sys/boot/i386/boot2/boot2.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Robert Nordier
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms are freely
   6  * permitted provided that the above copyright notice and this
   7  * paragraph and the following disclaimer are duplicated in all
   8  * such forms.
   9  *
  10  * This software is provided "AS IS" and without any express or
  11  * implied warranties, including, without limitation, the implied
  12  * warranties of merchantability and fitness for a particular
  13  * purpose.
  14  *
  15  * $FreeBSD: src/sys/boot/i386/boot2/boot2.c,v 1.64 2003/08/25 23:28:31 obrien Exp $
  16  * $DragonFly: src/sys/boot/i386/boot2/Attic/boot2.c,v 1.6 2003/11/30 17:04:35 drhodus Exp $
  17  */
  18 #include <sys/param.h>
  19 #include <sys/disklabel.h>
  20 #include <sys/diskslice.h>
  21 #include <sys/diskmbr.h>
  22 #include <sys/dirent.h>
  23 #include <machine/bootinfo.h>
  24 #include <machine/elf.h>
  25
  26 #include <stdarg.h>
  27
  28 #include <a.out.h>
  29
  30 #include <btxv86.h>
  31
  32 #include "boot2.h"
  33 #include "lib.h"
  34
  35 #define IO_KEYBOARD     1
  36 #define IO_SERIAL       2
  37
  38 #define SECOND          18      /* Circa that many ticks in a second. */
  39
  40 #define RBX_ASKNAME     0x0     /* -a */
  41 #define RBX_SINGLE      0x1     /* -s */
  42 #define RBX_DFLTROOT    0x5     /* -r */
  43 #define RBX_KDB         0x6     /* -d */
  44 #define RBX_CONFIG      0xa     /* -c */
  45 #define RBX_VERBOSE     0xb     /* -v */
  46 #define RBX_SERIAL      0xc     /* -h */
  47 #define RBX_CDROM       0xd     /* -C */
  48 #define RBX_GDB         0xf     /* -g */
  49 #define RBX_MUTE        0x10    /* -m */
  50 #define RBX_PAUSE       0x12    /* -p */
  51 #define RBX_NOINTR      0x1c    /* -n */
  52 #define RBX_DUAL        0x1d    /* -D */
  53 #define RBX_PROBEKBD    0x1e    /* -P */
  54 /* 0x1f is reserved for the historical RB_BOOTINFO option */
  55
  56 /* pass: -a, -s, -r, -d, -c, -v, -h, -C, -g, -m, -p, -D */
  57 #define RBX_MASK        0x2005ffff
  58
  59 #define PATH_CONFIG     "/boot.config"
  60 #define PATH_BOOT3      "/boot/loader"
  61 #define PATH_KERNEL     "/kernel"
  62
  63 #define ARGS            0x900
  64 #define NOPT            12
  65 #define NDEV            3
  66 #define MEM_BASE        0x12
  67 #define MEM_EXT         0x15
  68 #define V86_CY(x)       ((x) & 1)
  69 #define V86_ZR(x)       ((x) & 0x40)
  70
  71 #define DRV_HARD        0x80
  72 #define DRV_MASK        0x7f
  73
  74 #define TYPE_AD         0
  75 #define TYPE_DA         1
  76 #define TYPE_MAXHARD    TYPE_DA
  77 #define TYPE_FD         2
  78
  79 extern uint32_t _end;
  80
  81 static const char optstr[NOPT] = "DhaCgmnPprsv";
  82 static const unsigned char flags[NOPT] = {
  83     RBX_DUAL,
  84     RBX_SERIAL,
  85     RBX_ASKNAME,
  86     RBX_CDROM,
  87     RBX_GDB,
  88     RBX_MUTE,
  89     RBX_NOINTR,
  90     RBX_PROBEKBD,
  91     RBX_PAUSE,
  92     RBX_DFLTROOT,
  93     RBX_SINGLE,
  94     RBX_VERBOSE
  95 };
  96
  97 static const char *const dev_nm[NDEV] = {"ad", "da", "fd"};
  98 static const unsigned char dev_maj[NDEV] = {30, 4, 2};
  99
 100 static struct dsk {
 101     unsigned drive;
 102     unsigned type;
 103     unsigned unit;
 104     unsigned slice;
 105     unsigned part;
 106     unsigned start;
 107     int init;
 108 } dsk;
 109 static char cmd[512];
 110 static char kname[1024];
 111 static uint32_t opts;
 112 static struct bootinfo bootinfo;
