it will only run in baremetal anyway,
15  * we just keep it from happening
16  */
17 #undef CONFIG_PARAVIRT
18 #ifdef CONFIG_X86_32
19 #define _ASM_X86_DESC_H 1
20 #endif
21
22 #ifdef CONFIG_X86_64
23 #define _LINUX_STRING_H_ 1
24 #define __LINUX_BITMAP_H 1
25 #endif
26
27 #include <linux/linkage.h>
28 #include <linux/screen_info.h>
29 #include <linux/elf.h>
30 #include <linux/io.h>
31 #include <asm/page.h>
32 #include <asm/boot.h>
33 #include <asm/bootparam.h>
34
35 /* WARNING!!
36  * This code is compiled with -fPIC and it is relocated dynamically
37  * at run time, but no relocation processing is performed.
38  * This means that it is not safe to place pointers in static structures.
39  */
40
41 /*
42  * Getting to provable safe in place decompression is hard.
43  * Worst case behaviours need to be analyzed.
44  * Background information:
45  *
46  * The file layout is:
47  *    magic[2]
48  *    method[1]
49  *    flags[1]
50  *    timestamp[4]
51  *    extraflags[1]
52  *    os[1]
53  *    compressed data blocks[N]
54  *    crc[4] orig_len[4]
55  *
56  * resulting in 18 bytes of non compressed data overhead.
57  *
58  * Files divided into blocks
59  * 1 bit (last block flag)
60  * 2 bits (block type)
61  *
62  * 1 block occurs every 32K -1 bytes or when there 50% compression
63  * has been achieved. The smallest block type encoding is always used.
64  *
65  * stored:
66  *    32 bits length in bytes.
67  *
68  * fixed:
69  *    magic fixed tree.
70  *    symbols.
71  *
72  * dynamic:
73  *    dynamic tree encoding.
74  *    symbols.
75  *
76  *
77  * The buffer for decompression in place is the length of the
78  * uncompressed data, plus a small amount extra to keep the algorithm safe.
79  * The compressed data is placed at the end of the buffer.  The output
80  * pointer is placed at the start of the buffer and the input pointer
81  * is placed where the compressed data starts.  Problems will occur
82  * when the output pointer overruns the input pointer.
83  *
84  * The output pointer can only overrun the input pointer if the input
85  * pointer is moving faster than the output pointer.  A condition only
86  * triggered by data whose compressed form is larger than the uncompressed
87  * form.
88  *
89  * The worst case at the block level is a growth of the compressed data
90  * of 5 bytes per 32767 bytes.
91  *
92  * The worst case internal to a compressed block is very hard to figure.
93  * The worst case can at least be boundined by having one bit that represents
94  * 32764 bytes and then all of the rest of the bytes representing the very
95  * very last byte.
96  *
97  * All of which is enough to compute an amount of extra data that is required
98  * to be safe.  To avoid problems at the block level allocating 5 extra bytes
99  * per 32767 bytes of data is sufficient.  To avoind problems internal to a
100  * block adding an extra 32767 bytes (the worst case uncompressed block size)
101  * is sufficient, to ensure that in the worst case the decompressed data for
102  * block will stop the byte before the compressed data for a block begins.
103  * To avoid problems with the compressed data's meta information an extra 18
104  * bytes are needed.  Leading to the formula:
105  *
106  * extra_bytes = (uncompressed_size >> 12) + 32768 + 18 + decompressor_size.
107  *
108  * Adding 8 bytes per 32K is a bit excessive but much easier to calculate.
109  * Adding 32768 instead of 32767 just makes for round numbers.
110  * Adding the decompressor_size is necessary as it musht live after all
111  * of the data as well.  Last I measured the decompressor is about 14K.
112  * 10K of actual data and 4K of bss.
113  *
114  */
115
116 /*
117  * gzip declarations
118  */
119 #define STATIC          static
120
121 #undef memset
122 #undef memcpy
123 #define memzero(s, n)   memset((s), 0, (n))
124
125
126 static void error(char *m);
127
128 /*
129  * This is set up by the setup-routine at boot-time
130  */
131 static struct boot_params *real_mode;           /* Pointer to real-mode data */
132 static int quiet;
133
134 static void *memset(void *s, int c, unsigned n);
135 void *memcpy(void *dest, const void *src, unsigned n);
136
137 static void __putstr(int, const char *);
138 #define putstr(__x)  __putstr(0, __x)
139
140 #ifdef CONFIG_X86_64
141 #define memptr long
142 #else
143 #define memptr unsigned
144 #endif
145
146 static memptr free_mem_ptr;
147 static memptr free_mem_end_ptr;
148
149 static char *vidmem;
150 static int vidport;
151 static int lines, cols;
152
153 #ifdef CONFIG_KERNEL_GZIP
154 #include "../../../../lib/decompress_inflate.c"
155 #endif
156
157 #ifdef CONFIG_KERNEL_BZIP2
158 #include "../../../../lib/decompress_bunzip2.c"
159 #endif
160
161 #ifdef CONFIG_KERNEL_LZMA
162 #include "../../../../lib/decompress_unlzma.c"
163 #endif
164
165 static void scroll(void)
166 {
167         int i;
168
169         memcpy(vidmem, vidmem + cols * 2, (lines - 1) * cols * 2);
170         for (i = (lines - 1) * cols * 2; i < lines * cols * 2; i += 2)
171                 vidmem[i] = ' ';
172 }
173
174 static void __putstr(int error, const char *s)
175 {
176         int x, y, pos;
177         char c;
178
179 #ifndef CONFIG_X86_VERBOSE_BOOTUP
180         if (!error)
181                 return;
182 #endif
183
184 #ifdef CONFIG_X86_32
185         if (real_mode->screen_info.orig_video_mode == 0 &&
186             lines == 0 && cols == 0)
187                 return;
