mbr/mbr.S

   1 /* -----------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  *   Copyright 2007-2009 H. Peter Anvin - All Rights Reserved
   4  *   Copyright 2009 Intel Corporation; author: H. Peter Anvin
   5  *
   6  *   Permission is hereby granted, free of charge, to any person
   7  *   obtaining a copy of this software and associated documentation
   8  *   files (the "Software"), to deal in the Software without
   9  *   restriction, including without limitation the rights to use,
  10  *   copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or
  11  *   sell copies of the Software, and to permit persons to whom
  12  *   the Software is furnished to do so, subject to the following
  13  *   conditions:
  14  *
  15  *   The above copyright notice and this permission notice shall
  16  *   be included in all copies or substantial portions of the Software.
  17  *
  18  *   THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  19  *   EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
  20  *   OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  21  *   NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT
  22  *   HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
  23  *   WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  24  *   FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  25  *   OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  26  *
  27  * ----------------------------------------------------------------------- */
  28
  29 #include "adjust.h"
  30
  31         .code16
  32         .text
  33
  34         .globl  bootsec
  35 stack           = 0x7c00
  36 driveno         = (stack-6)
  37 sectors         = (stack-8)
  38 secpercyl       = (stack-12)
  39
  40 BIOS_kbdflags   = 0x417
  41 BIOS_page       = 0x462
  42
  43         /* gas/ld has issues with doing this as absolute addresses... */
  44         .section ".bootsec", "a", @nobits
  45         .globl  bootsec
  46 bootsec:
  47         .space  512
  48
  49         .text
  50         .globl  _start
  51 _start:
  52         cli
  53         xorw    %ax, %ax
  54         movw    %ax, %ds
  55         movw    %ax, %ss
  56         movw    $stack, %sp
  57         movw    %sp, %si
  58         pushw   %es             /* es:di -> $PnP header */
  59         pushw   %di
  60         movw    %ax, %es
  61         sti
  62         cld
  63
  64         /* Copy down to 0:0x600 */
  65         movw    $_start, %di
  66         movw    $(512/2), %cx
  67         rep; movsw
  68
  69         ljmpw   $0, $next
  70 next:
  71
  72         ADJUST_DRIVE
  73         pushw   %dx             /* dl -> drive number */
  74
  75         /* Check to see if we have EBIOS */
  76         pushw   %dx             /* drive number */
  77         movb    $0x41, %ah      /* %al == 0 already */
  78         movw    $0x55aa, %bx
  79         xorw    %cx, %cx
  80         xorb    %dh, %dh
  81         stc
  82         int     $0x13
  83         jc      1f
  84         cmpw    $0xaa55, %bx
  85         jne     1f
  86         shrw    %cx             /* Bit 0 = fixed disk subset */
  87         jnc     1f
  88
  89         /* We have EBIOS; patch in the following code at
  90            read_sector_cbios: movb $0x42, %ah ;  jmp read_common */
  91         movl    $0xeb42b4+((read_common-read_sector_cbios-4) << 24), \
  92                 (read_sector_cbios)
  93
  94 1:
  95         popw    %dx
  96
  97         /* Get (C)HS geometry */
  98         movb    $0x08, %ah
  99         int     $0x13
 100         andw    $0x3f, %cx      /* Sector count */
 101         pushw   %cx             /* Save sectors on the stack */
 102         movzbw  %dh, %ax        /* dh = max head */
 103         incw    %ax             /* From 0-based max to count */
 104         mulw    %cx             /* Heads*sectors -> sectors per cylinder */
 105
 106         /* Save sectors/cylinder on the stack */
 107         pushw   %dx             /* High word */
 108         pushw   %ax             /* Low word */
 109
 110         xorl    %eax, %eax      /* Base */
 111         cdq                     /* Root (%edx <- 0) */
 112         call    scan_partition_table
 113
 114         /* If we get here, we have no OS */
 115 missing_os:
 116         call    error
 117         .ascii  "Missing operating system.\r\n"
 118
 119 /*
 120  * read_sector: read a single sector pointed to by %eax to 0x7c00.
 121  * CF is set on error.  All registers saved.
 122  */
 123 read_sector:
 124         pushal
 125         xorl    %edx, %edx
 126         movw    $bootsec, %bx
 127         pushl   %edx    /* MSW of LBA */
 128         pushl   %eax    /* LSW of LBA */
 129         pushw   %es     /* Buffer segment */
 130         pushw   %bx     /* Buffer offset */
 131         pushw   $1      /* Sector count */
 132         pushw   $16     /* Size of packet */
 133         movw    %sp, %si
 134
 135         /* This chunk is skipped if we have ebios */
 136         /* Do not clobber %eax before this chunk! */
 137         /* This also relies on %bx and %edx as set up above. */
 138 read_sector_cbios:
 139         divl    (secpercyl)
 140         shlb    $6, %ah
 141         movb    %ah, %cl
 142         movb    %al, %ch
 143         xchgw   %dx, %ax
 144         divb    (sectors)
 145         movb    %al, %dh
 146         orb     %ah, %cl
 147         incw    %cx     /* Sectors are 1-based */
 148         movw    $0x0201, %ax
 149
 150 read_common:
 151         movb    (driveno), %dl
 152         int     $0x13
 153         leaw    16(%si), %sp    /* Drop DAPA */
 154         popal
 155         ret
 156
 157 /*
 158  * read_partition_table:
 159  *      Read a partition table (pointed to by %eax), and copy
 160  *      the partition table into the ptab buffer.
