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 "disk.h" // floppy_drive_setup
  16 #include "memmap.h" // add_e820
  17 #include "pic.h" // pic_setup
  18 #include "pci.h" // create_pirtable
  19 #include "acpi.h" // acpi_bios_init
  20 #include "bregs.h" // struct bregs
  21
  22 #define bda ((struct bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_BDA, 0))
  23 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0))
  24
  25 static void
  26 init_bda()
  27 {
  28     dprintf(3, "init bda\n");
  29     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  30
  31     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  32
  33     int i;
  34     for (i=0; i<256; i++) {
  35         SET_BDA(ivecs[i].seg, SEG_BIOS);
  36         SET_BDA(ivecs[i].offset, OFFSET_dummy_iret_handler);
  37     }
  38
  39     SET_BDA(ivecs[0x08].offset, OFFSET_entry_08);
  40     SET_BDA(ivecs[0x09].offset, OFFSET_entry_09);
  41     //SET_BDA(ivecs[0x0a].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  42     //SET_BDA(ivecs[0x0b].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  43     //SET_BDA(ivecs[0x0c].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  44     //SET_BDA(ivecs[0x0d].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  45     SET_BDA(ivecs[0x0e].offset, OFFSET_entry_0e);
  46     //SET_BDA(ivecs[0x0f].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  47     SET_BDA(ivecs[0x10].offset, OFFSET_entry_10);
  48     SET_BDA(ivecs[0x11].offset, OFFSET_entry_11);
  49     SET_BDA(ivecs[0x12].offset, OFFSET_entry_12);
  50     SET_BDA(ivecs[0x13].offset, OFFSET_entry_13);
  51     SET_BDA(ivecs[0x14].offset, OFFSET_entry_14);
  52     SET_BDA(ivecs[0x15].offset, OFFSET_entry_15);
  53     SET_BDA(ivecs[0x16].offset, OFFSET_entry_16);
  54     SET_BDA(ivecs[0x17].offset, OFFSET_entry_17);
  55     SET_BDA(ivecs[0x18].offset, OFFSET_entry_18);
  56     SET_BDA(ivecs[0x19].offset, OFFSET_entry_19);
  57     SET_BDA(ivecs[0x1a].offset, OFFSET_entry_1a);
  58     SET_BDA(ivecs[0x1c].offset, OFFSET_entry_1c);
  59     SET_BDA(ivecs[0x40].offset, OFFSET_entry_40);
  60     SET_BDA(ivecs[0x70].offset, OFFSET_entry_70);
  61     //SET_BDA(ivecs[0x71].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  62     //SET_BDA(ivecs[0x72].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  63     //SET_BDA(ivecs[0x73].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  64     SET_BDA(ivecs[0x74].offset, OFFSET_entry_74);
  65     SET_BDA(ivecs[0x75].offset, OFFSET_entry_75);
  66     SET_BDA(ivecs[0x76].offset, OFFSET_entry_76);
  67     //SET_BDA(ivecs[0x77].offset, OFFSET_entry_hwirq);
  68
  69     // set vector 0x79 to zero
  70     // this is used by 'gardian angel' protection system
  71     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  72     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  73
  74     SET_BDA(ivecs[0x1E].offset, OFFSET_diskette_param_table2);
  75 }
  76
  77 static void
  78 init_ebda()
  79 {
  80     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  81     ebda->size = EBDA_SIZE;
  82     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  83     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  84     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  85             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  86     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  87     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  88             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  89 }
  90
  91 static void
  92 ram_probe(void)
  93 {
  94     dprintf(3, "Find memory size\n");
  95     if (CONFIG_COREBOOT) {
  96         coreboot_fill_map();
  97     } else {
  98         // On emulators, get memory size from nvram.
  99         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
 100                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
 101         if (rs)
 102             rs += 16 * 1024 * 1024;
 103         else
 104             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
 105                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
 106                   + 1 * 1024 * 1024);
 107         SET_EBDA(ram_size, rs);
 108         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 109
 110         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 111         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 112     }
 113
 114     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 115     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 116
 117     // Mark known areas as reserved.
 118     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 119     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_BIOS, 0), 0x10000, E820_RESERVED);
 120
 121     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 122 }
 123
 124 static void
 125 init_bios_tables(void)
 126 {
 127     if (CONFIG_COREBOOT)
 128         // XXX - not supported on coreboot yet.