188 #endif
189
190         x = real_mode->screen_info.orig_x;
191         y = real_mode->screen_info.orig_y;
192
193         while ((c = *s++) != '\0') {
194                 if (c == '\n') {
195                         x = 0;
196                         if (++y >= lines) {
197                                 scroll();
198                                 y--;
199                         }
200                 } else {
201                         vidmem[(x + cols * y) * 2] = c;
202                         if (++x >= cols) {
203                                 x = 0;
204                                 if (++y >= lines) {
205                                         scroll();
206                                         y--;
207                                 }
208                         }
209                 }
210         }
211
212         real_mode->screen_info.orig_x = x;
213         real_mode->screen_info.orig_y = y;
214
215         pos = (x + cols * y) * 2;       /* Update cursor position */
216         outb(14, vidport);
217         outb(0xff & (pos >> 9), vidport+1);
218         outb(15, vidport);
219         outb(0xff & (pos >> 1), vidport+1);
220 }
221
222 static void *memset(void *s, int c, unsigned n)
223 {
224         int i;
225         char *ss = s;
226
227         for (i = 0; i < n; i++)
228                 ss[i] = c;
229         return s;
230 }
231
232 void *memcpy(void *dest, const void *src, unsigned n)
233 {
234         int i;
235         const char *s = src;
236         char *d = dest;
237
238         for (i = 0; i < n; i++)
239                 d[i] = s[i];
240         return dest;
241 }
242
243
244 static void error(char *x)
245 {
246         __putstr(1, "\n\n");
247         __putstr(1, x);
248         __putstr(1, "\n\n -- System halted");
249
250         while (1)
251                 asm("hlt");
252 }
253
254 static void parse_elf(void *output)
255 {
256 #ifdef CONFIG_X86_64
257         Elf64_Ehdr ehdr;
258         Elf64_Phdr *phdrs, *phdr;
259 #else
260         Elf32_Ehdr ehdr;
261         Elf32_Phdr *phdrs, *phdr;
262 #endif
263         void *dest;
264         int i;
265
266         memcpy(&ehdr, output, sizeof(ehdr));
267         if (ehdr.e_ident[EI_MAG0] != ELFMAG0 ||
268            ehdr.e_ident[EI_MAG1] != ELFMAG1 ||
269            ehdr.e_ident[EI_MAG2] != ELFMAG2 ||
270            ehdr.e_ident[EI_MAG3] != ELFMAG3) {
271                 error("Kernel is not a valid ELF file");
272                 return;
273         }
274
275         if (!quiet)
276                 putstr("Parsing ELF... ");
277
278         phdrs = malloc(sizeof(*phdrs) * ehdr.e_phnum);
279         if (!phdrs)
280                 error("Failed to allocate space for phdrs");
281
282         memcpy(phdrs, output + ehdr.e_phoff, sizeof(*phdrs) * ehdr.e_phnum);
283
284         for (i = 0; i < ehdr.e_phnum; i++) {
285                 phdr = &phdrs[i];
286
287                 switch (phdr->p_type) {
288                 case PT_LOAD:
289 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
290                         dest = output;
291                         dest += (phdr->p_paddr - LOAD_PHYSICAL_ADDR);
292 #else
293                         dest = (void *)(phdr->p_paddr);
294 #endif
295                         memcpy(dest,
296                                output + phdr->p_offset,
297                                phdr->p_filesz);
298                         break;
299                 default: /* Ignore other PT_* */ break;
300                 }
301         }
302 }
303
304 asmlinkage void decompress_kernel(void *rmode, memptr heap,
305                                   unsigned char *input_data,
306                                   unsigned long input_len,
307                                   unsigned char *output)
308 {
309         real_mode = rmode;
310
311         if (real_mode->hdr.loadflags & QUIET_FLAG)
312                 quiet = 1;
313
314         if (real_mode->screen_info.orig_video_mode == 7) {
315                 vidmem = (char *) 0xb0000;
316                 vidport = 0x3b4;
317         } else {
318                 vidmem = (char *) 0xb8000;
319                 vidport = 0x3d4;
320         }
321
322         lines = real_mode->screen_info.orig_video_lines;
323         cols = real_mode->screen_info.orig_video_cols;
324
325         free_mem_ptr     = heap;        /* Heap */
326         free_mem_end_ptr = heap + BOOT_HEAP_SIZE;
327
328 #ifdef CONFIG_X86_64
329         if ((unsigned long)output & (__KERNEL_ALIGN - 1))
330                 error("Destination address not 2M aligned");
331         if ((unsigned long)output >= 0xffffffffffUL)
332                 error("Destination address too large");
333 #else
334         if ((u32)output & (CONFIG_PHYSICAL_ALIGN - 1))
335                 error("Destination address not CONFIG_PHYSICAL_ALIGN aligned");
336         if (heap > ((-__PAGE_OFFSET-(512<<20)-1) & 0x7fffffff))
337                 error("Destination address too large");
338 #ifndef CONFIG_RELOCATABLE
339         if ((u32)output != LOAD_PHYSICAL_ADDR)
340                 error("Wrong destination address");
341 #endif
342 #endif
343
344         if (!quiet)
345                 putstr("\nDecompressing Linux... ");
346         decompress(input_data, input_len, NULL, NULL, output, NULL, error);
347         parse_elf(output);
348         if (!quiet)
349                 putstr("done.\nBooting the kernel.\n");
350         return;
351 }