Merge branches 'release', 'misc' and 'misc-2.6.25' into release
[linux-2.6] / arch / x86 / boot / compressed / misc.c
1 /*
2  * misc.c
3  *
4  * This is a collection of several routines from gzip-1.0.3
5  * adapted for Linux.
6  *
7  * malloc by Hannu Savolainen 1993 and Matthias Urlichs 1994
8  * puts by Nick Holloway 1993, better puts by Martin Mares 1995
9  * High loaded stuff by Hans Lermen & Werner Almesberger, Feb. 1996
10  */
11
12 /*
13  * we have to be careful, because no indirections are allowed here, and
14  * paravirt_ops is a kind of one. As it will only run in baremetal anyway,
15  * we just keep it from happening
16  */
17 #undef CONFIG_PARAVIRT
18 #ifdef CONFIG_X86_64
19 #define _LINUX_STRING_H_ 1
20 #define __LINUX_BITMAP_H 1
21 #endif
22
23 #include <linux/linkage.h>
24 #include <linux/screen_info.h>
25 #include <asm/io.h>
26 #include <asm/page.h>
27 #include <asm/boot.h>
28
29 /* WARNING!!
30  * This code is compiled with -fPIC and it is relocated dynamically
31  * at run time, but no relocation processing is performed.
32  * This means that it is not safe to place pointers in static structures.
33  */
34
35 /*
36  * Getting to provable safe in place decompression is hard.
37  * Worst case behaviours need to be analyzed.
38  * Background information:
39  *
40  * The file layout is:
41  *    magic[2]
42  *    method[1]
43  *    flags[1]
44  *    timestamp[4]
45  *    extraflags[1]
46  *    os[1]
47  *    compressed data blocks[N]
48  *    crc[4] orig_len[4]
49  *
50  * resulting in 18 bytes of non compressed data overhead.
51  *
52  * Files divided into blocks
53  * 1 bit (last block flag)
54  * 2 bits (block type)
55  *
56  * 1 block occurs every 32K -1 bytes or when there 50% compression has been achieved.
57  * The smallest block type encoding is always used.
58  *
59  * stored:
60  *    32 bits length in bytes.
61  *
62  * fixed:
63  *    magic fixed tree.
64  *    symbols.
65  *
66  * dynamic:
67  *    dynamic tree encoding.
68  *    symbols.
69  *
70  *
71  * The buffer for decompression in place is the length of the
72  * uncompressed data, plus a small amount extra to keep the algorithm safe.
73  * The compressed data is placed at the end of the buffer.  The output
74  * pointer is placed at the start of the buffer and the input pointer
75  * is placed where the compressed data starts.  Problems will occur
76  * when the output pointer overruns the input pointer.
77  *
78  * The output pointer can only overrun the input pointer if the input
79  * pointer is moving faster than the output pointer.  A condition only
80  * triggered by data whose compressed form is larger than the uncompressed
81  * form.
82  *
83  * The worst case at the block level is a growth of the compressed data
84  * of 5 bytes per 32767 bytes.
85  *
86  * The worst case internal to a compressed block is very hard to figure.
87  * The worst case can at least be boundined by having one bit that represents
88  * 32764 bytes and then all of the rest of the bytes representing the very
89  * very last byte.
90  *
91  * All of which is enough to compute an amount of extra data that is required
92  * to be safe.  To avoid problems at the block level allocating 5 extra bytes
93  * per 32767 bytes of data is sufficient.  To avoind problems internal to a block
94  * adding an extra 32767 bytes (the worst case uncompressed block size) is
95  * sufficient, to ensure that in the worst case the decompressed data for
96  * block will stop the byte before the compressed data for a block begins.
97  * To avoid problems with the compressed data's meta information an extra 18
98  * bytes are needed.  Leading to the formula:
99  *
100  * extra_bytes = (uncompressed_size >> 12) + 32768 + 18 + decompressor_size.
101  *
102  * Adding 8 bytes per 32K is a bit excessive but much easier to calculate.
103  * Adding 32768 instead of 32767 just makes for round numbers.
104  * Adding the decompressor_size is necessary as it musht live after all
105  * of the data as well.  Last I measured the decompressor is about 14K.
106  * 10K of actual data and 4K of bss.
107  *
108  */
109
110 /*
111  * gzip declarations
112  */
113
114 #define OF(args)  args
115 #define STATIC static
116
117 #undef memset
118 #undef memcpy
119 #define memzero(s, n)     memset ((s), 0, (n))
120
121 typedef unsigned char  uch;
122 typedef unsigned short ush;
123 typedef unsigned long  ulg;
124
125 #define WSIZE 0x80000000        /* Window size must be at least 32k,
126                                  * and a power of two
127                                  * We don't actually have a window just
128                                  * a huge output buffer so I report
129                                  * a 2G windows size, as that should
130                                  * always be larger than our output buffer.
