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" // ata_detect
  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     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  25
  26     int i;
  27     for (i=0; i<256; i++) {
  28         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  29         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  30     }
  31
  32     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  33
  34     // mov CMOS Equipment Byte to BDA Equipment Word
  35     SET_BDA(equipment_list_flags, inb_cmos(CMOS_EQUIPMENT_INFO));
  36 }
  37
  38 static void
  39 init_handlers()
  40 {
  41     // set vector 0x79 to zero
  42     // this is used by 'gardian angel' protection system
  43     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  44     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  45
  46     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  47     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  48     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  49     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  50     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  51     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  52     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  53     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  54     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  55     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  56     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  57     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  58     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  59     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  60     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  61     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  62     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  63     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  64     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  65     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  66
  67     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  68 }
  69
  70 static void
  71 init_ebda()
  72 {
  73     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  74     ebda->size = EBDA_SIZE;
  75     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  76     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  77     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  78             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt0));
  79     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  80     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  81             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt1));
  82 }
  83
  84 static void
  85 pit_setup()
  86 {
  87     // timer0: binary count, 16bit count, mode 2
  88     outb(0x34, PORT_PIT_MODE);
  89     // maximum count of 0000H = 18.2Hz
  90     outb(0x0, PORT_PIT_COUNTER0);
  91     outb(0x0, PORT_PIT_COUNTER0);
  92 }
  93
  94 static u16
  95 detect_parport(u16 port, u8 timeout, u8 count)
  96 {
  97     // clear input mode
  98     outb(inb(port+2) & 0xdf, port+2);
  99
 100     outb(0xaa, port);
 101     if (inb(port) != 0xaa)
 102         // Not present
 103         return 0;
 104     SET_BDA(port_lpt[count], port);
 105     SET_BDA(lpt_timeout[count], timeout);
 106     return 1;
 107 }
 108
 109 static void
 110 lpt_setup()
 111 {
 112     u16 count = 0;
 113     count += detect_parport(0x378, 0x14, count);
 114     count += detect_parport(0x278, 0x14, count);
 115
 116     // Equipment word bits 14..15 determing # parallel ports
 117     u16 eqb = GET_BDA(equipment_list_flags);
 118     SET_BDA(equipment_list_flags, (eqb & 0x3fff) | (count << 14));
 119 }
 120
 121 static u16
 122 detect_serial(u16 port, u8 timeout, u8 count)
 123 {
 124     outb(0x02, port+1);
 125     if (inb(port+1) != 0x02)
 126         return 0;
 127     if (inb(port+2) != 0x02)
 128         return 0;
 129     outb(0x00, port+1);
 130     SET_BDA(port_com[count], port);
 131     SET_BDA(com_timeout[count], timeout);
 132     return 1;
 133 }
 134
 135 static void
 136 serial_setup()
 137 {
 138     u16 count = 0;
 139     count += detect_serial(0x3f8, 0x0a, count);
 140     count += detect_serial(0x2f8, 0x0a, count);
 141     count += detect_serial(0x3e8, 0x0a, count);
 142     count += detect_serial(0x2e8, 0x0a, count);
 143
 144     // Equipment word bits 9..11 determing # serial ports
 145     u16 eqb = GET_BDA(equipment_list_flags);
 146     SET_BDA(equipment_list_flags, (eqb & 0xf1ff) | (count << 9));
 147 }
 148
 149 static u32
 150 bcd2bin(u8 val)
 151 {
 152     return (val & 0xf) + ((val >> 4) * 10);
 153 }
 154
 155 static void
 156 timer_setup()
 157 {
 158     u32 seconds = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_SECONDS));
 159     u32 ticks = (seconds * 18206507) / 1000000;
 160     u32 minutes = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_MINUTES));
 161     ticks += (minutes * 10923904) / 10000;
 162     u32 hours = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_HOURS));
 163     ticks += (hours * 65543427) / 1000;
 164     SET_BDA(timer_counter, ticks);
 165     SET_BDA(timer_rollover, 0);
 166 }
 167
 168 static void
 169 pic_setup()
 170 {
 171     outb(0x11, PORT_PIC1);
 172     outb(0x11, PORT_PIC2);
 173     outb(0x08, PORT_PIC1_DATA);
 174     outb(0x70, PORT_PIC2_DATA);
 175     outb(0x04, PORT_PIC1_DATA);
 176     outb(0x02, PORT_PIC2_DATA);
 177     outb(0x01, PORT_PIC1_DATA);
 178     outb(0x01, PORT_PIC2_DATA);
 179     outb(0xb8, PORT_PIC1_DATA);
 180     if (CONFIG_PS2_MOUSE)
 181         outb(0x8f, PORT_PIC2_DATA);
 182     else
 183         outb(0x9f, PORT_PIC2_DATA);
 184 }
 185
 186 static void
 187 ata_init()
 188 {
 189     // hdidmap  and cdidmap init.
