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     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     // Set BDA Equipment Word - 0x06 = FPU enable, mouse installed
  35     SET_BDA(equipment_list_flags, 0x06);
  36
  37     // set vector 0x79 to zero
  38     // this is used by 'gardian angel' protection system
  39     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  40     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  41
  42     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  43     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  44     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  45     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  46     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  47     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  48     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  49     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  50     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  51     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  52     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  53     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  54     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  55     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  56     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  57     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  58     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  59     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  60     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  61     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  62
  63     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  64 }
  65
  66 static void
  67 init_ebda()
  68 {
  69     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  70     ebda->size = EBDA_SIZE;
  71     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  72     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  73     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  74             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  75     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  76     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  77             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  78 }
  79
  80 static void
  81 ram_probe(void)
  82 {
  83     u32 rs;
  84     if (CONFIG_COREBOOT) {
  85         // XXX - just hardcode for now.
  86         rs = 128*1024*1024;
  87     } else {
  88         // On emulators, get memory size from nvram.
  89         rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
  90               | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
  91         if (rs)
  92             rs += 16 * 1024 * 1024;
  93         else
  94             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
  95                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
  96                   + 1 * 1024 * 1024);
  97     }
  98
  99     SET_EBDA(ram_size, rs);
 100     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", rs);
 101 }
 102
 103 static void
 104 pic_setup()
 105 {
 106     outb(0x11, PORT_PIC1);
 107     outb(0x11, PORT_PIC2);
 108     outb(0x08, PORT_PIC1_DATA);
 109     outb(0x70, PORT_PIC2_DATA);
 110     outb(0x04, PORT_PIC1_DATA);
 111     outb(0x02, PORT_PIC2_DATA);
 112     outb(0x01, PORT_PIC1_DATA);
 113     outb(0x01, PORT_PIC2_DATA);
 114     outb(0xb8, PORT_PIC1_DATA);
 115     if (CONFIG_PS2_MOUSE)
 116         outb(0x8f, PORT_PIC2_DATA);
 117     else
 118         outb(0x9f, PORT_PIC2_DATA);
 119 }
 120
 121 static void
 122 init_boot_vectors()
 123 {
 124     // Floppy drive
 125     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 126     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 127     ip++;
 128
 129     // First HDD
 130     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 131     ip++;
 132
 133     // CDROM
 134     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 135         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 136         ip++;
 137     }
 138
 139     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 140     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 141     if (CONFIG_COREBOOT) {
 142         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 143         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 144         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 145     } else {
 146         // On emulators, get boot order from nvram.
 147         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 148                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 149         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 150             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 151     }
 152 }
 153
 154 static void
 155 callrom(u16 seg, u16 offset)
 156 {
 157     struct bregs br;
 158     memset(&br, 0, sizeof(br));
 159     br.es = SEG_BIOS;
 160     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 161     br.cs = seg;
 162     br.ip = offset;
 163     call16(&br);
 164 }
 165
 166 static void
 167 rom_scan(u32 start, u32 end)
 168 {
 169     u8 *p = (u8*)start;
 170     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 171         u8 *rom = p;
 172         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 173             continue;
 174         u32 len = rom[2] * 512;
 175         if (checksum(rom, len) != 0)
 176             continue;
 177         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 178         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 179         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 180
 181         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 182             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 183                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 184
 185         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 186         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 187         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 188         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 189             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 190             continue;
 191         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 192         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 193         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 194         if (!entry)
 195             continue;
 196         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 197         // its BEV and product name string.
 198
 199         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 200             continue;
 201
 202         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 203         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 204         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 205
 206         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 207         if (desc)
 208             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 209
 210         ebda->ipl.count++;
 211     }
 212 }
 213
 214 static void
 215 post()
 216 {
 217     if (CONFIG_DEBUG_SERIAL)
 218         debug_serial_setup();
 219
 220     dprintf(1, "Start bios\n");
 221
 222     dprintf(3, "init bda\n");
 223     init_bda();
 224     init_ebda();
 225
 226     dprintf(3, "init timer\n");
 227     timer_setup();
 228     dprintf(3, "init keyboard\n");
 229     kbd_setup();
 230     dprintf(3, "init lpt\n");
 231     lpt_setup();
 232     dprintf(3, "init serial\n");
 233     serial_setup();
 234     dprintf(3, "init pic\n");
 235     pic_setup();
 236
 237     dprintf(3, "Find memory size\n");
 238     ram_probe();
 239
 240     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 241     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 242
 243     printf("BIOS - begin\n\n");
 244
 245     // clear bss section -- XXX - shouldn't use globals
 246     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 247     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 248
 249     dprintf(3, "rombios32 init\n");
 250     rombios32_init();
 251
 252     dprintf(3, "init floppy drives\n");
 253     floppy_drive_setup();
 254     dprintf(3, "init hard drives\n");
 255     hard_drive_setup();
 256
 257     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 258     init_boot_vectors();
 259
 260     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 261     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 262
 263     interactive_bootmenu();
 264
 265     // reset the memory (some boot loaders such as syslinux suppose
 266     // that the memory is set to zero)
 267     memset((void*)0x40000, 0, 0x40000); // XXX - shouldn't use globals
 268
 269     // Invoke int 19 to start boot process.
 270     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 271     struct bregs br;
 272     memset(&br, 0, sizeof(br));
 273     call16_int(0x19, &br);
 274 }
 275
 276 static void
 277 init_dma()
 278 {
 279     // first reset the DMA controllers
 280     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 281     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 282
 283     // then initialize the DMA controllers
 284     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 285     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 286 }
 287
 288 static void
 289 check_restart_status()
 290 {
 291     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 292     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 293     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 294
 295     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 296         // Normal post
 297         return;
 298
 299     if (status != 0x05) {
 300         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 301         return;
 302     }
 303
 304     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 305     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 306     eoi_both_pics();
 307     struct bregs br;
 308     memset(&br, 0, sizeof(br));
 309     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 310     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 311     call16(&br);
 312 }
 313
 314 void VISIBLE32
 315 _start()
 316 {
 317     init_dma();
 318     check_restart_status();
 319
 320     post();
 321 }
 322
 323 // Externally visible 32bit entry point.
 324 asm(
 325     ".global post32\n"
 326     "post32:\n"
 327     "cli\n"
 328     "cld\n"
 329     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 330     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 331     "movl $" __stringify(CONFIG_STACK_OFFSET) ", %esp\n"
 332     "ljmp $0x10, $_start\n"
 333     );