 113 static uint8_t ioctrl = IO_KEYBOARD;
 114
 115 void exit(int);
 116 static void load(void);
 117 static int parse(void);
 118 static int xfsread(ino_t, void *, size_t);
 119 static int dskread(void *, unsigned, unsigned);
 120 static void printf(const char *,...);
 121 static void putchar(int);
 122 static uint32_t memsize(void);
 123 static int drvread(void *, unsigned, unsigned);
 124 static int keyhit(unsigned);
 125 static int xputc(int);
 126 static int xgetc(int);
 127 static int getc(int);
 128
 129 static void
 130 memcpy(void *d, const void *s, int len)
 131 {
 132     char *dd = d;
 133     const char *ss = s;
 134
 135 #if 0
 136     if (dd < ss) {
 137         while (--len >= 0)
 138             *dd++ = *ss++;
 139     } else {
 140 #endif
 141         while (--len >= 0)
 142             dd[len] = ss[len];
 143 #if 0
 144     }
 145 #endif
 146 }
 147
 148 static inline int
 149 strcmp(const char *s1, const char *s2)
 150 {
 151     for (; *s1 == *s2 && *s1; s1++, s2++);
 152     return (unsigned char)*s1 - (unsigned char)*s2;
 153 }
 154
 155 #include "ufsread.c"
 156
 157 static int
 158 xfsread(ino_t inode, void *buf, size_t nbyte)
 159 {
 160     if ((size_t)fsread(inode, buf, nbyte) != nbyte) {
 161         printf("Invalid %s\n", "format");
 162         return -1;
 163     }
 164     return 0;
 165 }
 166
 167 static inline uint32_t
 168 memsize(void)
 169 {
 170     v86.addr = MEM_EXT;
 171     v86.eax = 0x8800;
 172     v86int();
 173     return v86.eax;
 174 }
 175
 176 static inline void
 177 getstr(void)
 178 {
 179     char *s;
 180     int c;
 181
 182     s = cmd;
 183     for (;;) {
 184         switch (c = xgetc(0)) {
 185         case 0:
 186             break;
 187         case '\177':
 188         case '\b':
 189             if (s > cmd) {
 190                 s--;
 191                 printf("\b \b");
 192             }
 193             break;
 194         case '\n':
 195         case '\r':
 196             *s = 0;
 197             return;
 198         default:
 199             if (s - cmd < sizeof(cmd) - 1)
 200                 *s++ = c;
 201             putchar(c);
 202         }
 203     }
 204 }
 205
 206 static inline void
 207 putc(int c)
 208 {
 209     v86.addr = 0x10;
 210     v86.eax = 0xe00 | (c & 0xff);
 211     v86.ebx = 0x7;
 212     v86int();
 213 }
 214
 215 int
 216 main(void)
 217 {
 218     int autoboot;
 219     ino_t ino;
 220
 221     dmadat = (void *)(roundup2(__base + (int32_t)&_end, 0x10000) - __base);
 222     v86.ctl = V86_FLAGS;
 223     dsk.drive = *(uint8_t *)PTOV(ARGS);
 224     dsk.type = dsk.drive & DRV_HARD ? TYPE_AD : TYPE_FD;
 225     dsk.unit = dsk.drive & DRV_MASK;
 226     dsk.slice = *(uint8_t *)PTOV(ARGS + 1) + 1;
 227     bootinfo.bi_version = BOOTINFO_VERSION;
 228     bootinfo.bi_size = sizeof(bootinfo);
 229     bootinfo.bi_basemem = 0;    /* XXX will be filled by loader or kernel */
 230     bootinfo.bi_extmem = memsize();
 231     bootinfo.bi_memsizes_valid++;
 232
 233     /* Process configuration file */
 234
 235     autoboot = 1;
 236
 237     if ((ino = lookup(PATH_CONFIG)))
 238         fsread(ino, cmd, sizeof(cmd));
 239
 240     if (*cmd) {
 241         printf("%s: %s", PATH_CONFIG, cmd);
 242         if (parse())
 243             autoboot = 0;
 244         /* Do not process this command twice */
 245         *cmd = 0;
 246     }
 247
 248     /*
 249      * Try to exec stage 3 boot loader. If interrupted by a keypress,
 250      * or in case of failure, try to load a kernel directly instead.
