src/post.c

   1 // 32bit code to Power On Self Test (POST) a machine.
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008-2010  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 LGPLv3 license.
   7
   8 #include "ioport.h" // PORT_*
   9 #include "config.h" // CONFIG_*
  10 #include "cmos.h" // CMOS_*
  11 #include "util.h" // memset
  12 #include "biosvar.h" // struct bios_data_area_s
  13 #include "disk.h" // floppy_drive_setup
  14 #include "ata.h" // ata_setup
  15 #include "ahci.h" // ahci_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 #include "mptable.h" // mptable_init
  22 #include "boot.h" // IPL
  23 #include "usb.h" // usb_setup
  24 #include "smbios.h" // smbios_init
  25 #include "paravirt.h" // qemu_cfg_port_probe
  26 #include "xen.h" // xen_probe_hvm_info
  27 #include "ps2port.h" // ps2port_setup
  28 #include "virtio-blk.h" // virtio_blk_setup
  29
  30
  31 /****************************************************************
  32  * BIOS init
  33  ****************************************************************/
  34
  35 static void
  36 init_ivt(void)
  37 {
  38     dprintf(3, "init ivt\n");
  39
  40     // Initialize all vectors to the default handler.
  41     int i;
  42     for (i=0; i<256; i++)
  43         SET_IVT(i, FUNC16(entry_iret_official));
  44
  45     // Initialize all hw vectors to a default hw handler.
  46     for (i=0x08; i<=0x0f; i++)
  47         SET_IVT(i, FUNC16(entry_hwpic1));
  48     for (i=0x70; i<=0x77; i++)
  49         SET_IVT(i, FUNC16(entry_hwpic2));
  50
  51     // Initialize software handlers.
  52     SET_IVT(0x02, FUNC16(entry_02));
  53     SET_IVT(0x10, FUNC16(entry_10));
  54     SET_IVT(0x11, FUNC16(entry_11));
  55     SET_IVT(0x12, FUNC16(entry_12));
  56     SET_IVT(0x13, FUNC16(entry_13_official));
  57     SET_IVT(0x14, FUNC16(entry_14));
  58     SET_IVT(0x15, FUNC16(entry_15));
  59     SET_IVT(0x16, FUNC16(entry_16));
  60     SET_IVT(0x17, FUNC16(entry_17));
  61     SET_IVT(0x18, FUNC16(entry_18));
  62     SET_IVT(0x19, FUNC16(entry_19_official));
  63     SET_IVT(0x1a, FUNC16(entry_1a));
  64     SET_IVT(0x40, FUNC16(entry_40));
  65
  66     // INT 60h-66h reserved for user interrupt
  67     for (i=0x60; i<=0x66; i++)
  68         SET_IVT(i, SEGOFF(0, 0));
  69
  70     // set vector 0x79 to zero
  71     // this is used by 'gardian angel' protection system
  72     SET_IVT(0x79, SEGOFF(0, 0));
  73
  74     SET_IVT(0x1E, SEGOFF(SEG_BIOS, (u32)&diskette_param_table2 - BUILD_BIOS_ADDR));
  75 }
  76
  77 static void
  78 init_bda(void)
  79 {
  80     dprintf(3, "init bda\n");
  81
  82     struct bios_data_area_s *bda = MAKE_FLATPTR(SEG_BDA, 0);
  83     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  84
  85     int esize = EBDA_SIZE_START;
  86     SET_BDA(mem_size_kb, BUILD_LOWRAM_END/1024 - esize);
  87     u16 ebda_seg = EBDA_SEGMENT_START;
  88     SET_BDA(ebda_seg, ebda_seg);
  89
  90     // Init ebda
  91     struct extended_bios_data_area_s *ebda = get_ebda_ptr();
  92     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
  93     ebda->size = esize;
  94
  95     add_e820((u32)MAKE_FLATPTR(ebda_seg, 0), GET_EBDA2(ebda_seg, size) * 1024
  96              , E820_RESERVED);
  97 }
  98
  99 static void
 100 ram_probe(void)
 101 {
 102     dprintf(3, "Find memory size\n");
 103     if (CONFIG_COREBOOT) {
 104         coreboot_setup();
 105     } else if (usingXen()) {
 106         xen_setup();
 107     } else {
 108         // On emulators, get memory size from nvram.
 109         u32 rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW) << 16)
 110                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 24));
 111         if (rs)
 112             rs += 16 * 1024 * 1024;
 113         else
 114             rs = (((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW) << 10)
 115                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 18))
 116                   + 1 * 1024 * 1024);
 117         RamSize = rs;
 118         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 119
 120         // Check for memory over 4Gig
 121         u64 high = ((inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_LOW) << 16)
 122                     | ((u32)inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_MID) << 24)
 123                     | ((u64)inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_HIGH) << 32));
 124         RamSizeOver4G = high;
 125         add_e820(0x100000000ull, high, E820_RAM);
 126
 127         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 128         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 129     }
 130
 131     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 132     add_e820(BUILD_LOWRAM_END, BUILD_BIOS_ADDR-BUILD_LOWRAM_END, E820_HOLE);
 133
 134     // Mark known areas as reserved.
 135     add_e820(BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE, E820_RESERVED);
 136
 137     u32 count = qemu_cfg_e820_entries();
 138     if (count) {
 139         struct e820_reservation entry;
 140         int i;
 141
 142         for (i = 0; i < count; i++) {
 143             qemu_cfg_e820_load_next(&entry);
 144             add_e820(entry.address, entry.length, entry.type);
 145         }
 146     } else if (kvm_para_available()) {
 147         // Backwards compatibility - provide hard coded range.
 148         // 4 pages before the bios, 3 pages for vmx tss pages, the
 149         // other page for EPT real mode pagetable
 150         add_e820(0xfffbc000, 4*4096, E820_RESERVED);
 151     }
 152
 153     dprintf(1, "Ram Size=0x%08x (0x%08x%08x high)\n"
 154             , RamSize, (u32)(RamSizeOver4G >> 32), (u32)RamSizeOver4G);
 155 }
 156
 157 static void
 158 init_bios_tables(void)
 159 {
 160     if (CONFIG_COREBOOT) {
 161         coreboot_copy_biostable();
 162         return;
 163     }
 164     if (usingXen()) {
 165         xen_copy_biostables();
 166         return;
 167     }
 168
 169     create_pirtable();
 170
 171     mptable_init();
 172
 173     smbios_init();
 174
 175     acpi_bios_init();
 176 }
 177
 178 // Initialize hardware devices
 179 static void
 180 init_hw(void)
 181 {
 182     usb_setup();
 183     ps2port_setup();
 184     lpt_setup();
 185     serial_setup();
 186
 187     floppy_setup();
 188     ata_setup();
 189     ahci_setup();
 190     cbfs_payload_setup();
 191     ramdisk_setup();
 192     virtio_blk_setup();
 193 }
 194
 195 // Begin the boot process by invoking an int0x19 in 16bit mode.
 196 void VISIBLE32FLAT
 197 startBoot(void)
 198 {
 199     // Clear low-memory allocations (required by PMM spec).
 200     memset((void*)BUILD_STACK_ADDR, 0, BUILD_EBDA_MINIMUM - BUILD_STACK_ADDR);
 201
 202     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 203     struct bregs br;
 204     memset(&br, 0, sizeof(br));
 205     br.flags = F_IF;
 206     call16_int(0x19, &br);
 207 }
 208
 209 // Main setup code.
 210 static void
 211 maininit(void)
 212 {
 213     // Running at new code address - do code relocation fixups
 214     malloc_fixupreloc();
 215
 216     // Setup ivt/bda/ebda
 217     init_ivt();
 218     init_bda();
 219
 220     // Init base pc hardware.
 221     pic_setup();
 222     timer_setup();
 223     mathcp_setup();
 224
 225     // Initialize mtrr
 226     mtrr_setup();
 227
 228     // Initialize pci
 229     pci_setup();
 230     smm_init();
 231
 232     // Setup Xen hypercalls
 233     xen_init_hypercalls();
 234
 235     // Initialize internal tables
 236     boot_setup();
 237
 238     // Start hardware initialization (if optionrom threading)
 239     if (CONFIG_THREADS && CONFIG_THREAD_OPTIONROMS)
 240         init_hw();
 241
 242     // Find and initialize other cpus
 243     smp_probe();
 244
 245     // Setup interfaces that option roms may need
 246     bios32_setup();
 247         dprintf(3, "[wurm] pmm_setup\n");
 248     pmm_setup();
 249         dprintf(3, "[wurm] pnp_setup\n");
 250     pnp_setup();
 251         dprintf(3, "[wurm] kbd_setup\n");
 252     kbd_setup();
 253         dprintf(3, "[wurm] mouse_setup\n");
 254     mouse_setup();
 255         dprintf(3, "[wurm] init_bios_tables\n");
 256     init_bios_tables();
 257
 258     // Run vga option rom
 259         dprintf(3, "[wurm] vga_setup\n");
 260     vga_setup();
 261
 262     // Do hardware initialization (if running synchronously)
 263     if (!CONFIG_THREADS || !CONFIG_THREAD_OPTIONROMS) {
 264         init_hw();
 265         wait_threads();
 266     }
 267
 268     // Run option roms
 269     optionrom_setup();
 270
 271     // Run BCVs and show optional boot menu
 272     boot_prep();
 273
 274     // Finalize data structures before boot
 275     cdemu_setup();
 276     pmm_finalize();
 277     malloc_finalize();
 278     memmap_finalize();
 279
 280     // Setup bios checksum.
 281     BiosChecksum -= checksum((u8*)BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE);
 282
 283     // Write protect bios memory.
 284     make_bios_readonly();
 285
 286     // Invoke int 19 to start boot process.
 287     startBoot();
 288 }
 289
 290
 291 /****************************************************************
 292  * POST entry and code relocation
 293  ****************************************************************/
 294
 295 // Update given relocs for the code at 'dest' with a given 'delta'
 296 static void
 297 updateRelocs(void *dest, u32 *rstart, u32 *rend, u32 delta)
 298 {
 299     u32 *reloc;
 300     for (reloc = rstart; reloc < rend; reloc++)
 301         *((u32*)(dest + *reloc)) += delta;
 302 }
 303
 304 // Relocate init code and then call maininit() at new address.
 305 static void
 306 reloc_init(void)
 307 {
 308     if (!CONFIG_RELOCATE_INIT) {
 309         maininit();
 310         return;
 311     }
 312     // Symbols populated by the build.
 313     extern u8 code32flat_start[];
 314     extern u8 _reloc_min_align[];
 315     extern u32 _reloc_abs_start[], _reloc_abs_end[];
 316     extern u32 _reloc_rel_start[], _reloc_rel_end[];
 317     extern u32 _reloc_init_start[], _reloc_init_end[];
 318     extern u8 code32init_start[], code32init_end[];
 319
 320     // Allocate space for init code.
 321     u32 initsize = code32init_end - code32init_start;
 322     u32 align = (u32)&_reloc_min_align;
 323     void *dest = memalign_tmp(align, initsize);
 324     if (!dest)
 325         panic("No space for init relocation.\n");
 326
 327     // Copy code and update relocs (init absolute, init relative, and runtime)
 328     dprintf(1, "Relocating init from %p to %p (size %d)\n"
 329             , code32init_start, dest, initsize);
 330     s32 delta = dest - (void*)code32init_start;
 331     memcpy(dest, code32init_start, initsize);
 332     updateRelocs(dest, _reloc_abs_start, _reloc_abs_end, delta);
 333     updateRelocs(dest, _reloc_rel_start, _reloc_rel_end, -delta);
 334     updateRelocs(code32flat_start, _reloc_init_start, _reloc_init_end, delta);
 335
 336     // Call maininit() in relocated code.
 337     void (*func)(void) = (void*)maininit + delta;
 338     barrier();
 339     func();
 340 }
 341
 342 // Setup for code relocation and then call reloc_init
 343 void VISIBLE32INIT
 344 dopost(void)
 345 {
 346     HaveRunPost = 1;
 347
 348     // Detect ram and setup internal malloc.
 349     qemu_cfg_port_probe();
 350     ram_probe();
 351     malloc_setup();
 352
 353     // Relocate initialization code and call maininit().
 354     reloc_init();
 355 }
 356
 357 // Entry point for Power On Self Test (POST) - the BIOS initilization
 358 // phase.  This function makes the memory at 0xc0000-0xfffff
 359 // read/writable and then calls dopost().
 360 void VISIBLE32FLAT
 361 handle_post(void)
 362 {
 363     debug_serial_setup();
 364     dprintf(1, "Start bios (version %s)\n", VERSION);
 365
 366     // Enable CPU caching
 367     setcr0(getcr0() & ~(CR0_CD|CR0_NW));
 368
 369     // Clear CMOS reboot flag.
 370     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 371
 372     // Make sure legacy DMA isn't running.
 373     init_dma();
 374
 375     // Check if we are running under Xen.
 376     xen_probe();
 377
 378     // Allow writes to modify bios area (0xf0000)
 379     make_bios_writable();
 380
 381     // Now that memory is read/writable - start post process.
 382     dopost();
 383 }