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 // Execute a given option rom.
 155 static void
 156 callrom(u16 seg, u16 offset)
 157 {
 158     struct bregs br;
 159     memset(&br, 0, sizeof(br));
 160     br.es = SEG_BIOS;
 161     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 162     br.cs = seg;
 163     br.ip = offset;
 164     call16(&br);
 165 }
 166
 167 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 168 static void
 169 rom_scan(u32 start, u32 end)
 170 {
 171     u8 *p = (u8*)start;
 172     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 173         u8 *rom = p;
 174         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 175             continue;
 176         u32 len = rom[2] * 512;
 177         if (checksum(rom, len) != 0)
 178             continue;
 179         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 180         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 181         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 182
 183         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 184             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 185                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 186
 187         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 188         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 189         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 190         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 191             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 192             continue;
 193         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 194         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 195         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 196         if (!entry)
 197             continue;
 198         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 199         // its BEV and product name string.
 200
 201         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 202             continue;
 203
 204         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 205         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 206         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 207
 208         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 209         if (desc)
 210             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 211
 212         ebda->ipl.count++;
 213     }
 214 }
 215
 216 // Main setup code.
 217 static void
 218 post()
 219 {
 220     dprintf(3, "init bda\n");
 221     init_bda();
 222     init_ebda();
 223
 224     dprintf(3, "init timer\n");
 225     timer_setup();
 226     dprintf(3, "init keyboard\n");
 227     kbd_setup();
 228     dprintf(3, "init lpt\n");
 229     lpt_setup();
 230     dprintf(3, "init serial\n");
 231     serial_setup();
 232     dprintf(3, "init pic\n");
 233     pic_setup();
 234
 235     dprintf(3, "Find memory size\n");
 236     ram_probe();
 237
 238     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 239     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 240
 241     printf("BIOS - begin\n\n");
 242
 243     dprintf(3, "rombios32 init\n");
 244     rombios32_init();
 245
 246     dprintf(3, "init floppy drives\n");
 247     floppy_drive_setup();
 248     dprintf(3, "init hard drives\n");
 249     hard_drive_setup();
 250
 251     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 252     init_boot_vectors();
 253
 254     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 255     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 256 }
 257
 258 // Clear .bss section for C code.
 259 static void
 260 clear_bss()
 261 {
 262     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 263     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 264     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 265 }
 266
 267 // Reset DMA controller
 268 static void
 269 init_dma()
 270 {
 271     // first reset the DMA controllers
 272     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 273     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 274
 275     // then initialize the DMA controllers
 276     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 277     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 278 }
 279
 280 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 281 static void
 282 check_restart_status()
 283 {
 284     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 285     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 286     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 287
 288     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 289         // Normal post
 290         return;
 291
 292     if (status != 0x05) {
 293         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 294         return;
 295     }
 296
 297     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 298     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 299     eoi_both_pics();
 300     struct bregs br;
 301     memset(&br, 0, sizeof(br));
 302     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 303     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 304     call16(&br);
 305 }
 306
 307 // 32-bit entry point.
 308 void VISIBLE32
 309 _start()
 310 {
 311     init_dma();
 312     check_restart_status();
 313
 314     dprintf(1, "Start bios\n");
 315
 316     // Setup for .bss and .data sections
 317     clear_bss();
 318     make_bios_writable();
 319
 320     // Perform main setup code.
 321     post();
 322
 323     // Present the user with a bootup menu.
 324     interactive_bootmenu();
 325
 326     // Prep for boot process.
 327     make_bios_readonly();
 328     clear_bss();
 329
 330     // Invoke int 19 to start boot process.
 331     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 332     struct bregs br;
 333     memset(&br, 0, sizeof(br));
 334     call16_int(0x19, &br);
 335 }
 336
 337 // Externally visible 32bit entry point.
 338 asm(
 339     ".global post32\n"
 340     "post32:\n"
 341     "cli\n"
 342     "cld\n"
 343     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 344     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 345     "movl $" __stringify(CONFIG_STACK_OFFSET) ", %esp\n"
 346     "ljmp $0x10, $_start\n"
 347     );