 251      */
 252
 253     if (autoboot && !*kname) {
 254         memcpy(kname, PATH_BOOT3, sizeof(PATH_BOOT3));
 255         if (!keyhit(3*SECOND)) {
 256             load();
 257             memcpy(kname, PATH_KERNEL, sizeof(PATH_KERNEL));
 258         }
 259     }
 260
 261     /* Present the user with the boot2 prompt. */
 262
 263     for (;;) {
 264         printf("\nDragonFly/i386 boot\n"
 265                "Default: %u:%s(%u,%c)%s\n"
 266                "boot: ",
 267                dsk.drive & DRV_MASK, dev_nm[dsk.type], dsk.unit,
 268                'a' + dsk.part, kname);
 269         if (ioctrl & IO_SERIAL)
 270             sio_flush();
 271         if (!autoboot || keyhit(5*SECOND))
 272             getstr();
 273         else
 274             putchar('\n');
 275         autoboot = 0;
 276         if (parse())
 277             putchar('\a');
 278         else
 279             load();
 280     }
 281 }
 282
 283 /* XXX - Needed for btxld to link the boot2 binary; do not remove. */
 284 void
 285 exit(int x)
 286 {
 287 }
 288
 289 static void
 290 load(void)
 291 {
 292     union {
 293         struct exec ex;
 294         Elf32_Ehdr eh;
 295     } hdr;
 296     Elf32_Phdr ep[2];
 297     Elf32_Shdr es[2];
 298     caddr_t p;
 299     ino_t ino;
 300     uint32_t addr, x;
 301     int fmt, i, j;
 302
 303     if (!(ino = lookup(kname))) {
 304         if (!ls)
 305             printf("No %s\n", kname);
 306         return;
 307     }
 308     if (xfsread(ino, &hdr, sizeof(hdr)))
 309         return;
 310     if (N_GETMAGIC(hdr.ex) == ZMAGIC)
 311         fmt = 0;
 312     else if (IS_ELF(hdr.eh))
 313         fmt = 1;
 314     else {
 315         printf("Invalid %s\n", "format");
 316         return;
 317     }
 318     if (fmt == 0) {
 319         addr = hdr.ex.a_entry & 0xffffff;
 320         p = PTOV(addr);
 321         fs_off = PAGE_SIZE;
 322         if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_text))
 323             return;
 324         p += roundup2(hdr.ex.a_text, PAGE_SIZE);
 325         if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_data))
 326             return;
 327         p += hdr.ex.a_data + roundup2(hdr.ex.a_bss, PAGE_SIZE);
 328         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
 329         memcpy(p, &hdr.ex.a_syms, sizeof(hdr.ex.a_syms));
 330         p += sizeof(hdr.ex.a_syms);
 331         if (hdr.ex.a_syms) {
 332             if (xfsread(ino, p, hdr.ex.a_syms))
 333                 return;
 334             p += hdr.ex.a_syms;
 335             if (xfsread(ino, p, sizeof(int)))
 336                 return;
 337             x = *(uint32_t *)p;
 338             p += sizeof(int);
 339             x -= sizeof(int);
 340             if (xfsread(ino, p, x))
 341                 return;
 342             p += x;
 343         }
 344     } else {
 345         fs_off = hdr.eh.e_phoff;
 346         for (j = i = 0; i < hdr.eh.e_phnum && j < 2; i++) {
 347             if (xfsread(ino, ep + j, sizeof(ep[0])))
 348                 return;
 349             if (ep[j].p_type == PT_LOAD)
 350                 j++;
 351         }
 352         for (i = 0; i < 2; i++) {
 353             p = PTOV(ep[i].p_paddr & 0xffffff);
 354             fs_off = ep[i].p_offset;
 355             if (xfsread(ino, p, ep[i].p_filesz))
