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synced 2026-01-10 08:45:19 -08:00
Fix non-aligned disk reads in bootloader
This commit is contained in:
@@ -24,84 +24,3 @@ _start:
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call load_kernel
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call load_kernel
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jmp eax
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jmp eax
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; ----------------------------------------------------------------------------
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; ATA read sectors (LBA mode)
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;
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; sysv32 abi signature:
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; void ata_lba_read(uint32_t lba, uint8_t nsect, void *addr);
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; ----------------------------------------------------------------------------
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ata_lba_read:
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push ebp
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mov ebp, esp
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push ebx
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push ecx
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push edx
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push edi
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; Wait BSY=0 before proceeding to write the regs
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.wait_rdy:
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mov edx, 0x1F7
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in al, dx
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test al, 0x80
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jnz .wait_rdy
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mov eax, [ebp+8] ; arg #1 = LBA
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mov cl, [ebp+12] ; arg #2 = # of sectors
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mov edi, [ebp+16] ; arg #3 = buffer address
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and eax, 0x0FFFFFFF
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mov ebx, eax ; Save LBA in RBX
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mov edx, 0x01F6 ; Port to send drive and bit 24 - 27 of LBA
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shr eax, 24 ; Get bit 24 - 27 in al
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or al, 11100000b ; Set bit 6 in al for LBA mode
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out dx, al
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mov edx, 0x01F2 ; Port to send number of sectors
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mov al, cl ; Get number of sectors from CL
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out dx, al
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mov edx, 0x1F3 ; Port to send bit 0 - 7 of LBA
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mov eax, ebx ; Get LBA from EBX
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out dx, al
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mov edx, 0x1F4 ; Port to send bit 8 - 15 of LBA
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mov eax, ebx ; Get LBA from EBX
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shr eax, 8 ; Get bit 8 - 15 in AL
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out dx, al
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mov edx, 0x1F5 ; Port to send bit 16 - 23 of LBA
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mov eax, ebx ; Get LBA from EBX
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shr eax, 16 ; Get bit 16 - 23 in AL
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out dx, al
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mov edx, 0x1F7 ; Command port
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mov al, 0x20 ; Read with retry.
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out dx, al
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mov bl, cl ; Save # of sectors in BL
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.wait_rdy2:
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mov edx, 0x1F7
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.do_wait_rdy2:
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in al, dx
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test al, 0x80 ; BSY?
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jnz .do_wait_rdy2
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test al, 0x8 ; DRQ?
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jz .do_wait_rdy2
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mov edx, 0x1F0 ; Data port, in and out
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mov ecx, 256
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rep insw ; in to [RDI]
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dec bl ; are we...
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jnz .wait_rdy2 ; ...done?
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pop edi
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pop edx
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pop ecx
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pop ebx
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pop ebp
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ret
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@@ -1,11 +1,33 @@
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#include <stdint.h>
|
#include <stdint.h>
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// ATA IO Ports
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#define ATA_PRIMARY_DATA 0x1F0
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#define ATA_PRIMARY_ERR_FEATURES 0x1F1
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#define ATA_PRIMARY_SEC_COUNT 0x1F2
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#define ATA_PRIMARY_LBA_LOW 0x1F3
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||||||
|
#define ATA_PRIMARY_LBA_MID 0x1F4
|
||||||
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#define ATA_PRIMARY_LBA_HIGH 0x1F5
|
||||||
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#define ATA_PRIMARY_DRIVE_SEL 0x1F6
|
||||||
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#define ATA_PRIMARY_COMM_STAT 0x1F7
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||||||
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// ATA Commands
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#define ATA_CMD_READ_PIO 0x20
