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
  18 #define bda ((struct bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_BDA, 0))
  19 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0))
  20
  21 static void
  22 init_bda()
  23 {
  24     dprintf(3, "init bda\n");
  25     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  26
  27     int i;
  28     for (i=0; i<256; i++) {
  29         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  30         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  31     }
  32
  33     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  34
  35     // Set BDA Equipment Word - 0x06 = FPU enable, mouse installed
  36     SET_BDA(equipment_list_flags, 0x06);
  37
  38     // set vector 0x79 to zero
  39     // this is used by 'gardian angel' protection system
  40     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  41     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  42
  43     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  44     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  45     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  46     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  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[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  51     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  52     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  53     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  54     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  55     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  56     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  57     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  58     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  59     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  60     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  61     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  62     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  63
  64     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  65 }
  66
  67 static void
  68 init_ebda()
  69 {
  70     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  71     ebda->size = EBDA_SIZE;
  72     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  73     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  74     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  75             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  76     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  77     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  78             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  79 }
  80
  81 static void
  82 ram_probe(void)
  83 {
  84     dprintf(3, "Find memory size\n");
  85     u32 rs;
  86     if (CONFIG_COREBOOT) {
  87         // XXX - just hardcode for now.
  88         rs = 128*1024*1024;
  89     } else {
  90         // On emulators, get memory size from nvram.
  91         rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
  92               | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
  93         if (rs)
  94             rs += 16 * 1024 * 1024;
  95         else
  96             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
  97                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
  98                   + 1 * 1024 * 1024);
  99     }
 100
 101     SET_EBDA(ram_size, rs);
 102     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", rs);
 103 }
 104
 105 static void
 106 pic_setup()
 107 {
 108     dprintf(3, "init pic\n");
 109     outb(0x11, PORT_PIC1);
 110     outb(0x11, PORT_PIC2);
 111     outb(0x08, PORT_PIC1_DATA);
 112     outb(0x70, PORT_PIC2_DATA);
 113     outb(0x04, PORT_PIC1_DATA);
 114     outb(0x02, PORT_PIC2_DATA);
 115     outb(0x01, PORT_PIC1_DATA);
 116     outb(0x01, PORT_PIC2_DATA);
 117     outb(0xb8, PORT_PIC1_DATA);
 118     if (CONFIG_PS2_MOUSE)
 119         outb(0x8f, PORT_PIC2_DATA);
 120     else
 121         outb(0x9f, PORT_PIC2_DATA);
 122 }
 123
 124 static void
 125 init_boot_vectors()
 126 {
 127     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 128
 129     // Floppy drive
 130     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 131     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 132     ip++;
 133
 134     // First HDD
 135     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 136     ip++;
 137
 138     // CDROM
 139     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 140         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 141         ip++;
 142     }
 143
 144     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 145     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 146     if (CONFIG_COREBOOT) {
 147         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 148         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 149         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 150     } else {
 151         // On emulators, get boot order from nvram.
 152         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 153                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 154         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 155             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 156     }
 157 }
 158
 159 // Execute a given option rom.
 160 static void
 161 callrom(u16 seg, u16 offset)
 162 {
 163     struct bregs br;
 164     memset(&br, 0, sizeof(br));
 165     br.es = SEG_BIOS;
 166     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 167     br.cs = seg;
 168     br.ip = offset;
 169     call16(&br);
 170 }
 171
 172 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 173 static void
 174 rom_scan(u32 start, u32 end)
 175 {
 176     u8 *p = (u8*)start;
 177     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 178         u8 *rom = p;
 179         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 180             continue;
 181         u32 len = rom[2] * 512;
 182         if (checksum(rom, len) != 0)
 183             continue;
 184         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 185         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 186         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 187
 188         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 189             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 190                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 191
 192         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 193         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 194         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 195         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 196             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 197             continue;
 198         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 199         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 200         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 201         if (!entry)
 202             continue;
 203         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 204         // its BEV and product name string.
 205
 206         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 207             continue;
 208
 209         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 210         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 211         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 212
 213         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 214         if (desc)
 215             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 216
 217         ebda->ipl.count++;
 218     }
 219 }
 220
 221 // Main setup code.
 222 static void
 223 post()
 224 {
 225     init_bda();
 226     init_ebda();
 227
 228     timer_setup();
 229     kbd_setup();
 230     lpt_setup();
 231     serial_setup();
 232     pic_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     floppy_drive_setup();
 244     hard_drive_setup();
 245
 246     init_boot_vectors();
 247
 248     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 249     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 250 }
 251
 252 // Clear .bss section for C code.
 253 static void
 254 clear_bss()
 255 {
 256     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 257     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 258     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 259 }
 260
 261 // Reset DMA controller
 262 static void
 263 init_dma()
 264 {
 265     // first reset the DMA controllers
 266     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 267     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 268
 269     // then initialize the DMA controllers
 270     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 271     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 272 }
 273
 274 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 275 static void
 276 check_restart_status()
 277 {
 278     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 279     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 280     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 281
 282     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 283         // Normal post
 284         return;
 285
 286     if (status != 0x05) {
 287         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 288         return;
 289     }
 290
 291     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 292     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 293     eoi_both_pics();
 294     struct bregs br;
 295     memset(&br, 0, sizeof(br));
 296     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 297     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 298     call16(&br);
 299 }
 300
 301 // 32-bit entry point.
 302 void VISIBLE32
 303 _start()
 304 {
 305     init_dma();
 306     check_restart_status();
 307
 308     dprintf(1, "Start bios\n");
 309
 310     // Setup for .bss and .data sections
 311     clear_bss();
 312     make_bios_writable();
 313
 314     // Perform main setup code.
 315     post();
 316
 317     // Present the user with a bootup menu.
 318     interactive_bootmenu();
 319
 320     // Prep for boot process.
 321     make_bios_readonly();
 322     clear_bss();
 323
 324     // Invoke int 19 to start boot process.
 325     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 326     struct bregs br;
 327     memset(&br, 0, sizeof(br));
 328     call16_int(0x19, &br);
 329 }
 330
 331 // Externally visible 32bit entry point.
 332 asm(
 333     ".global post32\n"
 334     "post32:\n"
 335     "cli\n"
 336     "cld\n"
 337     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 338     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 339     "movl $" __stringify(CONFIG_STACK_OFFSET) ", %esp\n"
 340     "ljmp $0x10, $_start\n"
 341     );