 356                 return;
 357         }
 358         p += roundup2(ep[1].p_memsz, PAGE_SIZE);
 359         bootinfo.bi_symtab = VTOP(p);
 360         if (hdr.eh.e_shnum == hdr.eh.e_shstrndx + 3) {
 361             fs_off = hdr.eh.e_shoff + sizeof(es[0]) *
 362                 (hdr.eh.e_shstrndx + 1);
 363             if (xfsread(ino, &es, sizeof(es)))
 364                 return;
 365             for (i = 0; i < 2; i++) {
 366                 memcpy(p, &es[i].sh_size, sizeof(es[i].sh_size));
 367                 p += sizeof(es[i].sh_size);
 368                 fs_off = es[i].sh_offset;
 369                 if (xfsread(ino, p, es[i].sh_size))
 370                     return;
 371                 p += es[i].sh_size;
 372             }
 373         }
 374         addr = hdr.eh.e_entry & 0xffffff;
 375     }
 376     bootinfo.bi_esymtab = VTOP(p);
 377     bootinfo.bi_kernelname = VTOP(kname);
 378     bootinfo.bi_bios_dev = dsk.drive;
 379     __exec((caddr_t)addr, opts & RBX_MASK,
 380            MAKEBOOTDEV(dev_maj[dsk.type], 0, dsk.slice, dsk.unit, dsk.part),
 381            0, 0, 0, VTOP(&bootinfo));
 382 }
 383
 384 static int
 385 parse()
 386 {
 387     char *arg = cmd;
 388     char *p, *q;
 389     unsigned int drv;
 390     int c, i;
 391
 392     while ((c = *arg++)) {
 393         if (c == ' ' || c == '\t' || c == '\n')
 394             continue;
 395         for (p = arg; *p && *p != '\n' && *p != ' ' && *p != '\t'; p++);
 396         if (*p)
 397             *p++ = 0;
 398         if (c == '-') {
 399             while ((c = *arg++)) {
 400                 for (i = 0; c != optstr[i]; i++)
 401                     if (i == NOPT - 1)
 402                         return -1;
 403                 opts ^= 1 << flags[i];
 404             }
 405             if (opts & 1 << RBX_PROBEKBD) {
 406                 i = *(uint8_t *)PTOV(0x496) & 0x10;
 407                 printf("Keyboard: %s\n", i ? "yes" : "no");
 408                 if (!i)
 409                     opts |= 1 << RBX_DUAL | 1 << RBX_SERIAL;
 410                 opts &= ~(1 << RBX_PROBEKBD);
 411             }
 412             ioctrl = opts & 1 << RBX_DUAL ? (IO_SERIAL|IO_KEYBOARD) :
 413                      opts & 1 << RBX_SERIAL ? IO_SERIAL : IO_KEYBOARD;
 414             if (ioctrl & IO_SERIAL)
 415                 sio_init();
 416         } else {
 417             for (q = arg--; *q && *q != '('; q++);
 418             if (*q) {
 419                 drv = -1;
 420                 if (arg[1] == ':') {
 421                     drv = *arg - '0';
 422                     if (drv > 9)
 423                         return (-1);
 424                     arg += 2;
 425                 }
 426                 if (q - arg != 2)
 427                     return -1;
 428                 for (i = 0; arg[0] != dev_nm[i][0] ||
 429                             arg[1] != dev_nm[i][1]; i++)
 430                     if (i == NDEV - 1)
 431                         return -1;
 432                 dsk.type = i;
 433                 arg += 3;
 434                 dsk.unit = *arg - '0';
 435                 if (arg[1] != ',' || dsk.unit > 9)
 436                     return -1;
 437                 arg += 2;
 438                 dsk.slice = WHOLE_DISK_SLICE;
 439                 if (arg[1] == ',') {
