Quelle  a20.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/* -*- linux-c -*- ------------------------------------------------------- *
 *
 *   Copyright (C) 1991, 1992 Linus Torvalds
 *   Copyright 2007-2008 rPath, Inc. - All Rights Reserved
 *   Copyright 2009 Intel Corporation; author H. Peter Anvin
 *
 * ----------------------------------------------------------------------- */

/*
 * Enable A20 gate (return -1 on failure)
 */

#include "boot.h"

#define MAX_8042_LOOPS 100000
#define MAX_8042_FF 32

static int empty_8042(void)
{
 u8 status;
 int loops = MAX_8042_LOOPS;
 int ffs   = MAX_8042_FF;

 while (loops--) {
  io_delay();

  status = inb(0x64);
  if (status == 0xff) {
   /* FF is a plausible, but very unlikely status */
   if (!--ffs)
    return -1; /* Assume no KBC present */
  }
  if (status & 1) {
   /* Read and discard input data */
   io_delay();
   (void)inb(0x60);
  } else if (!(status & 2)) {
   /* Buffers empty, finished! */
   return 0;
  }
 }

 return -1;
}

/* Returns nonzero if the A20 line is enabled.  The memory address
   used as a test is the int $0x80 vector, which should be safe. */

#define A20_TEST_ADDR (4*0x80)
#define A20_TEST_SHORT  32
#define A20_TEST_LONG 2097152 /* 2^21 */

static int a20_test(int loops)
{
 int ok = 0;
 int saved, ctr;

 set_fs(0x0000);
 set_gs(0xffff);

 saved = ctr = rdfs32(A20_TEST_ADDR);

 while (loops--) {
  wrfs32(++ctr, A20_TEST_ADDR);
  io_delay(); /* Serialize and make delay constant */
  ok = rdgs32(A20_TEST_ADDR+0x10) ^ ctr;
  if (ok)
   break;
 }

 wrfs32(saved, A20_TEST_ADDR);
 return ok;
}

/* Quick test to see if A20 is already enabled */
static int a20_test_short(void)
{
 return a20_test(A20_TEST_SHORT);
}

/* Longer test that actually waits for A20 to come on line; this
   is useful when dealing with the KBC or other slow external circuitry. */
static int a20_test_long(void)
{
 return a20_test(A20_TEST_LONG);
}

static void enable_a20_bios(void)
{
 struct biosregs ireg;

 initregs(&ireg);
 ireg.ax = 0x2401;
 intcall(0x15, &ireg, NULL);
}

static void enable_a20_kbc(void)
{
 empty_8042();

 outb(0xd1, 0x64); /* Command write */
 empty_8042();

 outb(0xdf, 0x60); /* A20 on */
 empty_8042();

 outb(0xff, 0x64); /* Null command, but UHCI wants it */
 empty_8042();
}

static void enable_a20_fast(void)
{
 u8 port_a;

 port_a = inb(0x92); /* Configuration port A */
 port_a |=  0x02; /* Enable A20 */
 port_a &= ~0x01; /* Do not reset machine */
 outb(port_a, 0x92);
}

/*
 * Actual routine to enable A20; return 0 on ok, -1 on failure
 */

#define A20_ENABLE_LOOPS 255 /* Number of times to try */

int enable_a20(void)
{
       int loops = A20_ENABLE_LOOPS;
       int kbc_err;

       while (loops--) {
        /* First, check to see if A20 is already enabled
  (legacy free, etc.) */
        if (a20_test_short())
         return 0;
        
        /* Next, try the BIOS (INT 0x15, AX=0x2401) */
        enable_a20_bios();
        if (a20_test_short())
         return 0;
        
        /* Try enabling A20 through the keyboard controller */
        kbc_err = empty_8042();

        if (a20_test_short())
         return 0; /* BIOS worked, but with delayed reaction */
 
        if (!kbc_err) {
         enable_a20_kbc();
         if (a20_test_long())
          return 0;
        }
        
        /* Finally, try enabling the "fast A20 gate" */
        enable_a20_fast();
        if (a20_test_long())
         return 0;
       }
       
       return -1;
}