131                                  */
132
133 static uch *inbuf;      /* input buffer */
134 static uch *window;     /* Sliding window buffer, (and final output buffer) */
135
136 static unsigned insize;  /* valid bytes in inbuf */
137 static unsigned inptr;   /* index of next byte to be processed in inbuf */
138 static unsigned outcnt;  /* bytes in output buffer */
139
140 /* gzip flag byte */
141 #define ASCII_FLAG   0x01 /* bit 0 set: file probably ASCII text */
142 #define CONTINUATION 0x02 /* bit 1 set: continuation of multi-part gzip file */
143 #define EXTRA_FIELD  0x04 /* bit 2 set: extra field present */
144 #define ORIG_NAME    0x08 /* bit 3 set: original file name present */
145 #define COMMENT      0x10 /* bit 4 set: file comment present */
146 #define ENCRYPTED    0x20 /* bit 5 set: file is encrypted */
147 #define RESERVED     0xC0 /* bit 6,7:   reserved */
148
149 #define get_byte()  (inptr < insize ? inbuf[inptr++] : fill_inbuf())
150                 
151 /* Diagnostic functions */
152 #ifdef DEBUG
153 #  define Assert(cond,msg) {if(!(cond)) error(msg);}
154 #  define Trace(x) fprintf x
155 #  define Tracev(x) {if (verbose) fprintf x ;}
156 #  define Tracevv(x) {if (verbose>1) fprintf x ;}
157 #  define Tracec(c,x) {if (verbose && (c)) fprintf x ;}
158 #  define Tracecv(c,x) {if (verbose>1 && (c)) fprintf x ;}
159 #else
160 #  define Assert(cond,msg)
161 #  define Trace(x)
162 #  define Tracev(x)
163 #  define Tracevv(x)
164 #  define Tracec(c,x)
165 #  define Tracecv(c,x)
166 #endif
167
168 static int  fill_inbuf(void);
169 static void flush_window(void);
170 static void error(char *m);
171 static void gzip_mark(void **);
172 static void gzip_release(void **);
173   
174 /*
175  * This is set up by the setup-routine at boot-time
176  */
177 static unsigned char *real_mode; /* Pointer to real-mode data */
178
179 #define RM_EXT_MEM_K   (*(unsigned short *)(real_mode + 0x2))
180 #ifndef STANDARD_MEMORY_BIOS_CALL
181 #define RM_ALT_MEM_K   (*(unsigned long *)(real_mode + 0x1e0))
182 #endif
183 #define RM_SCREEN_INFO (*(struct screen_info *)(real_mode+0))
184
185 extern unsigned char input_data[];
186 extern int input_len;
187
188 static long bytes_out = 0;
189
190 static void *malloc(int size);
191 static void free(void *where);
192
193 static void *memset(void *s, int c, unsigned n);
194 static void *memcpy(void *dest, const void *src, unsigned n);
195
196 static void putstr(const char *);
197
198 #ifdef CONFIG_X86_64
199 #define memptr long
200 #else
201 #define memptr unsigned
202 #endif
203
204 static memptr free_mem_ptr;
205 static memptr free_mem_end_ptr;
206
207 #ifdef CONFIG_X86_64
208 #define HEAP_SIZE             0x7000
209 #else
210 #define HEAP_SIZE             0x4000
211 #endif
212
213 static char *vidmem = (char *)0xb8000;
214 static int vidport;
215 static int lines, cols;
216
217 #ifdef CONFIG_X86_NUMAQ
218 void *xquad_portio;
219 #endif
220
221 #include "../../../../lib/inflate.c"
222
223 static void *malloc(int size)
224 {
225         void *p;
226
227         if (size <0) error("Malloc error");
228         if (free_mem_ptr <= 0) error("Memory error");
229
230         free_mem_ptr = (free_mem_ptr + 3) & ~3; /* Align */
231
232         p = (void *)free_mem_ptr;
233         free_mem_ptr += size;
234
235         if (free_mem_ptr >= free_mem_end_ptr)
236                 error("Out of memory");
237
238         return p;
239 }
240
241 static void free(void *where)
242 {       /* Don't care */
243 }
244
245 static void gzip_mark(void **ptr)
246 {
247         *ptr = (void *) free_mem_ptr;
248 }
249
250 static void gzip_release(void **ptr)
251 {
252         free_mem_ptr = (memptr) *ptr;
253 }
254  
255 static void scroll(void)
256 {
257         int i;
258
259         memcpy ( vidmem, vidmem + cols * 2, ( lines - 1 ) * cols * 2 );
260         for ( i = ( lines - 1 ) * cols * 2; i < lines * cols * 2; i += 2 )
261                 vidmem[i] = ' ';
262 }
263
264 static void putstr(const char *s)
265 {
266         int x,y,pos;
267         char c;
268
269 #ifdef CONFIG_X86_32
270         if (RM_SCREEN_INFO.orig_video_mode == 0 && lines == 0 && cols == 0)
271                 return;
272 #endif
273
274         x = RM_SCREEN_INFO.orig_x;
275         y = RM_SCREEN_INFO.orig_y;
276
277         while ( ( c = *s++ ) != '\0' ) {
278                 if ( c == '\n' ) {
279                         x = 0;
