dos/syslinux.c

   1 /* ----------------------------------------------------------------------- *
   2  *
   3  *   Copyright 1998-2008 H. Peter Anvin - All Rights Reserved
   4  *
   5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  *   the Free Software Foundation, Inc., 53 Temple Place Ste 330,
   8  *   Boston MA 02111-1307, USA; either version 2 of the License, or
   9  *   (at your option) any later version; incorporated herein by reference.
  10  *
  11  * ----------------------------------------------------------------------- */
  12
  13 /*
  14  * syslinux.c - Linux installer program for SYSLINUX
  15  *
  16  * Hacked up for DOS.
  17  */
  18
  19 #include <errno.h>
  20 #include <stdio.h>
  21 #include <string.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include "mystuff.h"
  24
  25 #include "syslinux.h"
  26 #include "libfat.h"
  27
  28 const char *program = "syslinux"; /* Name of program */
  29 uint16_t dos_version;
  30
  31 #ifdef DEBUG
  32 # define dprintf printf
  33 #else
  34 # define dprintf(...) ((void)0)
  35 #endif
  36
  37 void __attribute__((noreturn)) usage(void)
  38 {
  39   puts("Usage: syslinux [-sfmar][-d directory] <drive>: [bootsecfile]\n");
  40   exit(1);
  41 }
  42
  43 void unlock_device(int);
  44
  45 void __attribute__((noreturn)) die(const char *msg)
  46 {
  47   unlock_device(0);
  48   puts("syslinux: ");
  49   puts(msg);
  50   putchar('\n');
  51   exit(1);
  52 }
  53
  54 void warning(const char *msg)
  55 {
  56   puts("syslinux: warning: ");
  57   puts(msg);
  58   putchar('\n');
  59 }
  60
  61 /*
  62  * read/write wrapper functions
  63  */
  64 int creat(const char *filename, int mode)
  65 {
  66   uint16_t rv;
  67   uint8_t err;
  68
  69   dprintf("creat(\"%s\", 0x%x)\n", filename, mode);
  70
  71   rv = 0x3C00;
  72   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
  73                : "=bcdm" (err), "+a" (rv)
  74                : "c" (mode), "d" (filename));
  75   if ( err ) {
  76     dprintf("rv = %d\n", rv);
  77     die("cannot open ldlinux.sys");
  78   }
  79
  80   return rv;
  81 }
  82
  83 void close(int fd)
  84 {
  85   uint16_t rv = 0x3E00;
  86
  87   dprintf("close(%d)\n", fd);
  88
  89   asm volatile("int $0x21"
  90                : "+a" (rv)
  91                : "b" (fd));
  92
  93   /* The only error MS-DOS returns for close is EBADF,
  94      and we really don't care... */
  95 }
  96
  97 int rename(const char *oldname, const char *newname)
  98 {
  99   uint16_t rv = 0x5600;         /* Also support 43FFh? */
 100   uint8_t err;
 101
 102   dprintf("rename(\"%s\", \"%s\")\n", oldname, newname);
 103
 104   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 105                : "=bcdm" (err), "+a" (rv)
 106                : "d" (oldname), "D" (newname));
 107
 108   if ( err ) {
 109     dprintf("rv = %d\n", rv);
 110     warning("cannot move ldlinux.sys");
 111     return rv;
 112   }
 113
 114   return 0;
 115 }
 116
 117 extern const char __payload_sseg[];
 118 static uint16_t ldlinux_seg;
 119
 120 ssize_t write_ldlinux(int fd)
 121 {
 122   uint32_t offset = 0;
 123   uint16_t rv;
 124   uint8_t err;
 125
 126   while (offset < syslinux_ldlinux_len) {
 127     uint32_t chunk = syslinux_ldlinux_len - offset;
 128     if (chunk > 32768)
 129       chunk = 32768;
 130     asm volatile("pushw %%ds ; "
 131                  "movw %6,%%ds ; "
 132                  "int $0x21 ; "
 133                  "popw %%ds ; "
 134                  "setc %0"
 135                  : "=bcdm" (err), "=a" (rv)
