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"
  15 #include "kbd.h"
  16
  17 #define bda ((struct bios_data_area_s *)0)
  18 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)(EBDA_SEG<<4))
  19
  20 static void
  21 init_bda()
  22 {
  23     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  24
  25     int i;
  26     for (i=0; i<256; i++) {
  27         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  28         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  29     }
  30
  31     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  32
  33     // mov CMOS Equipment Byte to BDA Equipment Word
  34     SET_BDA(equipment_list_flags, inb_cmos(CMOS_EQUIPMENT_INFO));
  35 }
  36
  37 static void
  38 init_handlers()
  39 {
  40     // set vector 0x79 to zero
  41     // this is used by 'gardian angel' protection system
  42     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  43     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  44
  45     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  46     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  47     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  48     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  49     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  50     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  51     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  52     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  53     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  54     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  55     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  56     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  57     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  58     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  59     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  60     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  61     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  62     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  63     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  64     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  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, EBDA_SEG);
  73     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, EBDA_SEG);
  74     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  75             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt0));
  76     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, EBDA_SEG);
  77     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  78             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt1));
  79 }
  80
  81 static void
  82 pit_setup()
  83 {
  84     // timer0: binary count, 16bit count, mode 2
  85     outb(0x34, PORT_PIT_MODE);
  86     // maximum count of 0000H = 18.2Hz
  87     outb(0x0, PORT_PIT_COUNTER0);
  88     outb(0x0, PORT_PIT_COUNTER0);
  89 }
  90
  91 static u16
  92 detect_parport(u16 port, u8 timeout, u8 count)
  93 {
  94     // clear input mode
  95     outb(inb(port+2) & 0xdf, port+2);
  96
  97     outb(0xaa, port);
  98     if (inb(port) != 0xaa)
  99         // Not present
 100         return 0;
 101     SET_BDA(port_lpt[count], port);
 102     SET_BDA(lpt_timeout[count], timeout);
 103     return 1;
 104 }
 105
 106 static void
 107 lpt_setup()
 108 {
 109     u16 count = 0;
 110     count += detect_parport(0x378, 0x14, count);
 111     count += detect_parport(0x278, 0x14, count);
 112
 113     // Equipment word bits 14..15 determing # parallel ports
 114     u16 eqb = GET_BDA(equipment_list_flags);
 115     SET_BDA(equipment_list_flags, (eqb & 0x3fff) | (count << 14));
 116 }
 117
 118 static u16
 119 detect_serial(u16 port, u8 timeout, u8 count)
 120 {
 121     outb(0x02, port+1);
 122     if (inb(port+1) != 0x02)
 123         return 0;
 124     if (inb(port+2) != 0x02)
 125         return 0;
 126     outb(0x00, port+1);
 127     SET_BDA(port_com[count], port);
 128     SET_BDA(com_timeout[count], timeout);
 129     return 1;
 130 }
 131
 132 static void
 133 serial_setup()
 134 {
 135     u16 count = 0;
