query_apm_bios

今回は「query_apm_bios」関数を見てみます。
例によってBIOSにAPMの情報を問い合わせて、ブートパラメータ構造体に格納している関数に違いありません。

arch/x86/boot/apm.c
======
int　query_apm_bios(void)
{
/*　～省略(変数宣言)～　*/

/*　APM対応かチェックする　*/
ax　=　0x5300;
bx　=　cx　=　0;
asm　volatile("pushl　%%ebp　;　int　$0x15　;　popl　%%ebp　;　setc　%0"
　　　　　:　"=d"　(err),　"+a"　(ax),　"+b"　(bx),　"+c"　(cx)
　　　　　:　:　"esi",　"edi");

/*　～省略（エラーチェック)～*/

/*　いったんAPMから切断する　*/
ax　=　0x5304;
bx　=　0;
asm　volatile("pushl　%%ebp　;　int　$0x15　;　popl　%%ebp"
　　　　　:　"+a"　(ax),　"+b"　(bx)
　　　　　:　:　"ecx",　"edx",　"esi",　"edi");

/*　Paranoia　*/
ebx　=　esi　=　0;
cx　=　dx　=　di　=　0;

/*　改めてAPM接続　*/
asm　volatile("pushl　%%ebp　;　int　$0x15　;　popl　%%ebp　;　setc　%6"
　　　　　:　"=a"　(ax),　"+b"　(ebx),　"+c"　(cx),　"+d"　(dx),
　　　　　　　"+S"　(esi),　"+D"　(di),　"=m"　(err)
　　　　　:　"a"　(0x5303));

/*　ブートパラメータ構造体にセット　*/
boot_params.apm_bios_info.cseg　=　ax;
boot_params.apm_bios_info.offset　=　ebx;
boot_params.apm_bios_info.cseg_16　=　cx;
boot_params.apm_bios_info.dseg　=　dx;
boot_params.apm_bios_info.cseg_len　=　(u16)esi;
boot_params.apm_bios_info.cseg_16_len　=　esi　>>　16;
boot_params.apm_bios_info.dseg_len　=　di;
/*　～省略～　*/

/*　もう一度APM情報を取得してくる　*/
ax　=　0x5300;
bx　=　cx　=　0;
asm　volatile("pushl　%%ebp　;　int　$0x15　;　popl　%%ebp　;　setc　%0"
　　　　　:　"=d"　(err),　"+a"　(ax),　"+b"　(bx),　"+c"　(cx)
　　　　　:　:　"esi",　"edi");
/*～省略（エラーチェック）～*/

/*　バージョンとフラグ情報をセット　*/
boot_params.apm_bios_info.version　=　ax;
boot_params.apm_bios_info.flags　=　cx;
return　0;
}

======

なんだか似たようなコードばかり読んでいますが、こういった地道な作業の積み重ねなのです。

query_ist

main関数で「query_mca」の次にあるのは「query_voyager」ですが、NUMAシステム用なのでパスします。
その次の「query_ist」を見ていきます。
ISTとは「Intel　Speedstep　Technology」の略で、省電力機能です。
BIOSを使ってその辺の情報を拾ってくるんだろうな、と。。

同関数はmain.cの中にあります。
======

static　void　query_ist(void)
{
/*　古いBIOSでこの問い合わせするとクラッシュする　*/
if　(cpu.level　<　6)
return;

asm("int　$0x15"
　　　　:　"=a"　(boot_params.ist_info.signature),
　　　　　　"=b"　(boot_params.ist_info.command),
　　　　　　"=c"　(boot_params.ist_info.event),
　　　　　　"=d"　(boot_params.ist_info.perf_level)
　　　　:　"a"　(0x0000e980), 　/*　IST　Support　*/
　　　　　　"d"　(0x47534943));　/*　Request　value　*/
}

======
徐々にパターンが見えてきた気がしませんか。
問い合わせたい情報をレジスタにセットして0x15でソフトウェア割り込み。
とれた値を構造体に格納。
でもネットで調べてみてもISTを取得するためのBIOS機能なんて見つからず。
きっとここではそうやって取っているんだろうな、という解釈で進めますか、、、

query_mca

main関数もようやく中盤に差し掛かってきました。
今回見るのは「query_mca」。

arch/x86/boot/mca.c
======

int query_mca(void)
{
u8 err;
u16 es, bx, len;