 440                     dsk.slice = *arg - '0' + 1;
 441                     if (dsk.slice > NDOSPART)
 442                         return -1;
 443                     arg += 2;
 444                 }
 445                 if (arg[1] != ')')
 446                     return -1;
 447                 dsk.part = *arg - 'a';
 448                 if (dsk.part > 7)
 449                     return (-1);
 450                 arg += 2;
 451                 if (drv == -1)
 452                     drv = dsk.unit;
 453                 dsk.drive = (dsk.type <= TYPE_MAXHARD
 454                              ? DRV_HARD : 0) + drv;
 455                 dsk_meta = 0;
 456             }
 457             if ((i = p - arg - !*(p - 1))) {
 458                 if ((size_t)i >= sizeof(kname))
 459                     return -1;
 460                 memcpy(kname, arg, i + 1);
 461             }
 462         }
 463         arg = p;
 464     }
 465     return 0;
 466 }
 467
 468 static int
 469 dskread(void *buf, unsigned lba, unsigned nblk)
 470 {
 471     struct dos_partition *dp;
 472     struct disklabel *d;
 473     char *sec;
 474     unsigned sl, i;
 475
 476     if (!dsk_meta) {
 477         sec = dmadat->secbuf;
 478         dsk.start = 0;
 479         if (drvread(sec, DOSBBSECTOR, 1))
 480             return -1;
 481         dp = (void *)(sec + DOSPARTOFF);
 482         sl = dsk.slice;
 483         if (sl < BASE_SLICE) {
 484             for (i = 0; i < NDOSPART; i++)
 485                 if (dp[i].dp_typ == DOSPTYP_386BSD &&
 486                     (dp[i].dp_flag & 0x80 || sl < BASE_SLICE)) {
 487                     sl = BASE_SLICE + i;
 488                     if (dp[i].dp_flag & 0x80 ||
 489                         dsk.slice == COMPATIBILITY_SLICE)
 490                         break;
 491                 }
 492             if (dsk.slice == WHOLE_DISK_SLICE)
 493                 dsk.slice = sl;
 494         }
 495         if (sl != WHOLE_DISK_SLICE) {
 496             if (sl != COMPATIBILITY_SLICE)
 497                 dp += sl - BASE_SLICE;
 498             if (dp->dp_typ != DOSPTYP_386BSD) {
 499                 printf("Invalid %s\n", "slice");
 500                 return -1;
 501             }
 502             dsk.start = dp->dp_start;
 503         }
 504         if (drvread(sec, dsk.start + LABELSECTOR, 1))
 505                 return -1;
 506         d = (void *)(sec + LABELOFFSET);
 507         if (d->d_magic != DISKMAGIC || d->d_magic2 != DISKMAGIC) {
 508             if (dsk.part != RAW_PART) {
 509                 printf("Invalid %s\n", "label");
 510                 return -1;
 511             }
 512         } else {
 513             if (!dsk.init) {
 514                 if (d->d_type == DTYPE_SCSI)
 515                     dsk.type = TYPE_DA;
 516                 dsk.init++;
 517             }
 518             if (dsk.part >= d->d_npartitions ||
 519                 !d->d_partitions[dsk.part].p_size) {
 520                 printf("Invalid %s\n", "partition");
 521                 return -1;
 522             }
 523             dsk.start += d->d_partitions[dsk.part].p_offset;
 524             dsk.start -= d->d_partitions[RAW_PART].p_offset;
 525         }
 526     }
 527     return drvread(buf, dsk.start + lba, nblk);
 528 }
 529
 530 static void
 531 printf(const char *fmt,...)