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|
#define ATA_CMD_WRITE_PIO 0x30
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||||||
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// ELF Ident indexes
|
// ELF Ident indexes
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||||||
#define EI_NIDENT 16
|
#define EI_NIDENT 16
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||||||
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||||||
// Program header types
|
// Program header types
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#define PT_NULL 0
|
#define PT_NULL 0
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#define PT_LOAD 1
|
#define PT_LOAD 1
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// Disk sector size
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#define SECTOR_SIZE 512
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// Kernel start LBA
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#define KERN_START_SECT 5
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extern uint8_t read_buf[];
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||||||
// ELF Header (32-bit)
|
// ELF Header (32-bit)
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typedef struct {
|
typedef struct {
|
||||||
@@ -37,8 +59,84 @@ typedef struct {
|
|||||||
uint32_t p_align;
|
uint32_t p_align;
|
||||||
} __attribute__((packed)) Elf32_Phdr;
|
} __attribute__((packed)) Elf32_Phdr;
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||||||
|
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||||||
|
static inline uint8_t inb(uint16_t port)
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||||||
|
{
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||||||
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uint8_t ret;
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||||||
|
__asm__ volatile ("inb %1, %0"
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|
: "=a"(ret)
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||||||
|
: "Nd"(port));
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||||||
|
return ret;
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|
}
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||||||
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static inline void outb(uint16_t port, uint8_t val)
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||||||
|
{
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||||||
|
__asm__ volatile ("outb %0, %1"
|
||||||
|
:
|
||||||
|
: "a"(val), "Nd"(port));
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
static inline uint16_t inw(uint16_t port)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
uint16_t ret;
|
||||||
|
__asm__ volatile ("inw %1, %0"
|
||||||
|
: "=a"(ret)
|
||||||
|
: "Nd"(port));
|
||||||
|
return ret;
|
||||||
|
}
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||||||
|
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static inline void ata_wait_bsy() {
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while (inb(ATA_PRIMARY_COMM_STAT) & 0x80);
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}
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static inline void ata_wait_drq() {
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|
while (!(inb(ATA_PRIMARY_COMM_STAT) & 0x08));
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}
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static void ata_read_sector(void *addr, uint32_t lba) {
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ata_wait_bsy();
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||||||
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||||||
|
outb(ATA_PRIMARY_DRIVE_SEL, 0xE0 | ((lba >> 24) & 0x0F));
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|
outb(ATA_PRIMARY_SEC_COUNT, 1);
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||||||
|
outb(ATA_PRIMARY_LBA_LOW, (uint8_t)lba);
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||||||
|
outb(ATA_PRIMARY_LBA_MID, (uint8_t)(lba >> 8));
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||||||
|
outb(ATA_PRIMARY_LBA_HIGH, (uint8_t)(lba >> 16));
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||||||
|
outb(ATA_PRIMARY_COMM_STAT, ATA_CMD_READ_PIO);
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uint16_t* ptr = (uint16_t*)addr;
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||||||
|
ata_wait_bsy();
|
||||||
|
ata_wait_drq();
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||||||
|
for (int i = 0; i < 256; i++) {
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||||||
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*ptr++ = inw(ATA_PRIMARY_DATA);
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||||||
|
}
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||||||
|
}
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static void load_segment(uint8_t *addr, uint32_t offset, uint32_t size)
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|
{
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uint32_t lba = KERN_START_SECT + offset / SECTOR_SIZE;
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uint32_t off = offset % 512;
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uint8_t data[512];
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while (size > 0) {
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||||||
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ata_read_sector(data, lba);
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uint32_t copy = 512 - off;
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if (copy > size) {
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||||||
|
copy = size;
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|
}
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||||||
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||||||
|
for (uint32_t i = 0; i < copy; i++) {
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||||||
|
addr[i] = data[off + i];
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|
}
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||||||
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addr += copy;
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||||||
|
size -= copy;
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|
lba++;
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|
off = 0;
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|
}
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||||||
|
}
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||||||
// Load an ELF executable into memory.
|
// Load an ELF executable into memory.
