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[0x0a].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  40     //SET_BDA(ivecs[0x0b].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  41     //SET_BDA(ivecs[0x0c].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  42     //SET_BDA(ivecs[0x0d].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  43     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  44     //SET_BDA(ivecs[0x0f].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  45     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  46     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  47     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  48     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  49     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  50     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  51     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  52     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  53     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  54     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  55     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  56     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  57     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  58     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  59     //SET_BDA(ivecs[0x71].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  60     //SET_BDA(ivecs[0x72].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  61     //SET_BDA(ivecs[0x73].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  62     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  63     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  64     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  65     //SET_BDA(ivecs[0x77].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  66
  67     // set vector 0x79 to zero
  68     // this is used by 'gardian angel' protection system
  69     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  70     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  71
  72     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  73 }
  74
  75 static void
  76 init_ebda()
  77 {
  78     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  79     ebda->size = EBDA_SIZE;
  80     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  81     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  82     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  83             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  84     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  85     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  86             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  87 }
  88
  89 static void
  90 ram_probe(void)
  91 {
  92     dprintf(3, "Find memory size\n");
  93     if (CONFIG_COREBOOT) {
  94         coreboot_fill_map();
  95     } else {
  96         // On emulators, get memory size from nvram.
  97         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
  98                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
  99         if (rs)
 100             rs += 16 * 1024 * 1024;
 101         else
 102             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
 103                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
 104                   + 1 * 1024 * 1024);
 105         SET_EBDA(ram_size, rs);
 106         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 107
 108         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 109         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 110     }
 111
 112     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 113     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 114
 115     // Mark known areas as reserved.
 116     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 117     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_BIOS, 0), 0x10000, E820_RESERVED);
 118
 119     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 120 }
 121
 122 static void
 123 init_boot_vectors()
 124 {
 125     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 126
 127     // Floppy drive
 128     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 129     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 130     ip++;
 131
 132     // First HDD
 133     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 134     ip++;
 135
 136     // CDROM
 137     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 138         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 139         ip++;
 140     }
 141
 142     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 143     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 144     if (CONFIG_COREBOOT) {
 145         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 146         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 147         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 148     } else {
 149         // On emulators, get boot order from nvram.
 150         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 151                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 152         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 153             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 154     }
 155 }
 156
 157 // Execute a given option rom.
 158 static void
 159 callrom(u16 seg, u16 offset)
 160 {
 161     struct bregs br;
 162     memset(&br, 0, sizeof(br));
 163     br.es = SEG_BIOS;
 164     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 165     br.cs = seg;
 166     br.ip = offset;
 167     call16(&br);
 168
 169     debug_serial_setup();
 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         u8 sum = checksum(rom, len);
 183         if (sum != 0) {
 184             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 185                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 186                     , rom, len, sum);
 187             continue;
 188         }
 189         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 190         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 191         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 192
 193         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 194             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 195                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 196
 197         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 198         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 199         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 200         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 201             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 202             continue;
 203         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 204         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 205         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 206         if (!entry)
 207             continue;
 208         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 209         // its BEV and product name string.
 210
 211         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 212             continue;
 213
 214         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 215         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 216         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 217
 218         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 219         if (desc)
 220             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 221
 222         ebda->ipl.count++;
 223     }
 224 }
 225
 226 // Main setup code.
 227 static void
 228 post()
 229 {
 230     init_bda();
 231     init_ebda();
 232
 233     pic_setup();
 234     timer_setup();
 235     kbd_setup();
 236     lpt_setup();
 237     serial_setup();
 238     mouse_setup();
 239     mathcp_setup();
 240
 241     memmap_setup();
 242
 243     ram_probe();
 244
 245     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 246     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 247
 248     printf("BIOS - begin\n\n");
 249
 250     rombios32_init();
 251
 252     memmap_finalize();
 253
 254     floppy_drive_setup();
 255     hard_drive_setup();
 256
 257     init_boot_vectors();
 258
 259     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 260     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 261 }
 262
 263 // Clear .bss section for C code.
 264 static void
 265 clear_bss()
 266 {
 267     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 268     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 269     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 270 }
 271
 272 // Reset DMA controller
 273 static void
 274 init_dma()
 275 {
 276     // first reset the DMA controllers
 277     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 278     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 279
 280     // then initialize the DMA controllers
 281     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 282     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 283 }
 284
 285 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 286 static void
 287 check_restart_status()
 288 {
 289     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 290     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 291     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 292
 293     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 294         // Normal post
 295         return;
 296
 297     if (status != 0x05) {
 298         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 299         return;
 300     }
 301
 302     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 303     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 304     eoi_pic2();
 305     struct bregs br;
 306     memset(&br, 0, sizeof(br));
 307     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 308     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 309     call16(&br);
 310 }
 311
 312 // 32-bit entry point.
 313 void VISIBLE32
 314 _start()
 315 {
 316     init_dma();
 317     check_restart_status();
 318
 319     debug_serial_setup();
 320     dprintf(1, "Start bios\n");
 321
 322     // Setup for .bss and .data sections
 323     clear_bss();
 324     make_bios_writable();
 325
 326     // Perform main setup code.
 327     post();
 328
 329     // Present the user with a bootup menu.
 330     interactive_bootmenu();
 331
 332     // Setup bios checksum.
 333     *(u8*)0xfffff = -checksum((u8*)0xf0000, 0xffff);
 334
 335     // Prep for boot process.
 336     make_bios_readonly();
 337     clear_bss();
 338
 339     // Invoke int 19 to start boot process.
 340     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 341     struct bregs br;
 342     memset(&br, 0, sizeof(br));
 343     call16_int(0x19, &br);
 344 }
 345
 346 // Externally visible 32bit entry point.
 347 asm(
 348     ".global post32\n"
 349     "post32:\n"
 350     "cli\n"
 351     "cld\n"
 352     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 353     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 354     "movl $" __stringify(BUILD_STACK_ADDR) ", %esp\n"
 355     "ljmp $0x10, $_start\n"
 356     );