/* BIOSを使ってROMテーブルを取得する */
asm("pushw %%es ; "
"int $0x15 ; "
"setc %0 ; "
"movw %%es, %1 ; "
"popw %%es"
: "=acd" (err), "=acdSD" (es), "=b" (bx)
: "a" (0xc000));

if (err)
return -1; /* No MCA present */

/* thread_info->addr_limitにesの値を格納する */
set_fs(es);
/* テーブルサイズを取得 */
len = rdfs16(bx);

if (len > sizeof(boot_params.sys_desc_table))
len = sizeof(boot_params.sys_desc_table);

/* ROMテーブルの内容をboot_params.sys_desc_tableにコピーする */
copy_from_fs(&boot_params.sys_desc_table, bx, len);
return 0;
}

======
int 0x15(AH:0xc0)でブートパラメータをとってきてboot_params_sysにコピーしている、というのがquery_mcaでやっていること。
で、これでとれてくるブートパラメータって何？というところは色々調べてみたのだけど分からずじまい。。。

この関数で呼んでいる「set_fs」「rdfs16」「copy_from_fs」といった関数はコメント以上のことは
やっていない単純なものなので見ないおきます。

keyboard_set_repeat

main関数で呼び出しているお次は「keyboard_set_repeat」。
コメントにもなぜここでやるのか分からん、と書いてあるような関数なので
モチベーションあがりませんが、短いので見ておきましょう。

======

static void keyboard_set_repeat(void)
{
u16 ax = 0x0305;
u16 bx = 0;
asm volatile("int $0x16"
: "+a" (ax), "+b" (bx)
: : "ecx", "edx", "esi", "edi");
}

======
キーボードのリピートレートをMAXに設定しています。
この部分はBIOSの機能としてはかなりマニアックなようでネット探しても
なかなか詳細な解説には出会えません。

linux-usersメーリングリストの過去ログから拾ってきました
http://search.luky.org/linux-users.3/msg02165.html

追記）
こちらも参考になります。
ブートローダー（その４）ーありえるえりあ

detect_memory

main関数で呼び出しているお次は「detect_memory」。
その名のとおり、メモリを検出しているに違いありません。

arch/x86/boot/memory.c
======

int detect_memory(void)

{
int err = -1;

if (detect_memory_e820() > 0)
err = 0;

if (!detect_memory_e801())
err = 0;

if (!detect_memory_88())
err = 0;

return err;
}

======

それでは各サブ関数を見ていきましょう。
すべて同じファイル内にあります。

======

static int detect_memory_e820(void)
{
/* ～変数宣言～ */

do {
size = sizeof(struct e820entry);

/* システムのアドレスマップをBIOSに問い合わせる。 */
asm("int $0x15; setc %0"
: "=d" (err), "+b" (next), "=a" (id), "+c" (size),
"=m" (*desc)
: "D" (desc), "d" (SMAP), "a" (0xe820));

/* 失敗してたらループを抜ける*/
if (err)
break;

/* BIOSによってはこのループ中にSMAPを返すのをやめてしまいます。
こちらとしてはここまで成功してんだか失敗してんだか
　　　　　　　　　　ゴミまざってんだか分からないのでエントリ数０で
　　　　　　　　　　ループ抜けちゃいます */
if (id != SMAP) {
count = 0;
break;
}

/* アドレスマップのエントリ数を加算 */
count++;
desc++;

/* アドレスマップエントリの配列サイズ(=128)を越えてないか？ */
} while (next && count < e820_entries =" count;">

======
SMAPとか出てきますがこれは「System Memoy mAP」の略です。
BIOSからもらえるメモリマップの情報です。
要約してしまうとこの関数はBIOSの機能を使ってシステムのメモリマップを取得しているのです。
次に「detect_memory_e801」を見てみます。

======

static int detect_memory_e801(void)
{
/* ～変数宣言～ */

/* BIOSから拡張メモリ領域サイズ(64MBを超える部分)を取得する */
bx = cx = dx = 0;
ax = 0xe801;
asm("stc; int $0x15; setc %0"
: "=m" (err), "+a" (ax), "+b" (bx), "+c" (cx), "+d" (dx));

if (err)
return -1;

/* これ必要？(※原文まま)*/
if (cx || dx) {
ax = cx;
bx = dx;
}

/* とれてくる値が16MB超過していたらおかしい */
if (ax > 15*1024)
return -1; /* Bogus! */

/* とってきた64MBを超える分の拡張メモリサイズを格納しておく　*/
boot_params.alt_mem_k = (ax == 15*1024) ? (dx <<>