 161  *
 162  *      Clobbers %si, %di, and %cx, other registers preserved.
 163  *      %cx = 0 on exit.
 164  *
 165  *      On error, CF is set and ptab is overwritten with junk.
 166  */
 167 ptab    = _start+446
 168
 169 read_partition_table:
 170         call    read_sector
 171         movw    $bootsec+446, %si
 172         movw    $ptab, %di
 173         movw    $(16*4/2), %cx
 174         rep ; movsw
 175         ret
 176
 177 /*
 178  * scan_partition_table:
 179  *      Scan a partition table currently loaded in the partition table
 180  *      area.  Preserve all registers.
 181  *
 182  *      On entry:
 183  *        %eax - base (location of this partition table)
 184  *        %edx - root (offset from MBR, or 0 for MBR)
 185  *
 186  *      These get pushed into stack slots:
 187  *        28(%bp) - %eax - base
 188  *        20(%bp) - %edx - root
 189  */
 190
 191 scan_partition_table:
 192         pushal
 193         movw    %sp, %bp
 194
 195         /* Search for active partitions */
 196         movw    $ptab, %bx
 197         movw    $4, %cx
 198         xorw    %ax, %ax
 199         push    %bx
 200         push    %cx
 201 5:
 202         testb   $0x80, (%bx)
 203         jz      6f
 204         incw    %ax
 205         movw    %bx, %si
 206 6:
 207         addw    $16, %bx
 208         loopw   5b
 209
 210         decw    %ax             /* Number of active partitions found */
 211         jz      boot
 212         jns     too_many_active
 213
 214         /* No active partitions found, look for extended partitions */
 215         popw    %cx             /* %cx <- 4    */
 216         popw    %bx             /* %bx <- ptab */
 217 7:
 218         movb    4(%bx), %al
 219         cmpb    $0x0f, %al      /* 0x0f = Win9x extended */
 220         je      8f
 221         andb    $~0x80, %al     /* 0x85 = Linux extended */
 222         cmpb    $0x05, %al      /* 0x05 = MS-DOS extended */
 223         jne     9f
 224
 225         /* It is an extended partition.  Read the extended partition and
 226            try to scan it.  If the scan returns, re-load the current
 227            partition table and resume scan. */
 228 8:
 229         movl    8(%bx), %eax            /* Partition table offset */
 230         movl    20(%bp), %edx           /* "Root" */
 231         addl    %edx, %eax              /* Compute location of new ptab */
 232         andl    %edx, %edx              /* Is this the MBR? */
 233         jnz     10f
 234         movl    %eax, %edx              /* Offset -> root if this was MBR */
 235 10:
 236         call    read_partition_table
 237         jc      11f
 238         call    scan_partition_table
 239 11:
 240         /* This returned, so we need to reload the current partition table */
 241         movl    28(%bp), %eax           /* "Base" */
 242         call    read_partition_table
 243
 244         /* fall through */
 245 9:
 246         /* Not an extended partition */
 247         addw    $16, %bx
 248         loopw   7b
 249
 250         /* Nothing found, return */
 251         popal
 252         ret
 253
 254 too_many_active:
 255         call    error
 256         .ascii  "Multiple active partitions.\r\n"
 257
 258 /*
 259  * boot: invoke the actual bootstrap. (%si) points to the partition
 260  *       table entry, and 28(%bp) has the partition table base.
 261  */
 262 boot:
 263         movl    8(%si), %eax
 264         addl    28(%bp), %eax
 265         movl    %eax, 8(%si)    /* Adjust in-memory partition table entry */
 266         call    read_sector
 267         jc      disk_error
 268         cmpw    $0xaa55, (bootsec+510)
 269         jne     missing_os              /* Not a valid boot sector */
 270         movw    $driveno, %sp   /* driveno == bootsec-6 */
 271         popw    %dx             /* dl -> drive number */
 272         popw    %di             /* es:di -> $PnP vector */
 273         popw    %es
 274         cli
 275         jmpw    *%sp            /* %sp == bootsec */
 276
 277 disk_error:
 278         call    error
 279         .ascii  "Operating system load error.\r\n"
 280
 281 /*
 282  * Print error messages.  This is invoked with "call", with the
 283  * error message at the return address.
 284  */
 285 error:
 286         popw    %si
 287 2:
 288         lodsb
 289         movb    $0x0e, %ah
 290         movb    (BIOS_page), %bh
 291         movb    $0x07, %bl
 292         int     $0x10           /* May destroy %bp */
 293         cmpb    $10, %al        /* Newline? */
 294         jne     2b
 295
 296         int     $0x18           /* Boot failure */
 297 die:
 298         hlt
 299         jmp     die