serial debugging in first stage loader
[bootcensus] / src / boot / boot.s
index ffd1408..8ba4a11 100644 (file)
@@ -3,16 +3,18 @@
 
        cli
        cld
-       # move stack to the top of 512k
-       mov $0x7000, %ax
+       # move stack to just below the code
+       xor %ax, %ax
        mov %ax, %ss
-       xor %sp, %sp
+       mov $0x7c00, %sp
        # use the code segment for data access
        mov %cs, %ax
        mov %ax, %ds
        mov %ax, %es
 
-       call clearscr
+       mov %dl, drive_number
+
+       call setup_serial
 
        mov $_boot2_size, %eax
        call print_num
@@ -23,7 +25,7 @@
        shr $9, %eax
        and $0x1ff, %ebx
        jz 0f
-       inc %eax
+       inc %ax
 0:     pushw %ax
        pushw $1
        # set es to the start of the destination buffer to allow reading in
@@ -32,7 +34,7 @@
        shr $4, %bx
        mov %bx, %es
        xor %bx, %bx
-       call readsect
+       call read_sectors
        jmp boot2_addr
 
        cli
 
        .set ARG_NSECT, 6
        .set ARG_SIDX, 4
-       .set VAR_NTRACKS, -2
 
-# readsect(first, num)
-readsect:
+# read_sectors(first, num)
+read_sectors:
+       push %bp
+       mov %sp, %bp
+
+       mov ARG_SIDX(%bp), %ax
+       xor %cx, %cx
+
+       jmp 1f
+0:     push %ax
+       call read_sector
+       pop %ax
+       inc %ax
+       inc %cx
+1:     cmp ARG_NSECT(%bp), %cx
+       jnz 0b
+
+       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)
+
+.Lread_try:
+       # calculate the track (sidx / sectors_per_track)
+       mov 4(%bp), %ax
+       mov $str_rdsec_msg, %si
+       call print_str_num16
 
-       # calculate how many tracks to read
-       mov ARG_NSECT(%bp), %ax
        xor %dx, %dx
        mov $SECT_PER_TRACK, %cx
        div %cx
-       cmp $0, %dx
-       jz 0f
-       inc %ax
-0:     mov %ax, VAR_NTRACKS(%bp)
+       mov %ax, %cx
+       # save the remainder in ax
+       mov %dx, %ax
+       # 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
+       ror $2, %cl
+       and $0xc0, %cl
+       # sector num cl[0-5] is sidx % sectors_per_track (saved in ax)
+       inc %al
+       or %al, %cl
 
-       xor %cx, %cx
-0:     cmp VAR_NTRACKS(%bp), %cx
-       jz 0f
-       push %cx
-       call read_track
+       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
+       int $0x13
+       jnc .Lread_ok
+
+       # abort after 3 attempts
+       decw VAR_ATTEMPTS(%bp)
+       jz .Lread_fail
+
+       # error detected, reset controller and retry
+       xor %ah, %ah
+       int $0x13
+       jmp .Lread_try
+
+.Lread_fail:
+       mov 4(%bp), %ax
+       jmp abort_read
+
+.Lread_ok:
+       # increment es:bx accordingly (advance es if bx overflows)
+       add $512, %bx
+       jno 0f
+       mov %es, %ax
+       add $4096, %ax
+       mov %ax, %es
+
+0:     pop %dx
        pop %cx
-       jmp 0b
-0:
-       # TODO cont.
+       add $2, %sp
        pop %bp
        ret
 
-read_track:
+str_read_error: .asciz "err read sector: "
+
+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
+       call print_num
+       mov $10, %al
+       call ser_putchar
        ret
 
-clearscr:
+print_str_num16:
+       push %eax
+       and $0xffff, %eax
+       call print_str_num
+       pop %eax
+       ret
+
+       # expects string pointer in ds:si
+print_str:
        push %es
+       pusha
+
        pushw $0xb800
        pop %es
-       xor %eax, %eax
        xor %di, %di
-       movl $500, %ecx
-       rep stosl
+       movb $0, cursor_x
+
+       push %si
+
+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
+
+       popa
        pop %es
        ret
 
+       # expects number in eax
 print_num:
-       # save es
+       # save registers
        push %es
+       pusha
 
        xor %cx, %cx
        movw $numbuf, %si
@@ -106,11 +231,15 @@ print_num:
        # print the backwards string
        pushw $0xb800
        pop %es
-       xor %di, %di
+       movb cursor_x, %al
+       xor %ah, %ah
+       shl $1, %ax
+       mov %ax, %di
 
 0:     dec %si
        mov (%si), %al
        movb %al, %es:(%di)
+       call ser_putchar
        inc %di
        mov $7, %al
        movb %al, %es:(%di)
@@ -118,11 +247,88 @@ print_num:
        dec %cx
        jnz 0b
 
-       # restore es
+       # restore regs
+       popa
        pop %es
        ret
 
-numbuf: .space 10
+       .set UART_DATA, 0x3f8
+       .set UART_DIVLO, 0x3f8
+       .set UART_DIVHI, 0x3f9
+       .set UART_FIFO, 0x3fa
+       .set UART_LCTL, 0x3fb
+       .set UART_MCTL, 0x3fc
+       .set UART_LSTAT, 0x3fd
+       .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 LST_TREG_EMPTY, 0x20
+
+setup_serial:
+       # set clock divisor
+       mov $LCTL_DLAB, %al
+       mov $UART_LCTL, %dx
+       out %al, %dx
+       mov $DIV_9600, %ax
+       mov $UART_DIVLO, %dx
+       out %al, %dx
+       shr $8, %ax
+       mov $UART_DIVHI, %dx
+       out %al, %dx
+       # set format 8n1
+       mov $LCTL_8N1, %al
+       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 $UART_FIFO, %dx
+       out %al, %dx
+       # assert RTS and DTR
+       mov $MCTL_DTR, %al
+       or $MCTL_RTS, %al
+       or $MCTL_OUT2, %al
+       mov $UART_MCTL, %dx
+       out %al, %dx
+       ret
+
+       # expects a character in al
+ser_putchar:
+       push %dx
+
+       mov %al, %ah
+       # wait until the transmit register is empty
+       mov $UART_LSTAT, %dx
+0:     in %dx, %al
+       and $LST_TREG_EMPTY, %al
+       jz 0b
+       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