 532 {
 533     va_list ap;
 534     char buf[10];
 535     char *s;
 536     unsigned u;
 537     int c;
 538
 539     va_start(ap, fmt);
 540     while ((c = *fmt++)) {
 541         if (c == '%') {
 542             c = *fmt++;
 543             switch (c) {
 544             case 'c':
 545                 putchar(va_arg(ap, int));
 546                 continue;
 547             case 's':
 548                 for (s = va_arg(ap, char *); *s; s++)
 549                     putchar(*s);
 550                 continue;
 551             case 'u':
 552                 u = va_arg(ap, unsigned);
 553                 s = buf;
 554                 do
 555                     *s++ = '0' + u % 10U;
 556                 while (u /= 10U);
 557                 while (--s >= buf)
 558                     putchar(*s);
 559                 continue;
 560             }
 561         }
 562         putchar(c);
 563     }
 564     va_end(ap);
 565     return;
 566 }
 567
 568 static void
 569 putchar(int c)
 570 {
 571     if (c == '\n')
 572         xputc('\r');
 573     xputc(c);
 574 }
 575
 576 static int
 577 drvread(void *buf, unsigned lba, unsigned nblk)
 578 {
 579     static unsigned c = 0x2d5c7c2f;
 580
 581     printf("%c\b", c = c << 8 | c >> 24);
 582     v86.ctl = V86_ADDR | V86_CALLF | V86_FLAGS;
 583     v86.addr = XREADORG;                /* call to xread in boot1 */
 584     v86.es = VTOPSEG(buf);
 585     v86.eax = lba;
 586     v86.ebx = VTOPOFF(buf);
 587     v86.ecx = lba >> 16;
 588     v86.edx = nblk << 8 | dsk.drive;
 589     v86int();
 590     v86.ctl = V86_FLAGS;
 591     if (V86_CY(v86.efl)) {
 592         printf("error %u lba %u\n", v86.eax >> 8 & 0xff, lba);
 593         return -1;
 594     }
 595     return 0;
 596 }
 597
 598 static int
 599 keyhit(unsigned ticks)
 600 {
 601     uint32_t t0, t1;
 602
 603     if (opts & 1 << RBX_NOINTR)
 604         return 0;
 605     t0 = 0;
 606     for (;;) {
 607         if (xgetc(1))
 608             return 1;
 609         t1 = *(uint32_t *)PTOV(0x46c);
 610         if (!t0)
 611             t0 = t1;
 612         if (t1 < t0 || t1 >= t0 + ticks)
 613             return 0;
 614     }
 615 }
 616
 617 static int
 618 xputc(int c)
 619 {
 620     if (ioctrl & IO_KEYBOARD)
 621         putc(c);
 622     if (ioctrl & IO_SERIAL)
 623         sio_putc(c);
 624     return c;
 625 }
 626
 627 static int
 628 xgetc(int fn)
 629 {
 630     if (opts & 1 << RBX_NOINTR)
 631         return 0;
 632     for (;;) {
 633         if (ioctrl & IO_KEYBOARD && getc(1))
 634             return fn ? 1 : getc(0);
 635         if (ioctrl & IO_SERIAL && sio_ischar())
 636             return fn ? 1 : sio_getc();
 637         if (fn)
 638             return 0;
 639     }
 640 }
 641
 642 static int
 643 getc(int fn)
 644 {
 645     v86.addr = 0x16;
 646     v86.eax = fn << 8;
 647     v86int();
 648     return fn == 0 ? v86.eax & 0xff : !V86_ZR(v86.efl);
 649 }