 136                  : "a" (0x4000), "b" (fd), "c" (chunk), "d" (offset & 15),
 137                  "SD" ((uint16_t)(ldlinux_seg + (offset >> 4))));
 138     if ( err || rv == 0 )
 139       die("file write error");
 140     offset += rv;
 141   }
 142
 143   return offset;
 144 }
 145
 146 ssize_t write_file(int fd, const void *buf, size_t count)
 147 {
 148   uint16_t rv;
 149   ssize_t done = 0;
 150   uint8_t err;
 151
 152   dprintf("write_file(%d,%p,%u)\n", fd, buf, count);
 153
 154   while ( count ) {
 155     asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 156                  : "=bcdm" (err), "=a" (rv)
 157                  : "a" (0x4000), "b" (fd), "c" (count), "d" (buf));
 158     if ( err || rv == 0 )
 159       die("file write error");
 160
 161     done += rv;
 162     count -= rv;
 163   }
 164
 165   return done;
 166 }
 167
 168 static inline __attribute__((const)) uint16_t data_segment(void)
 169 {
 170   uint16_t ds;
 171
 172   asm("movw %%ds,%0" : "=rm" (ds));
 173   return ds;
 174 }
 175
 176 struct diskio {
 177   uint32_t startsector;
 178   uint16_t sectors;
 179   uint16_t bufoffs, bufseg;
 180 } __attribute__((packed));
 181
 182 void write_device(int drive, const void *buf, size_t nsecs, unsigned int sector)
 183 {
 184   uint8_t err;
 185   struct diskio dio;
 186
 187   dprintf("write_device(%d,%p,%u,%u)\n", drive, buf, nsecs, sector);
 188
 189   dio.startsector = sector;
 190   dio.sectors     = nsecs;
 191   dio.bufoffs     = (uintptr_t)buf;
 192   dio.bufseg      = data_segment();
 193
 194   asm volatile("int $0x26 ; setc %0 ; popfw"
 195                : "=abcdm" (err)
 196                : "a" (drive-1), "b" (&dio), "c" (-1), "d" (buf), "m" (dio));
 197
 198   if ( err )
 199     die("sector write error");
 200 }
 201
 202 void read_device(int drive, const void *buf, size_t nsecs, unsigned int sector)
 203 {
 204   uint8_t err;
 205   struct diskio dio;
 206
 207   dprintf("read_device(%d,%p,%u,%u)\n", drive, buf, nsecs, sector);
 208
 209   dio.startsector = sector;
 210   dio.sectors     = nsecs;
 211   dio.bufoffs     = (uintptr_t)buf;
 212   dio.bufseg      = data_segment();
 213
 214   asm volatile("int $0x25 ; setc %0 ; popfw"
 215                : "=abcdm" (err)
 216                : "a" (drive-1), "b" (&dio), "c" (-1), "d" (buf), "m" (dio));
 217
 218   if ( err )
 219     die("sector read error");
 220 }
 221
 222 /* Both traditional DOS and FAT32 DOS return this structure, but
 223    FAT32 return a lot more data, so make sure we have plenty of space */
 224 struct deviceparams {
 225   uint8_t specfunc;
 226   uint8_t devtype;
 227   uint16_t devattr;
 228   uint16_t cylinders;
 229   uint8_t mediatype;
 230   uint16_t bytespersec;
 231   uint8_t secperclust;
 232   uint16_t ressectors;
 233   uint8_t fats;
 234   uint16_t rootdirents;
 235   uint16_t sectors;
 236   uint8_t media;
 237   uint16_t fatsecs;
 238   uint16_t secpertrack;
 239   uint16_t heads;
 240   uint32_t hiddensecs;
 241   uint32_t hugesectors;
 242   uint8_t lotsofpadding[224];
 243 } __attribute__((packed));
 244
 245 uint32_t get_partition_offset(int drive)
 246 {
 247   uint8_t err;
 248   uint16_t rv;
 249   struct deviceparams dp;
 250
 251   dp.specfunc = 1;              /* Get current information */
 252
 253   rv = 0x440d;
 254   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 255                : "=abcdm" (err), "+a" (rv), "=m" (dp)
 256                : "b" (drive), "c" (0x0860), "d" (&dp));
 257
 258   if ( !err )
 259     return dp.hiddensecs;
 260
 261   rv = 0x440d;