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||||||
static int elf_load(const void* data, void (*load_segment)(uint8_t *vaddr, uint32_t src, uint32_t size)) {
|
static int elf_load(const void *data) {
|
||||||
const Elf32_Ehdr* header = (const Elf32_Ehdr*)data;
|
const Elf32_Ehdr* header = (const Elf32_Ehdr*)data;
|
||||||
const Elf32_Phdr* ph = (const Elf32_Phdr*)((uint8_t*)data + header->e_phoff);
|
const Elf32_Phdr* ph = (const Elf32_Phdr*)((uint8_t*)data + header->e_phoff);
|
||||||
|
|
||||||
@@ -51,8 +149,6 @@ static int elf_load(const void* data, void (*load_segment)(uint8_t *vaddr, uint3
|
|||||||
uint32_t filesz = ph[i].p_filesz;
|
uint32_t filesz = ph[i].p_filesz;
|
||||||
uint32_t memsz = ph[i].p_memsz;
|
uint32_t memsz = ph[i].p_memsz;
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||||||
|
|
||||||
// Copy data segment
|
|
||||||
//load_segment((uint8_t *)vaddr, offset, filesz);
|
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||||||
load_segment((uint8_t *)vaddr, offset, filesz);
|
load_segment((uint8_t *)vaddr, offset, filesz);
|
||||||
|
|
||||||
// Zero remaining BSS (if any)
|
// Zero remaining BSS (if any)
|
||||||
@@ -67,52 +163,33 @@ static int elf_load(const void* data, void (*load_segment)(uint8_t *vaddr, uint3
|
|||||||
return header->e_entry;
|
return header->e_entry;
|
||||||
}
|
}
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||||||
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||||||
#define KERN_START_SECT 5
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||||||
#define MAX(a, b) ((a)>(b) ? (a) : (b))
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extern void ata_lba_read(uint32_t lba, uint8_t nsect, void *addr);
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||||||
extern uint8_t read_buf[];
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||||||
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||||||
static uint32_t
|
static uint32_t
|
||||||
total_header_size(const Elf32_Ehdr *header) {
|
total_headers_size(const Elf32_Ehdr *header) {
|
||||||
uint32_t phend = header->e_phoff + header->e_phentsize*header->e_phnum;
|
uint32_t phend = header->e_phoff + header->e_phentsize*header->e_phnum;
|
||||||
|
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||||||
// Align to 512
|
// Align to sector size
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||||||
return (phend + 511) & ~511;
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uint32_t a = SECTOR_SIZE-1;
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||||||
}
|
return (phend + a) & ~a;
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||||||
|
|
||||||
static void read_sectors(uint8_t *vaddr, uint32_t offset, uint32_t size) {
|
|
||||||
// # of sectors to read
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||||||
uint32_t rem_nsect = ((size + 511) & ~511) / 512;
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||||||
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||||||
// Current lba address, offset by the first sector already read
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||||||
uint32_t lba = KERN_START_SECT + offset / 512;
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||||||
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||||||
// Max 255 sectors at a time
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||||||
while (rem_nsect) {
|
|
||||||
uint8_t nsect = rem_nsect > 255 ? 255 : rem_nsect;
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|
||||||
ata_lba_read(lba, nsect, vaddr);
|
|
||||||
|
|
||||||
vaddr += nsect * 512;
|
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||||||
rem_nsect -= nsect;
|
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||||||
lba += nsect;
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|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
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||||||
void *load_kernel(void) {
|
void *load_kernel(void) {
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||||||
// Read the first sector
|
// Read the first sector
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||||||
ata_lba_read(KERN_START_SECT, 1, read_buf);
|
ata_read_sector(read_buf, KERN_START_SECT);
|
||||||
|
|
||||||
const Elf32_Ehdr* header = (const Elf32_Ehdr*)read_buf;
|
const Elf32_Ehdr* header = (const Elf32_Ehdr*)read_buf;
|
||||||
|
|
||||||
// Remaining data size, subtract the first 512B already read
|
// Remaining data size, subtract the first 512B already read
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||||||
uint32_t rem = total_header_size(header) - 512;
|
uint32_t rem = total_headers_size(header) - SECTOR_SIZE;
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||||||
|
|
||||||
// Read the rest if necessary
|
// Read the rest if necessary
|
||||||
if (rem)
|
if (rem) {
|
||||||
read_sectors(read_buf+512, 512, rem);
|
uint8_t *dst = read_buf + SECTOR_SIZE;
|
||||||
|
for (uint32_t i = 0; i < rem / SECTOR_SIZE; i++, dst += 512) {
|
||||||
|
ata_read_sector(dst, KERN_START_SECT + i + 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
elf_load(read_buf, read_sectors);
|
elf_load(read_buf);
|
||||||
|
|
||||||
return (void *)header->e_entry;
|
return (void *)header->e_entry;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|||||||
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