======
さっきから出てくる「int 0x15」というのはBIOSの機能を呼び出している部分で、
ファンクション表は英語のWikipediaが便利です。
あんまり難しい英語でもないのでなんとかいけます。

http://en.wikipedia.org/wiki/BIOS_call

他に親切な解説としては下記が詳しくて参考になります。
ブートローダー(その3) -ありえるえりあ


最後の方はコメントを無理やり訳してみましたが、正直よく理解できてません。
めげずに次へ

======

static int detect_memory_88(void)
{
u16 ax;
u8 err;

/* 拡張メモリサイズをとってくる */
ax = 0x8800;
asm("stc; int $0x15; setc %0" : "=bcdm" (err), "+a" (ax));

/* とってきたメモリサイズを格納しておく */
boot_params.screen_info.ext_mem_k = ax;
/* エラーの結果を返す */
return -err;
}

=======

というわけで「detect_memory」の内容をまとめると
1)「detect_memory_e820」でシステムメモリのアドレスマップエントリ数を取得
2)「detect_memory_e801」で64MBを超えた部分の拡張メモリサイズを取得
3)「detect_memory_88」で拡張メモリサイズを取得
ということをしているのです。

set_bios_mode

main関数でvalidate_cpuの次に呼び出しているのは「set_bios_mode」、今回はこちらを見ていきます。

=====================

static　void　set_bios_mode(void)
{
#ifdef　CONFIG_X86_64
u32　eax,　ebx;

eax　=　0xec00;
ebx　=　2;
asm　volatile("int　$0x15"
　　　　　:　"+a"　(eax),　"+b"　(ebx)
　　　　　:　:　"ecx",　"edx",　"esi",　"edi");
#endif
}

=====================

、、、64bit　CPUでないと何もしないようなのでおしまい。
CPUモードをBIOSに設定しているようです。

validate_cpu

main関数から呼び出している関数のうち、前回までにcopy_boot_params、init_heapの２つを
見てきました。今回は３つめ「validate_cpu」を見てみましょう。

arch/x86/boot/cpu.c
======

int　validate_cpu(void)
{
　　/*変数宣言(省略)　*/

　　/*　CPUのチェック　*/
　　check_cpu(&cpu_level,　&req_level,　&err_flags);

　　/*　CPUレベルと要求レベルの比較　*/
　　if　(cpu_level　<　req_level)　{
　　　　/*　エラー処理(省略)　*/
　　}

　　/*　エラーフラグが立っているか？*/
　　if　(err_flags)　{
　　　　/*　エラー処理（省略）*/
　　}　else　{
　　　　return　0;
　　}
}

=======

check_cpuという関数を呼び出して、関数内で設定された値をチェックして必要に応じてエラーメッセージを表示しているのみ。なので、実機能はcheck_cpuにあります。

arch/x86/boot/cpucheck.c
=======

int　check_cpu(int　*cpu_level_ptr,　int　*req_level_ptr,　u32　**err_flags_ptr)
{
int　err;

/*　とりあえずCPUレベル3をセット　*/
memset(&cpu.flags,　0,　sizeof　cpu.flags);
cpu.level　=　3;

/*　アライメントチェックフラグがあればレベル4　*/
if　(has_eflag(X86_EFLAGS_AC))
cpu.level　=　4;

/*　CPUID命令でプロセッサを識別する。必要ならレベルも更新　*/
get_flags();
/*　エラーがないかチェックする　*/
err　=　check_flags();

/*　64bitかどうか　*/
if　(test_bit(X86_FEATURE_LM,　cpu.flags))
cpu.level　=　64;

if　(/*AMDの場合*/)　{
～省略～
}　else　if　(/*　VIA　C3の場合　*/)　{
～省略～
}　else　if　(/*　Transmetaの場合　*/)　{
～省略～
}

if　(err_flags_ptr)
*err_flags_ptr　=　err　?　err_flags　:　NULL;
if　(cpu_level_ptr)
*cpu_level_ptr　=　cpu.level;
if　(req_level_ptr)
*req_level_ptr　=　req_level;

return　(cpu.level　<　req_level　||　err)　?　-1　:　0;
}

=======

どんなCPUを使っているの？という情報をとってきてパラメータに格納しています。