 190     u8 device;
 191     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 192         ebda->ata.idmap[0][device] = CONFIG_MAX_ATA_DEVICES;
 193         ebda->ata.idmap[1][device] = CONFIG_MAX_ATA_DEVICES;
 194     }
 195 }
 196
 197 static void
 198 fill_hdinfo(struct fdpt_s *info, u8 typecmos, u8 basecmos)
 199 {
 200     u8 type = inb_cmos(typecmos);
 201     if (type != 47)
 202         // XXX - halt
 203         return;
 204
 205     info->precompensation = (inb_cmos(basecmos+4) << 8) | inb_cmos(basecmos+3);
 206     info->drive_control_byte = inb_cmos(basecmos+5);
 207     info->landing_zone = (inb_cmos(basecmos+7) << 8) | inb_cmos(basecmos+6);
 208     u16 cyl = (inb_cmos(basecmos+1) << 8) | inb_cmos(basecmos+0);
 209     u8 heads = inb_cmos(basecmos+2);
 210     u8 sectors = inb_cmos(basecmos+8);
 211     if (cyl < 1024) {
 212         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 213         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 214         info->cylinders = cyl;
 215         info->heads = heads;
 216         info->sectors = sectors;
 217         return;
 218     }
 219
 220     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 221     // Table (FDPT)
 222     info->phys_cylinders = cyl;
 223     info->phys_heads = heads;
 224     info->phys_sectors = sectors;
 225     info->sectors = sectors;
 226     info->a0h_signature = 0xa0;
 227     if (cyl > 8192) {
 228         cyl >>= 4;
 229         heads <<= 4;
 230     } else if (cyl > 4096) {
 231         cyl >>= 3;
 232         heads <<= 3;
 233     } else if (cyl > 2048) {
 234         cyl >>= 2;
 235         heads <<= 2;
 236     }
 237     info->cylinders = cyl;
 238     info->heads = heads;
 239     info->checksum = -checksum((u8*)info, sizeof(*info)-1);
 240 }
 241
 242 static void
 243 hard_drive_post()
 244 {
 245     outb(0x0a, PORT_HD_DATA); // 0000 1010 = reserved, disable IRQ 14
 246     SET_BDA(disk_count, 1);
 247     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 248
 249     // move disk geometry data from CMOS to EBDA disk parameter table(s)
 250     u8 diskinfo = inb_cmos(CMOS_DISK_DATA);
 251     if ((diskinfo & 0xf0) == 0xf0)
 252         // Fill EBDA table for hard disk 0.
 253         fill_hdinfo(&ebda->fdpt0, CMOS_DISK_DRIVE1_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE1_CYL);
 254     if ((diskinfo & 0x0f) == 0x0f)
 255         // XXX - bochs halts on any other type
 256         // Fill EBDA table for hard disk 1.
 257         fill_hdinfo(&ebda->fdpt1, CMOS_DISK_DRIVE2_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE2_CYL);
 258 }
 259
 260 static void
 261 init_boot_vectors()
 262 {
 263     // Floppy drive
 264     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 265     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 266     ip++;
 267
 268     // First HDD
 269     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 270     ip++;
 271
 272     // CDROM
 273     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 274         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 275         ip++;
 276     }
 277
 278     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 279     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 280     ebda->ipl.bootfirst = 0xffff;
 281 }
 282
 283 static void
 284 callrom(u16 seg, u16 offset)
 285 {
 286     struct bregs br;
 287     memset(&br, 0, sizeof(br));
 288     br.es = SEG_BIOS;
 289     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 290     br.cs = seg;
 291     br.ip = offset;
 292     call16(&br);
 293 }
 294
 295 static void
 296 rom_scan(u32 start, u32 end)
 297 {
 298     u8 *p = (u8*)start;
 299     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 300         u8 *rom = p;
 301         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 302             continue;
 303         u32 len = rom[2] * 512;
 304         if (checksum(rom, len) != 0)
 305             continue;
 306         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 307         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 308
 309         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 310         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 311         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 312         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 313             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 314             continue;
 315         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 316         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 317         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 318         if (!entry)
 319             continue;
 320         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 321         // its BEV and product name string.
 322
 323         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 324             continue;
 325
 326         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 327         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 328         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 329
 330         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 331         if (desc)
 332             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 333
 334         ebda->ipl.count++;
 335     }
 336 }
 337
 338 static void
 339 post()
 340 {
 341     BX_INFO("Start bios\n");
 342
 343     init_bda();
 344     init_handlers();
 345     init_ebda();
 346
 347     pit_setup();
 348     kbd_setup();
 349     lpt_setup();
 350     serial_setup();
 351     timer_setup();
 352     pic_setup();
 353
 354     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 355
 356     printf("BIOS - begin\n\n");
 357
 358     // clear bss section -- XXX - shouldn't use globals
 359     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 360     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 361
 362     rombios32_init();
 363
 364     floppy_drive_setup();
 365     hard_drive_post();
 366     if (CONFIG_ATA) {
 367         ata_init();
 368         ata_detect();
 369     }
 370
 371     init_boot_vectors();
 372
 373     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 374
 375     interactive_bootmenu();
 376
 377     // reset the memory (some boot loaders such as syslinux suppose
 378     // that the memory is set to zero)
 379     memset((void*)0x40000, 0, 0x40000); // XXX - shouldn't use globals
 380
 381     // Invoke int 19 to start boot process.
 382     struct bregs br;
 383     memset(&br, 0, sizeof(br));
 384     call16_int(0x19, &br);
 385 }
 386
 387 static void
 388 init_dma()
 389 {
 390     // first reset the DMA controllers
 391     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 392     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 393
 394     // then initialize the DMA controllers
 395     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 396     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 397 }
 398
 399 static void
 400 check_restart_status()
 401 {
 402     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 403     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 404     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 405
 406     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 407         // Normal post
 408         return;
 409
 410     if (status != 0x05) {
 411         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 412         return;
 413     }
 414
 415     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 416     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 417     eoi_both_pics();
 418     struct bregs br;
 419     memset(&br, 0, sizeof(br));
 420     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 421     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 422     call16(&br);
 423 }
 424
 425 void VISIBLE32
 426 _start()
 427 {
 428     init_dma();
 429     check_restart_status();
 430
 431     post();
 432 }