 129         return;
 130
 131     smm_init();
 132
 133     create_pirtable();
 134
 135     mptable_init();
 136
 137     smbios_init();
 138
 139     acpi_bios_init();
 140 }
 141
 142 static void
 143 init_boot_vectors()
 144 {
 145     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 146
 147     // Floppy drive
 148     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 149     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 150     ip++;
 151
 152     // First HDD
 153     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 154     ip++;
 155
 156     // CDROM
 157     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 158         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 159         ip++;
 160     }
 161
 162     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 163     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 164     if (CONFIG_COREBOOT) {
 165         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 166         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 167         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 168     } else {
 169         // On emulators, get boot order from nvram.
 170         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 171                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 172         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 173             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 174     }
 175 }
 176
 177 // Execute a given option rom.
 178 static void
 179 callrom(u16 seg, u16 offset)
 180 {
 181     struct bregs br;
 182     memset(&br, 0, sizeof(br));
 183     br.es = SEG_BIOS;
 184     br.di = OFFSET_pnp_string + 1; // starts 1 past for alignment
 185     br.cs = seg;
 186     br.ip = offset;
 187     call16(&br);
 188
 189     debug_serial_setup();
 190 }
 191
 192 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 193 static void
 194 rom_scan(u32 start, u32 end)
 195 {
 196     u8 *p = (u8*)start;
 197     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 198         u8 *rom = p;
 199         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 200             continue;
 201         u32 len = rom[2] * 512;
 202         u8 sum = checksum(rom, len);
 203         if (sum != 0) {
 204             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 205                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 206                     , rom, len, sum);
 207             continue;
 208         }
 209         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 210         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 211         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 212
 213         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 214             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 215                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 216
 217         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 218         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 219         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 220         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 221             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 222             continue;
 223         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 224         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 225         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 226         if (!entry)
 227             continue;
 228         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 229         // its BEV and product name string.
 230
 231         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 232             continue;
 233
 234         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 235         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 236         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 237
 238         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 239         if (desc)
 240             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 241
 242         ebda->ipl.count++;
 243     }
 244 }
 245
 246 // Main setup code.
 247 static void
 248 post()
 249 {
 250     init_bda();
 251     init_ebda();
 252
 253     pic_setup();
 254     timer_setup();
 255     kbd_setup();
 256     lpt_setup();
 257     serial_setup();
 258     mouse_setup();
 259     mathcp_setup();
 260
 261     memmap_setup();
 262
 263     ram_probe();
 264
 265     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 266     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 267
 268     printf("BIOS - begin\n\n");
 269
 270     pci_bios_setup();
 271
 272     init_bios_tables();
 273
 274     memmap_finalize();
 275
 276     floppy_drive_setup();
 277     hard_drive_setup();
 278
 279     init_boot_vectors();
 280
 281     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 282     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 283 }
 284
 285 // Clear .bss section for C code.
 286 static void
 287 clear_bss()
 288 {
 289     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 290     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 291     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 292 }
 293
 294 // Reset DMA controller
 295 static void
 296 init_dma()
 297 {
 298     // first reset the DMA controllers
 299     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 300     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 301
 302     // then initialize the DMA controllers
 303     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 304     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 305 }
 306
 307 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 308 static void
 309 check_restart_status()
 310 {
 311     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 312     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 313     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 314
 315     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 316         // Normal post
 317         return;
 318
 319     if (status != 0x05) {
 320         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 321         return;
 322     }
 323
 324     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 325     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 326     eoi_pic2();
 327     struct bregs br;
 328     memset(&br, 0, sizeof(br));
 329     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 330     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 331     call16(&br);
 332 }
 333
 334 // 32-bit entry point.
 335 void VISIBLE32
 336 _start()
 337 {
 338     init_dma();
 339     check_restart_status();
 340
 341     debug_serial_setup();
 342     dprintf(1, "Start bios\n");
 343
 344     // Setup for .bss and .data sections
 345     clear_bss();
 346     make_bios_writable();
 347
 348     // Perform main setup code.
 349     post();
 350
 351     // Present the user with a bootup menu.
 352     interactive_bootmenu();
 353
 354     // Setup bios checksum.
 355     *(u8*)0xfffff = -checksum((u8*)0xf0000, 0xffff);
 356
 357     // Prep for boot process.
 358     make_bios_readonly();
 359     clear_bss();
 360
 361     // Invoke int 19 to start boot process.
 362     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 363     struct bregs br;
 364     memset(&br, 0, sizeof(br));
 365     call16_int(0x19, &br);
 366 }
 367
 368 // Externally visible 32bit entry point.
 369 asm(
 370     ".global post32\n"
 371     "post32:\n"
 372     "cli\n"
 373     "cld\n"
 374     "lidtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 375     "lgdtl " __stringify(0xf0000 | OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 376     "movl $" __stringify(BUILD_STACK_ADDR) ", %esp\n"
 377     "ljmp $0x10, $_start\n"
 378     );