protected mode debugging
[bootcensus] / src / boot / boot.s
index 8ba4a11..554f5a2 100644 (file)
@@ -1,12 +1,35 @@
+# pcboot - bootable PC demo/game kernel
+# Copyright (C) 2018  John Tsiombikas <nuclear@member.fsf.org>
+# 
+# This program is free software: you can redistribute it and/or modify
+# it under the terms of the GNU General Public License as published by
+# the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+# (at your option) any later version.
+# 
+# This program is distributed in the hope that it will be useful,
+# but WITHOUT ANY WARRANTY, without even the implied warranty of
+# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+# GNU General Public License for more details.
+# 
+# You should have received a copy of the GNU General Public License
+# along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
+
        .code16
        .section .boot,"a"
 
+       .set stack_top, 0x7be0
+       .set read_retries, 0x7be8
+       .set drive_number, 0x7bec
+       .set cursor_x, 0x7bee
+       .set scratchbuf, 0x7bf0
+       .set scratchbuf_size, 16
+
+boot:
        cli
-       cld
        # move stack to just below the code
        xor %ax, %ax
        mov %ax, %ss
-       mov $0x7c00, %sp
+       mov $stack_top, %sp
        # use the code segment for data access
        mov %cs, %ax
        mov %ax, %ds
 
        call setup_serial
 
+       call get_drive_chs
+
+       mov $loading_msg, %si
+       call print_str
+
+       # load the second stage boot loader and jump to it
        mov $_boot2_size, %eax
        call print_num
 
-       # load the second stage boot loader and jump to it
        mov $_boot2_size, %eax
        mov %eax, %ebx
        shr $9, %eax
        call read_sectors
        jmp boot2_addr
 
-       cli
-       hlt
-
-       .set SECT_PER_TRACK, 18
-
        .set ARG_NSECT, 6
        .set ARG_SIDX, 4
 
+loading_msg: .asciz "\nLoad "
+driveno_msg: .asciz "Drv:"
+
+sect_per_track: .short 18
+num_cylinders: .short 80
+num_heads: .short 2
+heads_mask: .byte 1
+
+get_drive_chs:
+       mov $driveno_msg, %si
+       call print_str
+       xor %eax, %eax
+       movb drive_number, %dl
+       mov %dl, %al
+       call print_num
+       mov $10, %al
+       call print_char
+
+       mov $8, %ah
+       int $0x13
+       jnc .Lok
+       ret
+
+.Lok:  xor %eax, %eax
+       mov %ch, %al
+       mov %cl, %ah
+       rol $2, %ah
+       inc %ax
+       and $0x3ff, %ax
+       mov %ax, num_cylinders
+
+       and $0x3f, %cx
+       mov %cx, sect_per_track
+
+       shr $8, %dx
+       mov %dl, heads_mask
+       inc %dx
+       mov %dx, num_heads
+
+       call print_num
+       mov $47, %al
+       call print_char
+       mov %dx, %ax
+       call print_num
+       mov $47, %al
+       call print_char
+       mov %cx, %ax
+       call print_num
+       ret
+
 # read_sectors(first, num)
 read_sectors:
        push %bp
@@ -65,62 +138,43 @@ read_sectors:
        pop %bp
        ret
 
-       .set VAR_ATTEMPTS, -2
-str_rdsec_msg: .asciz "rdsec: "
-str_cyl_msg: .asciz " C "
-str_head_msg: .asciz " H "
-str_sec_msg: .asciz " S "
-
 # read_sector(sidx)
 read_sector:
        push %bp
        mov %sp, %bp
-       sub $2, %sp
        push %cx
        push %dx
 
-       movw $3, VAR_ATTEMPTS(%bp)
+       movw $3, read_retries
 
 .Lread_try:
        # calculate the track (sidx / sectors_per_track)
        mov 4(%bp), %ax
-       mov $str_rdsec_msg, %si
-       call print_str_num16
 
        xor %dx, %dx
-       mov $SECT_PER_TRACK, %cx
+       mov sect_per_track, %cx
        div %cx
        mov %ax, %cx
-       # save the remainder in ax
-       mov %dx, %ax
+       # save the remainder
+       push %dx
        # head in dh
        mov %cl, %dh
-       and $1, %dh
-       # cylinder (track/2) in ch [0-7] and cl[6,7]<-[8,9]
-       rol $7, %cx
+       and heads_mask, %dh
+       # cylinder (track/heads) in ch [0-7] and cl[6,7]<-[8,9]
+       push %dx
+       xor %dx, %dx
+       movw num_heads, %cx
+       div %cx
+       pop %dx
+       mov %ax, %cx
+       rol $8, %cx
        ror $2, %cl
        and $0xc0, %cl
-       # sector num cl[0-5] is sidx % sectors_per_track (saved in ax)
+       # sector num cl[0-5] is sidx % sectors_per_track + 1
+       pop %ax
        inc %al
        or %al, %cl
 
-       mov $str_cyl_msg, %si
-       mov %cx, %ax
-       rol $2, %al
-       and $3, %al
-       ror $8, %ax
-       call print_str_num16
-
-       mov $str_head_msg, %si
-       xor %ax, %ax
-       mov %dh, %al
-       call print_str_num16
-
-       mov $str_sec_msg, %si
-       mov %cl, %al
-       and $0x3f, %ax
-       call print_str_num16
-
        # ah = 2 (read), al = 1 sectors
        mov $0x0201, %ax
        movb drive_number, %dl
@@ -128,7 +182,7 @@ read_sector:
        jnc .Lread_ok
 