280                         if ( ++y >= lines ) {
281                                 scroll();
282                                 y--;
283                         }
284                 } else {
285                         vidmem [(x + cols * y) * 2] = c;
286                         if ( ++x >= cols ) {
287                                 x = 0;
288                                 if ( ++y >= lines ) {
289                                         scroll();
290                                         y--;
291                                 }
292                         }
293                 }
294         }
295
296         RM_SCREEN_INFO.orig_x = x;
297         RM_SCREEN_INFO.orig_y = y;
298
299         pos = (x + cols * y) * 2;       /* Update cursor position */
300         outb(14, vidport);
301         outb(0xff & (pos >> 9), vidport+1);
302         outb(15, vidport);
303         outb(0xff & (pos >> 1), vidport+1);
304 }
305
306 static void* memset(void* s, int c, unsigned n)
307 {
308         int i;
309         char *ss = s;
310
311         for (i=0;i<n;i++) ss[i] = c;
312         return s;
313 }
314
315 static void* memcpy(void* dest, const void* src, unsigned n)
316 {
317         int i;
318         const char *s = src;
319         char *d = dest;
320
321         for (i=0;i<n;i++) d[i] = s[i];
322         return dest;
323 }
324
325 /* ===========================================================================
326  * Fill the input buffer. This is called only when the buffer is empty
327  * and at least one byte is really needed.
328  */
329 static int fill_inbuf(void)
330 {
331         error("ran out of input data");
332         return 0;
333 }
334
335 /* ===========================================================================
336  * Write the output window window[0..outcnt-1] and update crc and bytes_out.
337  * (Used for the decompressed data only.)
338  */
339 static void flush_window(void)
340 {
341         /* With my window equal to my output buffer
342          * I only need to compute the crc here.
343          */
344         ulg c = crc;         /* temporary variable */
345         unsigned n;
346         uch *in, ch;
347
348         in = window;
349         for (n = 0; n < outcnt; n++) {
350                 ch = *in++;
351                 c = crc_32_tab[((int)c ^ ch) & 0xff] ^ (c >> 8);
352         }
353         crc = c;
354         bytes_out += (ulg)outcnt;
355         outcnt = 0;
356 }
357
358 static void error(char *x)
359 {
360         putstr("\n\n");
361         putstr(x);
362         putstr("\n\n -- System halted");
363
364         while (1)
365                 asm("hlt");
366 }
367
368 asmlinkage void decompress_kernel(void *rmode, memptr heap,
369                                   uch *input_data, unsigned long input_len,
370                                   uch *output)
371 {
372         real_mode = rmode;
373
374         if (RM_SCREEN_INFO.orig_video_mode == 7) {
375                 vidmem = (char *) 0xb0000;
376                 vidport = 0x3b4;
377         } else {
378                 vidmem = (char *) 0xb8000;
379                 vidport = 0x3d4;
380         }
381
382         lines = RM_SCREEN_INFO.orig_video_lines;
383         cols = RM_SCREEN_INFO.orig_video_cols;
384
385         window = output;                /* Output buffer (Normally at 1M) */
386         free_mem_ptr     = heap;        /* Heap */
387         free_mem_end_ptr = heap + HEAP_SIZE;
388         inbuf  = input_data;            /* Input buffer */
389         insize = input_len;
390         inptr  = 0;
391
392 #ifdef CONFIG_X86_64
393         if ((ulg)output & (__KERNEL_ALIGN - 1))
394                 error("Destination address not 2M aligned");
395         if ((ulg)output >= 0xffffffffffUL)
396                 error("Destination address too large");
397 #else
398         if ((u32)output & (CONFIG_PHYSICAL_ALIGN -1))
399                 error("Destination address not CONFIG_PHYSICAL_ALIGN aligned");
400         if (heap > ((-__PAGE_OFFSET-(512<<20)-1) & 0x7fffffff))
401                 error("Destination address too large");
402 #ifndef CONFIG_RELOCATABLE
403         if ((u32)output != LOAD_PHYSICAL_ADDR)
404                 error("Wrong destination address");
405 #endif
406 #endif
407
408         makecrc();
409         putstr("\nDecompressing Linux... ");
410         gunzip();
411         putstr("done.\nBooting the kernel.\n");
412         return;
413 }