 262   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 263                : "=abcdm" (err), "+a" (rv), "=m" (dp)
 264                : "b" (drive), "c" (0x4860), "d" (&dp));
 265
 266   if ( !err )
 267     return dp.hiddensecs;
 268
 269   die("could not find partition start offset");
 270 }
 271
 272 struct rwblock {
 273   uint8_t special;
 274   uint16_t head;
 275   uint16_t cylinder;
 276   uint16_t firstsector;
 277   uint16_t sectors;
 278   uint16_t bufferoffset;
 279   uint16_t bufferseg;
 280 } __attribute__((packed));
 281
 282 static struct rwblock mbr = {
 283   .special = 0,
 284   .head = 0,
 285   .cylinder = 0,
 286   .firstsector = 0,             /* MS-DOS, unlike the BIOS, zero-base sectors */
 287   .sectors = 1,
 288   .bufferoffset = 0,
 289   .bufferseg = 0
 290 };
 291
 292 void write_mbr(int drive, const void *buf)
 293 {
 294   uint16_t rv;
 295   uint8_t err;
 296
 297   dprintf("write_mbr(%d,%p)\n", drive, buf);
 298
 299   mbr.bufferoffset = (uintptr_t)buf;
 300   mbr.bufferseg    = data_segment();
 301
 302   rv = 0x440d;
 303   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 304                : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 305                : "c" (0x0841), "d" (&mbr), "b" (drive), "m" (mbr));
 306
 307   if ( !err )
 308     return;
 309
 310   rv = 0x440d;
 311   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 312                : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 313                : "c" (0x4841), "d" (&mbr), "b" (drive), "m" (mbr));
 314
 315   if ( err )
 316     die("mbr write error");
 317 }
 318
 319 void read_mbr(int drive, const void *buf)
 320 {
 321   uint16_t rv;
 322   uint8_t err;
 323
 324   dprintf("read_mbr(%d,%p)\n", drive, buf);
 325
 326   mbr.bufferoffset = (uintptr_t)buf;
 327   mbr.bufferseg    = data_segment();
 328
 329   rv = 0x440d;
 330   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 331                : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 332                : "c" (0x0861), "d" (&mbr), "b" (drive), "m" (mbr));
 333
 334   if ( !err )
 335     return;
 336
 337   rv = 0x440d;
 338   asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 339                : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 340                : "c" (0x4861), "d" (&mbr), "b" (drive), "m" (mbr));
 341
 342   if ( err )
 343     die("mbr read error");
 344 }
 345
 346 /* This call can legitimately fail, and we don't care, so ignore error return */
 347 void set_attributes(const char *file, int attributes)
 348 {
 349   uint16_t rv = 0x4301;
 350
 351   dprintf("set_attributes(\"%s\", 0x%02x)\n", file, attributes);
 352
 353   asm volatile("int $0x21"
 354                : "+a" (rv)
 355                : "c" (attributes), "d" (file));
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Version of the read_device function suitable for libfat
 360  */
 361 int libfat_xpread(intptr_t pp, void *buf, size_t secsize, libfat_sector_t sector)
 362 {
 363   read_device(pp, buf, 1, sector);
 364   return secsize;
 365 }
 366
 367 static inline void get_dos_version(void)
 368 {
 369   uint16_t ver = 0x3001;
 370   asm("int $0x21 ; xchgb %%ah,%%al" : "+a" (ver) : : "ebx", "ecx");
 371   dos_version = ver;
 372   dprintf("DOS version %d.%d\n", (dos_version >> 8), dos_version & 0xff);
 373 }
 374
 375 /* The locking interface relies on static variables.  A massive hack :( */
 376 static uint16_t lock_level;
 377
 378 static inline void set_lock_device(uint8_t device)
 379 {
 380   lock_level = device;
 381 }
 382
 383 void lock_device(int level)