        # abort after 3 attempts
-       decw VAR_ATTEMPTS(%bp)
+       decw read_retries
        jz .Lread_fail
 
        # error detected, reset controller and retry
@@ -141,115 +195,91 @@ read_sector:
        jmp abort_read
 
 .Lread_ok:
+       mov $46, %ax
+       call print_char
+
        # increment es:bx accordingly (advance es if bx overflows)
        add $512, %bx
-       jno 0f
+       jnc 0f
        mov %es, %ax
        add $4096, %ax
        mov %ax, %es
 
 0:     pop %dx
        pop %cx
-       add $2, %sp
        pop %bp
        ret
 
-str_read_error: .asciz "err read sector: "
+str_read_error: .asciz "rderr:"
 
 abort_read:
        mov $str_read_error, %si
-       call print_str_num16
-       cli
-       hlt
-
-cursor_x: .byte 0
-
-       # prints a string (ds:si) followed by a number (eax)
-print_str_num:
-       push %eax
        call print_str
-       pop %eax
+       and $0xffff, %eax
        call print_num
        mov $10, %al
-       call ser_putchar
-       ret
-
-print_str_num16:
-       push %eax
-       and $0xffff, %eax
-       call print_str_num
-       pop %eax
-       ret
+       call print_char
+       hlt
 
        # expects string pointer in ds:si
 print_str:
-       push %es
        pusha
 
-       pushw $0xb800
-       pop %es
-       xor %di, %di
-       movb $0, cursor_x
+0:     mov (%si), %al
+       cmp $0, %al
+       jz .Lend
+       call print_char
+       inc %si
+       jmp 0b
 
-       push %si
+.Lend: popa
+       ret
+
+       # expects character in al
+print_char:
+       push %es
+
+       push %ax
+       cmp $10, %ax
+       jnz 0f
+       mov $32, %ax
+
+0:     pushw $0xb800
+       pop %es
+       movw cursor_x, %di
+       shl $1, %di
 
-0:     mov (%si), %al
        mov %al, %es:(%di)
        movb $7, %es:1(%di)
-       inc %si
-       add $2, %di
-       incb cursor_x
-       cmp $0, %al
-       jnz 0b
-
-       pop %si
-       call ser_putstr
+       incw cursor_x
 
-       popa
+       pop %ax
+       call ser_putchar
        pop %es
        ret
 
        # expects number in eax
+       .global print_num
 print_num:
        # save registers
-       push %es
        pusha
 
-       xor %cx, %cx
-       movw $numbuf, %si
+       movw $scratchbuf + scratchbuf_size, %si
+       movb $0, (%si)
        mov $10, %ebx
-
-0:     xor %edx, %edx
+.Lconvloop:
+       xor %edx, %edx
        div %ebx
        add $48, %dl
+       dec %si
        mov %dl, (%si)
-       inc %si
-       inc %cx
        cmp $0, %eax
-       jnz 0b
-
-       # print the backwards string
-       pushw $0xb800
-       pop %es
-       movb cursor_x, %al
-       xor %ah, %ah
-       shl $1, %ax
-       mov %ax, %di
+       jnz .Lconvloop
 
-0:     dec %si
-       mov (%si), %al
-       movb %al, %es:(%di)
-       call ser_putchar
-       inc %di
-       mov $7, %al
-       movb %al, %es:(%di)
-       inc %di
-       dec %cx
-       jnz 0b
+       call print_str
 
        # restore regs
        popa
-       pop %es
        ret
 
        .set UART_DATA, 0x3f8
@@ -262,12 +292,8 @@ print_num:
        .set DIV_9600, 115200 / 9600
        .set LCTL_8N1, 0x03
        .set LCTL_DLAB, 0x80
-       .set FIFO_ENABLE, 0x01
-       .set FIFO_SEND_CLEAR, 0x04
-       .set FIFO_RECV_CLEAR, 0x02
-       .set MCTL_DTR, 0x01
-       .set MCTL_RTS, 0x02
-       .set MCTL_OUT2, 0x08
+       .set FIFO_ENABLE_CLEAR, 0x07
+       .set MCTL_DTR_RTS_OUT2, 0x0b
        .set LST_TREG_EMPTY, 0x20
 
 setup_serial:
@@ -286,15 +312,11 @@ setup_serial:
        mov $UART_LCTL, %dx
        out %al, %dx
        # clear and enable fifo
-       mov $FIFO_ENABLE, %al
-       or $FIFO_SEND_CLEAR, %al
-       or $FIFO_RECV_CLEAR, %al
+       mov $FIFO_ENABLE_CLEAR, %al
        mov $UART_FIFO, %dx
        out %al, %dx
        # assert RTS and DTR
-       mov $MCTL_DTR, %al
-       or $MCTL_RTS, %al
-       or $MCTL_OUT2, %al
+       mov $MCTL_DTR_RTS_OUT2, %al
        mov $UART_MCTL, %dx
        out %al, %dx
        ret
@@ -303,34 +325,27 @@ setup_serial:
 ser_putchar:
        push %dx
 
-       mov %al, %ah
+       cmp $10, %al
+       jnz 0f
+       push %ax
+       mov $13, %al
+       call ser_putchar
+       pop %ax
+
+0:     mov %al, %ah
        # wait until the transmit register is empty
        mov $UART_LSTAT, %dx
-0:     in %dx, %al
+.Lwait:        in %dx, %al
        and $LST_TREG_EMPTY, %al
-       jz 0b
+       jz .Lwait
        mov $UART_DATA, %dx
        mov %ah, %al
        out %al, %dx
 
        pop %dx
        ret
-
-       # expects a string in ds:si
-ser_putstr:
-       mov (%si), %al
-       cmp $0, %al
-       jz 0f
-       call ser_putchar
-       inc %si
-       jmp ser_putstr
-0:     ret
        
-
-drive_number: .byte 0
-numbuf: .space 8
        .org 510
        .byte 0x55
        .byte 0xaa
-
 boot2_addr: