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 set_irq(int vector, u32 loc)
  27 {
  28     SET_BDA(ivecs[vector].seg, SEG_BIOS);
  29     SET_BDA(ivecs[vector].offset, loc - BUILD_BIOS_ADDR);
  30 }
  31
  32 static void
  33 init_bda()
  34 {
  35     dprintf(3, "init bda\n");
  36     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  37
  38     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  39
  40     int i;
  41     for (i=0; i<256; i++)
  42         set_irq(i, OFFSET_dummy_iret_handler);
  43
  44     set_irq(0x08, OFFSET_entry_08);
  45     set_irq(0x09, OFFSET_entry_09);
  46     //set_irq(0x0a, OFFSET_entry_hwirq);
  47     //set_irq(0x0b, OFFSET_entry_hwirq);
  48     //set_irq(0x0c, OFFSET_entry_hwirq);
  49     //set_irq(0x0d, OFFSET_entry_hwirq);
  50     set_irq(0x0e, OFFSET_entry_0e);
  51     //set_irq(0x0f, OFFSET_entry_hwirq);
  52     set_irq(0x10, OFFSET_entry_10);
  53     set_irq(0x11, OFFSET_entry_11);
  54     set_irq(0x12, OFFSET_entry_12);
  55     set_irq(0x13, OFFSET_entry_13);
  56     set_irq(0x14, OFFSET_entry_14);
  57     set_irq(0x15, OFFSET_entry_15);
  58     set_irq(0x16, OFFSET_entry_16);
  59     set_irq(0x17, OFFSET_entry_17);
  60     set_irq(0x18, OFFSET_entry_18);
  61     set_irq(0x19, OFFSET_entry_19);
  62     set_irq(0x1a, OFFSET_entry_1a);
  63     set_irq(0x1c, OFFSET_entry_1c);
  64     set_irq(0x40, OFFSET_entry_40);
  65     set_irq(0x70, OFFSET_entry_70);
  66     //set_irq(0x71, OFFSET_entry_hwirq);
  67     //set_irq(0x72, OFFSET_entry_hwirq);
  68     //set_irq(0x73, OFFSET_entry_hwirq);
  69     set_irq(0x74, OFFSET_entry_74);
  70     set_irq(0x75, OFFSET_entry_75);
  71     set_irq(0x76, OFFSET_entry_76);
  72     //set_irq(0x77, OFFSET_entry_hwirq);
  73
  74     // set vector 0x79 to zero
  75     // this is used by 'gardian angel' protection system
  76     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
  77     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
  78
  79     set_irq(0x1E, OFFSET_diskette_param_table2);
  80 }
  81
  82 static void
  83 init_ebda()
  84 {
  85     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  86     ebda->size = EBDA_SIZE;
  87     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
  88     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
  89     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  90             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
  91     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
  92     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
  93             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
  94 }
  95
  96 static void
  97 ram_probe(void)
  98 {
  99     dprintf(3, "Find memory size\n");
 100     if (CONFIG_COREBOOT) {
 101         coreboot_fill_map();
 102     } else {
 103         // On emulators, get memory size from nvram.
 104         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
 105                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
 106         if (rs)
 107             rs += 16 * 1024 * 1024;
 108         else
 109             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
 110                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
 111                   + 1 * 1024 * 1024);
 112         SET_EBDA(ram_size, rs);
 113         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 114
 115         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 116         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 117     }
 118
 119     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 120     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 121
 122     // Mark known areas as reserved.
 123     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 124     add_e820(BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE, E820_RESERVED);
 125
 126     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 127 }
 128
 129 static void
 130 init_bios_tables(void)
 131 {
 132     if (CONFIG_COREBOOT)
 133         // XXX - not supported on coreboot yet.
 134         return;
 135
 136     smm_init();
 137
 138     create_pirtable();
 139
 140     mptable_init();
 141
 142     smbios_init();
 143
 144     acpi_bios_init();
 145 }
 146
 147 static void
 148 init_boot_vectors()
 149 {
 150     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 151
 152     // Floppy drive
 153     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 154     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 155     ip++;
 156
 157     // First HDD
 158     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 159     ip++;
 160
 161     // CDROM
 162     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 163         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 164         ip++;
 165     }
 166
 167     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 168     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 169     if (CONFIG_COREBOOT) {
 170         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 171         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 172         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 173     } else {
 174         // On emulators, get boot order from nvram.
 175         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 176                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 177         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 178             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 179     }
 180 }
 181
 182 // Execute a given option rom.