 384 {
 385   uint16_t rv;
 386   uint8_t err;
 387   uint16_t lock_call;
 388
 389   if ( dos_version < 0x0700 )
 390     return;                     /* Win9x/NT only */
 391
 392 #if 0
 393   /* DOS 7.10 = Win95 OSR2 = first version with FAT32 */
 394   lock_call = (dos_version >= 0x0710) ? 0x484A : 0x084A;
 395 #else
 396   lock_call = 0x084A;           /* MSDN says this is OK for all filesystems */
 397 #endif
 398
 399   while ( (lock_level >> 8) < level ) {
 400     uint16_t new_level = lock_level + 0x0100;
 401     dprintf("Trying lock %04x...\n", new_level);
 402     rv = 0x444d;
 403     asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 404                  : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 405                  : "b" (new_level), "c" (lock_call), "d"(0x0001));
 406     if ( err ) {
 407       /* rv == 0x0001 means this call is not supported, if so we
 408          assume locking isn't needed (e.g. Win9x in DOS-only mode) */
 409       if ( rv == 0x0001 )
 410         return;
 411       else
 412         die("could not lock device");
 413     }
 414
 415     lock_level = new_level;
 416   }
 417   return;
 418 }
 419
 420 void unlock_device(int level)
 421 {
 422   uint16_t rv;
 423   uint8_t err;
 424   uint16_t unlock_call;
 425
 426   if ( dos_version < 0x0700 )
 427     return;                     /* Win9x/NT only */
 428
 429 #if 0
 430   /* DOS 7.10 = Win95 OSR2 = first version with FAT32 */
 431   unlock_call = (dos_version >= 0x0710) ? 0x486A : 0x086A;
 432 #else
 433   unlock_call = 0x086A;         /* MSDN says this is OK for all filesystems */
 434 #endif
 435
 436   while ( (lock_level >> 8) > level ) {
 437     uint16_t new_level = lock_level - 0x0100;
 438     rv = 0x440d;
 439     asm volatile("int $0x21 ; setc %0"
 440                  : "=abcdm" (err), "+a" (rv)
 441                  : "b" (new_level), "c" (unlock_call));
 442     lock_level = new_level;
 443   }
 444 }
 445
 446
 447 /*
 448  * This function does any desired MBR manipulation; called with the device lock held.
 449  */
 450 struct mbr_entry {
 451   uint8_t active;               /* Active flag */
 452   uint8_t bhead;                /* Begin head */
 453   uint8_t bsector;              /* Begin sector */
 454   uint8_t bcylinder;            /* Begin cylinder */
 455   uint8_t filesystem;           /* Filesystem value */
 456   uint8_t ehead;                /* End head */
 457   uint8_t esector;              /* End sector */
 458   uint8_t ecylinder;            /* End cylinder */
 459   uint32_t startlba;            /* Start sector LBA */
 460   uint32_t sectors;             /* Length in sectors */
 461 } __attribute__((packed));
 462
 463 static void adjust_mbr(int device, int writembr, int set_active)
 464 {
 465   static unsigned char sectbuf[SECTOR_SIZE];
 466   int i;
 467
 468   if ( !writembr && !set_active )
 469     return;                     /* Nothing to do */
 470
 471   read_mbr(device, sectbuf);
 472
 473   if ( writembr ) {
 474     memcpy(sectbuf, syslinux_mbr, syslinux_mbr_len);
 475     *(uint16_t *)(sectbuf+510) = 0xaa55;
 476   }
 477
 478   if ( set_active ) {
 479     uint32_t offset = get_partition_offset(device);
 480     struct mbr_entry *me = (struct mbr_entry *)(sectbuf+446);
 481     int found = 0;
 482
 483     for ( i = 0 ; i < 4 ; i++ ) {
 484       if ( me->startlba == offset ) {
 485         me->active = 0x80;
 486         found++;
 487       } else {
 488         me->active = 0;
 489       }
 490       me++;
 491     }
 492
 493     if ( found < 1 ) {
 494       die("partition not found");
