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
  19 #define bda ((struct bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_BDA, 0))
  20 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0))
  21
  22 static void
  23 init_bda()
  24 {
  25     dprintf(3, "init bda\n");
  26     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  27
  28     int i;
  29     for (i=0; i<256; i++) {
  30         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  31         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  32     }
  33
  34     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  35
  36     // Set BDA Equipment Word - 0x06 = FPU enable, mouse installed
  37     SET_BDA(equipment_list_flags, 0x06);
  38
  39     // set vector 0x79 to zero
  40     // this is used by 'gardian angel' protection system
  41     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  42     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  43
  44     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  45     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  46     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  47     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  48     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  49     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  50     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  51     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  52     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  53     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  54     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  55     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  56     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  57     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  58     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  59     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  60     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  61     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  62     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  63     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  64
  65     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  66 }
  67
  68 static void
  69 init_ebda()
  70 {
  71     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  72     ebda->size = EBDA_SIZE;
  73     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  74     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  75     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  76             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  77     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  78     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  79             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  80 }
  81
  82 static void
  83 ram_probe(void)
  84 {
  85     dprintf(3, "Find memory size\n");
  86     if (CONFIG_COREBOOT) {
  87         coreboot_fill_map();
  88     } else {
  89         // On emulators, get memory size from nvram.
  90         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
  91                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
  92         if (rs)
  93             rs += 16 * 1024 * 1024;
  94         else
  95             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
  96                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
  97                   + 1 * 1024 * 1024);
  98         SET_EBDA(ram_size, rs);
  99         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 100
 101         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 102         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 103     }
 104
 105     // Mark known areas as reserved.
 106     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 107     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_BIOS, 0), 0x10000, E820_RESERVED);
 108
 109     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 110 }
 111
 112 static void
 113 pic_setup()
 114 {
 115     dprintf(3, "init pic\n");
 116     outb(0x11, PORT_PIC1);
 117     outb(0x11, PORT_PIC2);
 118     outb(0x08, PORT_PIC1_DATA);
 119     outb(0x70, PORT_PIC2_DATA);
 120     outb(0x04, PORT_PIC1_DATA);
 121     outb(0x02, PORT_PIC2_DATA);
 122     outb(0x01, PORT_PIC1_DATA);
 123     outb(0x01, PORT_PIC2_DATA);
 124     outb(0xb8, PORT_PIC1_DATA);
 125     if (CONFIG_PS2_MOUSE)
 126         outb(0x8f, PORT_PIC2_DATA);
 127     else
 128         outb(0x9f, PORT_PIC2_DATA);
 129 }
 130
 131 static void
 132 init_boot_vectors()
 133 {
 134     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 135
 136     // Floppy drive
 137     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 138     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 139     ip++;
 140
 141     // First HDD
 142     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 143     ip++;
 144
 145     // CDROM
 146     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 147         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 148         ip++;
 149     }
 150
 151     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 152     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 153     if (CONFIG_COREBOOT) {
 154         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 155         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 156         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 157     } else {
 158         // On emulators, get boot order from nvram.
 159         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 160                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 161         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 162             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 163     }
 164 }
 165
 166 // Execute a given option rom.
 167 static void
 168 callrom(u16 seg, u16 offset)
 169 {
 170     struct bregs br;
 171     memset(&br, 0, sizeof(br));
 172     br.es = SEG_BIOS;
 173     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 174     br.cs = seg;
 175     br.ip = offset;
 176     call16(&br);
 177 }
 178
 179 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 180 static void
 181 rom_scan(u32 start, u32 end)
 182 {
 183     u8 *p = (u8*)start;
 184     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 185         u8 *rom = p;
 186         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 187             continue;
 188         u32 len = rom[2] * 512;
 189         if (checksum(rom, len) != 0)
 190             continue;
 191         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 192         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 193         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 194
 195         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 196             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 197                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 198
 199         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 200         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 201         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 202         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 203             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 204             continue;
 205         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 206         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 207         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 208         if (!entry)
 209             continue;
 210         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 211         // its BEV and product name string.
 212
 213         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 214             continue;
 215
 216         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 217         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 218         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 219
 220         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 221         if (desc)
 222             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 223
 224         ebda->ipl.count++;
 225     }
 226 }
 227
 228 // Main setup code.
 229 static void
 230 post()
 231 {
 232     init_bda();
 233     init_ebda();
 234
 235     timer_setup();
 236     kbd_setup();
 237     lpt_setup();
 238     serial_setup();
 239     pic_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_both_pics();
 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     dprintf(1, "Start bios\n");
 320
 321     // Setup for .bss and .data sections
 322     clear_bss();
 323     make_bios_writable();
 324
 325     // Perform main setup code.
 326     post();
 327
 328     // Present the user with a bootup menu.
 329     interactive_bootmenu();
 330
 331     // Prep for boot process.
 332     make_bios_readonly();
 333     clear_bss();
 334
 335     // Invoke int 19 to start boot process.
 336     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 337     struct bregs br;
 338     memset(&br, 0, sizeof(br));
 339     call16_int(0x19, &br);
 340 }
 341
 342 // Externally visible 32bit entry point.
 343 asm(
 344     ".global post32\n"
 345     "post32:\n"
 346     "cli\n"
 347     "cld\n"
 348     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 349     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 350     "movl $" __stringify(BUILD_STACK_ADDR) ", %esp\n"
 351     "ljmp $0x10, $_start\n"
 352     );