 136     count += detect_serial(0x3f8, 0x0a, count);
 137     count += detect_serial(0x2f8, 0x0a, count);
 138     count += detect_serial(0x3e8, 0x0a, count);
 139     count += detect_serial(0x2e8, 0x0a, count);
 140
 141     // Equipment word bits 9..11 determing # serial ports
 142     u16 eqb = GET_BDA(equipment_list_flags);
 143     SET_BDA(equipment_list_flags, (eqb & 0xf1ff) | (count << 9));
 144 }
 145
 146 static u32
 147 bcd2bin(u8 val)
 148 {
 149     return (val & 0xf) + ((val >> 4) * 10);
 150 }
 151
 152 static void
 153 timer_setup()
 154 {
 155     u32 seconds = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_SECONDS));
 156     u32 ticks = (seconds * 18206507) / 1000000;
 157     u32 minutes = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_MINUTES));
 158     ticks += (minutes * 10923904) / 10000;
 159     u32 hours = bcd2bin(inb_cmos(CMOS_RTC_HOURS));
 160     ticks += (hours * 65543427) / 1000;
 161     SET_BDA(timer_counter, ticks);
 162     SET_BDA(timer_rollover, 0);
 163 }
 164
 165 static void
 166 pic_setup()
 167 {
 168     outb(0x11, PORT_PIC1);
 169     outb(0x11, PORT_PIC2);
 170     outb(0x08, PORT_PIC1_DATA);
 171     outb(0x70, PORT_PIC2_DATA);
 172     outb(0x04, PORT_PIC1_DATA);
 173     outb(0x02, PORT_PIC2_DATA);
 174     outb(0x01, PORT_PIC1_DATA);
 175     outb(0x01, PORT_PIC2_DATA);
 176     outb(0xb8, PORT_PIC1_DATA);
 177     if (CONFIG_PS2_MOUSE)
 178         outb(0x8f, PORT_PIC2_DATA);
 179     else
 180         outb(0x9f, PORT_PIC2_DATA);
 181 }
 182
 183 static void
 184 floppy_drive_post()
 185 {
 186     u8 type = inb_cmos(CMOS_FLOPPY_DRIVE_TYPE);
 187     u8 out = 0;
 188     if (type & 0xf0)
 189         out |= 0x07;
 190     if (type & 0x0f)
 191         out |= 0x70;
 192     SET_BDA(floppy_harddisk_info, out);
 193     outb(0x02, PORT_DMA1_MASK_REG);
 194
 195     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
 196 }
 197
 198 static void
 199 ata_init()
 200 {
 201     // hdidmap  and cdidmap init.
 202     u8 device;
 203     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 204         ebda->ata.idmap[0][device] = CONFIG_MAX_ATA_DEVICES;
 205         ebda->ata.idmap[1][device] = CONFIG_MAX_ATA_DEVICES;
 206     }
 207 }
 208
 209 static void
 210 fill_hdinfo(struct fdpt_s *info, u8 typecmos, u8 basecmos)
 211 {
 212     u8 type = inb_cmos(typecmos);
 213     if (type != 47)
 214         // XXX - halt
 215         return;
 216
 217     info->precompensation = (inb_cmos(basecmos+4) << 8) | inb_cmos(basecmos+3);
 218     info->drive_control_byte = inb_cmos(basecmos+5);
 219     info->landing_zone = (inb_cmos(basecmos+7) << 8) | inb_cmos(basecmos+6);
 220     u16 cyl = (inb_cmos(basecmos+1) << 8) | inb_cmos(basecmos+0);
 221     u8 heads = inb_cmos(basecmos+2);
 222     u8 sectors = inb_cmos(basecmos+8);
 223     if (cyl < 1024) {
 224         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 225         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 226         info->cylinders = cyl;
 227         info->heads = heads;
 228         info->sectors = sectors;
 229         return;
 230     }
 231
 232     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 233     // Table (FDPT)
 234     info->phys_cylinders = cyl;
 235     info->phys_heads = heads;
 236     info->phys_sectors = sectors;
 237     info->sectors = sectors;
 238     info->a0h_signature = 0xa0;
 239     if (cyl > 8192) {
 240         cyl >>= 4;
 241         heads <<= 4;
 242     } else if (cyl > 4096) {
 243         cyl >>= 3;
 244         heads <<= 3;
 245     } else if (cyl > 2048) {
 246         cyl >>= 2;
 247         heads <<= 2;
 248     }
 249     info->cylinders = cyl;
 250     info->heads = heads;
 251     info->checksum = -checksum((u8*)info, sizeof(*info)-1);
 252 }
 253
 254 static void
 255 hard_drive_post()
 256 {
 257     outb(0x0a, 0x03f6); // 0000 1010 = reserved, disable IRQ 14
 258     SET_BDA(disk_count, 1);
 259     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 260
 261     // move disk geometry data from CMOS to EBDA disk parameter table(s)
 262     u8 diskinfo = inb_cmos(CMOS_DISK_DATA);
 263     if ((diskinfo & 0xf0) == 0xf0)
 264         // Fill EBDA table for hard disk 0.