 495     } else if ( found > 1 ) {
 496       die("multiple aliased partitions found");
 497     }
 498   }
 499
 500   write_mbr(device, sectbuf);
 501 }
 502
 503 int main(int argc, char *argv[])
 504 {
 505   static unsigned char sectbuf[SECTOR_SIZE];
 506   int dev_fd, fd;
 507   static char ldlinux_name[] = "@:\\ldlinux.sys";
 508   char **argp, *opt;
 509   int force = 0;                /* -f (force) option */
 510   struct libfat_filesystem *fs;
 511   libfat_sector_t s, *secp;
 512   libfat_sector_t *sectors;
 513   int ldlinux_sectors;
 514   int32_t ldlinux_cluster;
 515   int nsectors;
 516   const char *device = NULL, *bootsecfile = NULL;
 517   const char *errmsg;
 518   int i;
 519   int writembr = 0;             /* -m (write MBR) option */
 520   int set_active = 0;           /* -a (set partition active) option */
 521   const char *subdir = NULL;
 522   int stupid = 0;
 523   int raid_mode = 0;
 524   int patch_sectors;
 525
 526   ldlinux_seg = (size_t)__payload_sseg + data_segment();
 527
 528   dprintf("argv = %p\n", argv);
 529   for ( i = 0 ; i <= argc ; i++ )
 530     dprintf("argv[%d] = %p = \"%s\"\n", i, argv[i], argv[i]);
 531
 532   (void)argc;                   /* Unused */
 533
 534   get_dos_version();
 535
 536   for ( argp = argv+1 ; *argp ; argp++ ) {
 537     if ( **argp == '-' ) {
 538       opt = *argp + 1;
 539       if ( !*opt )
 540         usage();
 541
 542       while ( *opt ) {
 543         switch ( *opt ) {
 544         case 's':               /* Use "safe, slow and stupid" code */
 545           stupid = 1;
 546           break;
 547         case 'r':               /* RAID mode */
 548           raid_mode = 1;
 549           break;
 550         case 'f':               /* Force install */
 551           force = 1;
 552           break;
 553         case 'm':               /* Write MBR */
 554           writembr = 1;
 555           break;
 556         case 'a':               /* Set partition active */
 557           set_active = 1;
 558           break;
 559         case 'd':
 560           if ( argp[1] )
 561             subdir = *++argp;
 562           break;
 563         default:
 564           usage();
 565         }
 566         opt++;
 567       }
 568     } else {
 569       if ( bootsecfile )
 570         usage();
 571       else if ( device )
 572         bootsecfile = *argp;
 573       else
 574       device = *argp;
 575     }
 576   }
 577
 578   if ( !device )
 579     usage();
 580
 581   /*
 582    * Figure out which drive we're talking to
 583    */
 584   dev_fd = (device[0] & ~0x20) - 0x40;
 585   if ( dev_fd < 1 || dev_fd > 26 || device[1] != ':' || device[2] )
 586     usage();
 587
 588   set_lock_device(dev_fd);
 589
 590   lock_device(2);               /* Make sure we can lock the device */
 591   read_device(dev_fd, sectbuf, 1, 0);
 592   unlock_device(1);
 593
 594   /*
 595    * Check to see that what we got was indeed an MS-DOS boot sector/superblock
 596    */
 597   if( (errmsg = syslinux_check_bootsect(sectbuf)) ) {
 598     unlock_device(0);
 599     puts(errmsg);
 600     putchar('\n');
 601     exit(1);
 602   }
 603
 604   ldlinux_name[0] = dev_fd | 0x40;
 605
 606   set_attributes(ldlinux_name, 0);
 607   fd = creat(ldlinux_name, 0x07); /* SYSTEM HIDDEN READONLY */
 608   write_ldlinux(fd);
 609   close(fd);
 610
 611   /*
 612    * Now, use libfat to create a block map.  This probably
 613    * should be changed to use ioctl(...,FIBMAP,...) since
 614    * this is supposed to be a simple, privileged version
 615    * of the installer.
