src/post.c

   1 // 32bit code to Power On Self Test (POST) a machine.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
   5 //
   6 // This file may be distributed under the terms of the GNU GPLv3 license.
   7
   8 #include "ioport.h" // PORT_*
   9 #include "../out/rom16.offset.auto.h" // OFFSET_*
  10 #include "config.h" // CONFIG_*
  11 #include "cmos.h" // CMOS_*
  12 #include "util.h" // memset
  13 #include "biosvar.h" // struct bios_data_area_s
  14 #include "ata.h" // hard_drive_setup
  15 #include "kbd.h" // kbd_setup
  16 #include "disk.h" // floppy_drive_setup
  17 #include "memmap.h" // add_e820
  18 #include "pic.h" // pic_setup
  19
  20 #define bda ((struct bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_BDA, 0))
  21 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0))
  22
  23 static void
  24 init_bda()
  25 {
  26     dprintf(3, "init bda\n");
  27     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  28
  29     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  30
  31     int i;
  32     for (i=0; i<256; i++) {
  33         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  34         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  35     }
  36
  37     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  38     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  39     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  40     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  41     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  42     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  43     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  44     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  45     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  46     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  47     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  48     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  49     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  50     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  51     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  52     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  53     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  54     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  55     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  56     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  57
  58     // set vector 0x79 to zero
  59     // this is used by 'gardian angel' protection system
  60     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  61     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  62
  63     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  64 }
  65
  66 static void
  67 init_ebda()
  68 {
  69     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  70     ebda->size = EBDA_SIZE;
  71     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  72     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  73     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  74             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  75     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  76     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  77             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  78 }
  79
  80 static void
  81 ram_probe(void)
  82 {
  83     dprintf(3, "Find memory size\n");
  84     if (CONFIG_COREBOOT) {
  85         coreboot_fill_map();
  86     } else {
  87         // On emulators, get memory size from nvram.
  88         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
  89                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
  90         if (rs)
  91             rs += 16 * 1024 * 1024;
  92         else
  93             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
  94                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
  95                   + 1 * 1024 * 1024);
  96         SET_EBDA(ram_size, rs);
  97         add_e820(0, rs, E820_RAM);
  98
  99         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 100         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 101     }
 102
 103     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 104     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 105
 106     // Mark known areas as reserved.
 107     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 108     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_BIOS, 0), 0x10000, E820_RESERVED);
 109
 110     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 111 }
 112
 113 static void
 114 init_boot_vectors()
 115 {
 116     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 117
 118     // Floppy drive
 119     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 120     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 121     ip++;
 122
 123     // First HDD
 124     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 125     ip++;
 126
 127     // CDROM
 128     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 129         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 130         ip++;
 131     }
 132
 133     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 134     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 135     if (CONFIG_COREBOOT) {
 136         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 137         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 138         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 139     } else {
 140         // On emulators, get boot order from nvram.
 141         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 142                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 143         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 144             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 145     }
 146 }
 147
 148 // Execute a given option rom.
 149 static void
 150 callrom(u16 seg, u16 offset)
 151 {
 152     struct bregs br;
 153     memset(&br, 0, sizeof(br));
 154     br.es = SEG_BIOS;
 155     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 156     br.cs = seg;
 157     br.ip = offset;
 158     call16(&br);
 159
 160     debug_serial_setup();
 161 }
 162
 163 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 164 static void
 165 rom_scan(u32 start, u32 end)
 166 {
 167     u8 *p = (u8*)start;
 168     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 169         u8 *rom = p;
 170         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 171             continue;
 172         u32 len = rom[2] * 512;
 173         u8 sum = checksum(rom, len);
 174         if (sum != 0) {
 175             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 176                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 177                     , rom, len, sum);
 178             continue;
 179         }
 180         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 181         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 182         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 183
 184         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 185             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 186                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 187
 188         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 189         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 190         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 191         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 192             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 193             continue;
 194         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 195         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 196         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 197         if (!entry)
 198             continue;
 199         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 200         // its BEV and product name string.
 201
 202         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 203             continue;
 204
 205         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 206         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 207         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 208
 209         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 210         if (desc)
 211             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 212
 213         ebda->ipl.count++;
 214     }
 215 }
 216
 217 // Main setup code.
 218 static void
 219 post()
 220 {
 221     init_bda();
 222     init_ebda();
 223
 224     pic_setup();
 225     timer_setup();
 226     kbd_setup();
 227     lpt_setup();
 228     serial_setup();
 229     mouse_setup();
 230     mathcp_setup();
 231
 232     memmap_setup();
 233
 234     ram_probe();
 235
 236     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 237     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 238
 239     printf("BIOS - begin\n\n");
 240
 241     rombios32_init();
 242
 243     memmap_finalize();
 244
 245     floppy_drive_setup();
 246     hard_drive_setup();
 247
 248     init_boot_vectors();
 249
 250     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 251     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 252 }
 253
 254 // Clear .bss section for C code.
 255 static void
 256 clear_bss()
 257 {
 258     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 259     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 260     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 261 }
 262
 263 // Reset DMA controller
 264 static void
 265 init_dma()
 266 {
 267     // first reset the DMA controllers
 268     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 269     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 270
 271     // then initialize the DMA controllers
 272     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 273     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 274 }
 275
 276 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 277 static void
 278 check_restart_status()
 279 {
 280     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 281     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 282     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 283
 284     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 285         // Normal post
 286         return;
 287
 288     if (status != 0x05) {
 289         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 290         return;
 291     }
 292
 293     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 294     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 295     eoi_pic2();
 296     struct bregs br;
 297     memset(&br, 0, sizeof(br));
 298     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 299     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 300     call16(&br);
 301 }
 302
 303 // 32-bit entry point.
 304 void VISIBLE32
 305 _start()
 306 {
 307     init_dma();
 308     check_restart_status();
 309
 310     debug_serial_setup();
 311     dprintf(1, "Start bios\n");
 312
 313     // Setup for .bss and .data sections
 314     clear_bss();
 315     make_bios_writable();
 316
 317     // Perform main setup code.
 318     post();
 319
 320     // Present the user with a bootup menu.
 321     interactive_bootmenu();
 322
 323     // Prep for boot process.
 324     make_bios_readonly();
 325     clear_bss();
 326
 327     // Invoke int 19 to start boot process.
 328     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 329     struct bregs br;
 330     memset(&br, 0, sizeof(br));
 331     call16_int(0x19, &br);
 332 }
 333
 334 // Externally visible 32bit entry point.
 335 asm(
 336     ".global post32\n"
 337     "post32:\n"
 338     "cli\n"
 339     "cld\n"
 340     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 341     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 342     "movl $" __stringify(BUILD_STACK_ADDR) ", %esp\n"
 343     "ljmp $0x10, $_start\n"
 344     );