 265         fill_hdinfo(&ebda->fdpt0, CMOS_DISK_DRIVE1_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE1_CYL);
 266     if ((diskinfo & 0x0f) == 0x0f)
 267         // XXX - bochs halts on any other type
 268         // Fill EBDA table for hard disk 1.
 269         fill_hdinfo(&ebda->fdpt0, CMOS_DISK_DRIVE2_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE2_CYL);
 270 }
 271
 272
 273 static void
 274 init_boot_vectors()
 275 {
 276     // Floppy drive
 277     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 278     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 279     ip++;
 280
 281     // First HDD
 282     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 283     ip++;
 284
 285     // CDROM
 286     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 287         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 288         ip++;
 289     }
 290
 291     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 292     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 293 }
 294
 295 static void
 296 callrom(u16 seg, u16 offset)
 297 {
 298     struct bregs br;
 299     memset(&br, 0, sizeof(br));
 300     br.es = SEG_BIOS;
 301     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 302     br.cs = seg;
 303     br.ip = offset;
 304     call16(&br);
 305 }
 306
 307 static void
 308 rom_scan(u32 start, u32 end)
 309 {
 310     u8 *p = (u8*)start;
 311     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 312         u8 *rom = p;
 313         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 314             continue;
 315         u32 len = rom[2] * 512;
 316         if (checksum(rom, len) != 0)
 317             continue;
 318         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 319         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 320
 321         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 322         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 323         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 324         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 325             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 326             continue;
 327         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 328         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 329         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 330         if (!entry)
 331             continue;
 332         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 333         // its BEV and product name string.
 334
 335         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 336             continue;
 337
 338         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 339         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 340         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 341
 342         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 343         if (desc)
 344             ip->description = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | desc;
 345
 346         ebda->ipl.count++;
 347     }
 348 }
 349
 350 static void
 351 post()
 352 {
 353     BX_INFO("Start bios\n");
 354
 355     init_bda();
 356     init_handlers();
 357     init_ebda();
 358
 359     pit_setup();
 360     kbd_setup();
 361     lpt_setup();
 362     serial_setup();
 363     timer_setup();
 364     pic_setup();
 365
 366     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 367
 368     printf("BIOS - begin\n\n");
 369
 370     // clear bss section -- XXX - shouldn't use globals
 371     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 372     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 373
 374     rombios32_init();
 375
 376     init_boot_vectors();
 377
 378     floppy_drive_post();
 379     hard_drive_post();
 380     if (CONFIG_ATA) {
 381         ata_init();
 382         ata_detect();
 383     }
 384
 385     init_boot_vectors();
 386
 387     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 388
 389     // reset the memory (some boot loaders such as syslinux suppose
 390     // that the memory is set to zero)
 391     memset((void*)0x40000, 0, 0x40000); // XXX - shouldn't use globals
 392
 393     // Invoke int 19 to start boot process.
 394     struct bregs br;
 395     memset(&br, 0, sizeof(br));
 396     call16_int(0x19, &br);
 397 }
 398
 399 static void
 400 init_dma()
 401 {
 402     // first reset the DMA controllers
 403     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 404     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 405
 406     // then initialize the DMA controllers
 407     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 408     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 409 }
 410
 411 static void
 412 check_restart_status()
 413 {
 414     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 415     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 416     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 417
 418     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 419         // Normal post
 420         return;
 421
 422     if (status != 0x05) {
 423         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 424         return;
 425     }
 426
 427     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 428     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 429     eoi_both_pics();
 430     struct bregs br;
 431     memset(&br, 0, sizeof(br));
 432     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 433     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 434     call16(&br);
 435 }
 436
 437 void VISIBLE32
 438 _start()
 439 {
 440     init_dma();
 441     check_restart_status();
 442
 443     post();
 444 }