 616    */
 617   ldlinux_sectors = (syslinux_ldlinux_len+SECTOR_SIZE-1) >> SECTOR_SHIFT;
 618   sectors = calloc(ldlinux_sectors, sizeof *sectors);
 619   lock_device(2);
 620   fs = libfat_open(libfat_xpread, dev_fd);
 621   ldlinux_cluster = libfat_searchdir(fs, 0, "LDLINUX SYS", NULL);
 622   secp = sectors;
 623   nsectors = 0;
 624   s = libfat_clustertosector(fs, ldlinux_cluster);
 625   while ( s && nsectors < ldlinux_sectors ) {
 626     *secp++ = s;
 627     nsectors++;
 628     s = libfat_nextsector(fs, s);
 629   }
 630   libfat_close(fs);
 631
 632   /*
 633    * If requested, move ldlinux.sys
 634    */
 635   if (subdir) {
 636     char new_ldlinux_name[160];
 637     char *cp = new_ldlinux_name+3;
 638     const char *sd;
 639     int slash = 1;
 640
 641     new_ldlinux_name[0] = dev_fd | 0x40;
 642     new_ldlinux_name[1] = ':';
 643     new_ldlinux_name[2] = '\\';
 644
 645     for (sd = subdir; *sd; sd++) {
 646       char c = *sd;
 647
 648       if (c == '/' || c == '\\') {
 649         if (slash)
 650           continue;
 651         c = '\\';
 652         slash = 1;
 653       } else {
 654         slash = 0;
 655       }
 656
 657       *cp++ = c;
 658     }
 659
 660     /* Skip if subdirectory == root */
 661     if (cp > new_ldlinux_name+3) {
 662       if (!slash)
 663         *cp++ = '\\';
 664
 665       memcpy(cp, "ldlinux.sys", 12);
 666
 667       set_attributes(ldlinux_name, 0);
 668       if (rename(ldlinux_name, new_ldlinux_name))
 669         set_attributes(ldlinux_name, 0x07);
 670       else
 671         set_attributes(new_ldlinux_name, 0x07);
 672     }
 673   }
 674
 675   /*
 676    * Patch ldlinux.sys and the boot sector
 677    */
 678   i = syslinux_patch(sectors, nsectors, stupid, raid_mode);
 679   patch_sectors = (i+SECTOR_SIZE-1) >> SECTOR_SHIFT;
 680
 681   /*
 682    * Overwrite the now-patched ldlinux.sys
 683    */
 684   lock_device(3);
 685   for (i = 0; i < patch_sectors; i++) {
 686     uint16_t si, di, cx;
 687     si = 0;
 688     di = (size_t)sectbuf;
 689     cx = SECTOR_SIZE >> 2;
 690     asm volatile("movw %3,%%fs ; fs ; rep ; movsl"
 691                  : "+S" (si), "+D" (di), "+c" (cx)
 692                  : "abd" ((uint16_t)(ldlinux_seg + (i << (SECTOR_SHIFT-4)))));
 693     write_device(dev_fd, sectbuf, 1, sectors[i]);
 694   }
 695
 696   /*
 697    * Muck with the MBR, if desired, while we hold the lock
 698    */
 699   adjust_mbr(dev_fd, writembr, set_active);
 700
 701   /*
 702    * To finish up, write the boot sector
 703    */
 704
 705   /* Read the superblock again since it might have changed while mounted */
 706   read_device(dev_fd, sectbuf, 1, 0);
 707
 708   /* Copy the syslinux code into the boot sector */
 709   syslinux_make_bootsect(sectbuf);
 710
 711   /* Write new boot sector */
 712   if ( bootsecfile ) {
 713     unlock_device(0);
 714     fd = creat(bootsecfile, 0x20); /* ARCHIVE */
 715     write_file(fd, sectbuf, SECTOR_SIZE);
 716     close(fd);
 717   } else {
 718     write_device(dev_fd, sectbuf, 1, 0);
 719     unlock_device(0);
 720   }
 721
 722   /* Done! */
 723
 724   return 0;
 725 }