 183 static void
 184 callrom(u16 seg, u16 offset)
 185 {
 186     struct bregs br;
 187     memset(&br, 0, sizeof(br));
 188     br.es = SEG_BIOS;
 189     // starts 1 past for alignment
 190     br.di = OFFSET_pnp_string - BUILD_BIOS_ADDR + 1;
 191     br.cs = seg;
 192     br.ip = offset;
 193     call16(&br);
 194
 195     debug_serial_setup();
 196 }
 197
 198 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 199 static void
 200 rom_scan(u32 start, u32 end)
 201 {
 202     u8 *p = (u8*)start;
 203     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 204         u8 *rom = p;
 205         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 206             continue;
 207         u32 len = rom[2] * 512;
 208         u8 sum = checksum(rom, len);
 209         if (sum != 0) {
 210             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 211                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 212                     , rom, len, sum);
 213             continue;
 214         }
 215         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 216         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 217         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 218
 219         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 220             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 221                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 222
 223         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 224         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 225         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 226         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 227             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 228             continue;
 229         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 230         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 231         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 232         if (!entry)
 233             continue;
 234         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 235         // its BEV and product name string.
 236
 237         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 238             continue;
 239
 240         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 241         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 242         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 243
 244         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 245         if (desc)
 246             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 247
 248         ebda->ipl.count++;
 249     }
 250 }
 251
 252 // Main setup code.
 253 static void
 254 post()
 255 {
 256     init_bda();
 257     init_ebda();
 258
 259     pic_setup();
 260     timer_setup();
 261     kbd_setup();
 262     lpt_setup();
 263     serial_setup();
 264     mouse_setup();
 265     mathcp_setup();
 266
 267     memmap_setup();
 268
 269     ram_probe();
 270
 271     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 272     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 273
 274     printf("BIOS - begin\n\n");
 275
 276     pci_bios_setup();
 277
 278     init_bios_tables();
 279
 280     memmap_finalize();
 281
 282     floppy_drive_setup();
 283     hard_drive_setup();
 284
 285     init_boot_vectors();
 286
 287     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 288     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 289 }
 290
 291 // Clear .bss section for C code.
 292 static void
 293 clear_bss()
 294 {
 295     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 296     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 297     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 298 }
 299
 300 // Reset DMA controller
 301 static void
 302 init_dma()
 303 {
 304     // first reset the DMA controllers
 305     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 306     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 307
 308     // then initialize the DMA controllers
 309     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 310     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 311 }
 312
 313 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 314 static void
 315 check_restart_status()
 316 {
 317     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 318     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 319     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 320
 321     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 322         // Normal post
 323         return;
 324
 325     if (status != 0x05) {
 326         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 327         return;
 328     }
 329
 330     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 331     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 332     eoi_pic2();
 333     struct bregs br;
 334     memset(&br, 0, sizeof(br));
 335     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 336     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 337     call16(&br);
 338 }
 339
 340 // 32-bit entry point.
 341 void VISIBLE32
 342 _start()
 343 {
 344     init_dma();
 345     check_restart_status();
 346
 347     debug_serial_setup();
 348     dprintf(1, "Start bios\n");
 349
 350     // Setup for .bss and .data sections
 351     clear_bss();
 352     make_bios_writable();
 353
 354     // Perform main setup code.
 355     post();
 356
 357     // Present the user with a bootup menu.
 358     interactive_bootmenu();
 359
 360     // Setup bios checksum.
 361     *(u8*)OFFSET_bios_checksum = -checksum((u8*)BUILD_BIOS_ADDR
 362                                            , BUILD_BIOS_SIZE - 1);
 363
 364     // Prep for boot process.
 365     make_bios_readonly();
 366     clear_bss();
 367
 368     // Invoke int 19 to start boot process.
 369     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 370     struct bregs br;
 371     memset(&br, 0, sizeof(br));
 372     call16_int(0x19, &br);
 373 }
 374
 375 // Externally visible 32bit entry point.
 376 asm(
 377     ".global post32\n"
 378     "post32:\n"
 379     "cli\n"
 380     "cld\n"
 381     "lidtl " __stringify(OFFSET_pmode_IDT_info) "\n"
 382     "lgdtl " __stringify(OFFSET_rombios32_gdt_48) "\n"
 383     "movl $" __stringify(BUILD_STACK_ADDR) ", %esp\n"
 384     "ljmp $0x10, $_start\n"
 385     );