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 "config.h" // CONFIG_*
  10 #include "cmos.h" // CMOS_*
  11 #include "util.h" // memset
  12 #include "biosvar.h" // struct bios_data_area_s
  13 #include "ata.h" // hard_drive_setup
  14 #include "disk.h" // floppy_drive_setup
  15 #include "memmap.h" // add_e820
  16 #include "pic.h" // pic_setup
  17 #include "pci.h" // create_pirtable
  18 #include "acpi.h" // acpi_bios_init
  19 #include "bregs.h" // struct bregs
  20
  21 #define bda ((struct bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_BDA, 0))
  22 #define ebda ((struct extended_bios_data_area_s *)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0))
  23
  24 static void
  25 set_irq(int vector, void *loc)
  26 {
  27     SET_BDA(ivecs[vector].seg, SEG_BIOS);
  28     SET_BDA(ivecs[vector].offset, (u32)loc - BUILD_BIOS_ADDR);
  29 }
  30
  31 // Symbols defined in romlayout.S
  32 extern void dummy_iret_handler();
  33 extern void entry_08();
  34 extern void entry_09();
  35 extern void entry_hwirq();
  36 extern void entry_0e();
  37 extern void entry_10();
  38 extern void entry_11();
  39 extern void entry_12();
  40 extern void entry_13();
  41 extern void entry_14();
  42 extern void entry_15();
  43 extern void entry_16();
  44 extern void entry_17();
  45 extern void entry_18();
  46 extern void entry_19();
  47 extern void entry_1a();
  48 extern void entry_1c();
  49 extern void entry_40();
  50 extern void entry_70();
  51 extern void entry_74();
  52 extern void entry_75();
  53 extern void entry_76();
  54
  55 static void
  56 init_bda()
  57 {
  58     dprintf(3, "init bda\n");
  59     memset(bda, 0, sizeof(*bda));
  60
  61     SET_BDA(mem_size_kb, BASE_MEM_IN_K);
  62
  63     int i;
  64     for (i=0; i<256; i++)
  65         set_irq(i, &dummy_iret_handler);
  66
  67     set_irq(0x08, &entry_08);
  68     set_irq(0x09, &entry_09);
  69     //set_irq(0x0a, &entry_hwirq);
  70     //set_irq(0x0b, &entry_hwirq);
  71     //set_irq(0x0c, &entry_hwirq);
  72     //set_irq(0x0d, &entry_hwirq);
  73     set_irq(0x0e, &entry_0e);
  74     //set_irq(0x0f, &entry_hwirq);
  75     set_irq(0x10, &entry_10);
  76     set_irq(0x11, &entry_11);
  77     set_irq(0x12, &entry_12);
  78     set_irq(0x13, &entry_13);
  79     set_irq(0x14, &entry_14);
  80     set_irq(0x15, &entry_15);
  81     set_irq(0x16, &entry_16);
  82     set_irq(0x17, &entry_17);
  83     set_irq(0x18, &entry_18);
  84     set_irq(0x19, &entry_19);
  85     set_irq(0x1a, &entry_1a);
  86     set_irq(0x1c, &entry_1c);
  87     set_irq(0x40, &entry_40);
  88     set_irq(0x70, &entry_70);
  89     //set_irq(0x71, &entry_hwirq);
  90     //set_irq(0x72, &entry_hwirq);
  91     //set_irq(0x73, &entry_hwirq);
  92     set_irq(0x74, &entry_74);
  93     set_irq(0x75, &entry_75);
  94     set_irq(0x76, &entry_76);
  95     //set_irq(0x77, &entry_hwirq);
  96
  97     // set vector 0x79 to zero
  98     // this is used by 'gardian angel' protection system
  99     SET_BDA(ivecs[0x79].seg, 0);
 100     SET_BDA(ivecs[0x79].offset, 0);
 101
 102     set_irq(0x1E, &diskette_param_table2);
 103 }
 104
 105 static void
 106 init_ebda()
 107 {
 108     memset(ebda, 0, sizeof(*ebda));
 109     ebda->size = EBDA_SIZE;
 110     SET_BDA(ebda_seg, SEG_EBDA);
 111     SET_BDA(ivecs[0x41].seg, SEG_EBDA);
 112     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
 113             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
 114     SET_BDA(ivecs[0x46].seg, SEG_EBDA);
 115     SET_BDA(ivecs[0x41].offset
 116             , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
 117 }
 118
 119 static void
 120 ram_probe(void)
 121 {
 122     dprintf(3, "Find memory size\n");
 123     if (CONFIG_COREBOOT) {
 124         coreboot_fill_map();
 125     } else {
 126         // On emulators, get memory size from nvram.
 127         u32 rs = (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_LOW)
 128                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 8)) * 65536;
 129         if (rs)
 130             rs += 16 * 1024 * 1024;
 131         else
 132             rs = ((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW)
 133                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 8)) * 1024
 134                   + 1 * 1024 * 1024);
 135         SET_EBDA(ram_size, rs);
 136         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 137
 138         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 139         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 140     }
 141
 142     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 143     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 144
 145     // Mark known areas as reserved.
 146     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 147     add_e820(BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE, E820_RESERVED);
 148
 149     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 150 }
 151
 152 static void
 153 init_bios_tables(void)
 154 {
 155     if (CONFIG_COREBOOT)
 156         // XXX - not supported on coreboot yet.
 157         return;
 158
 159     smm_init();
 160
 161     create_pirtable();
 162
 163     mptable_init();
 164
 165     smbios_init();
 166
 167     acpi_bios_init();
 168 }
 169
 170 static void
 171 init_boot_vectors()
 172 {
 173     if (! CONFIG_BOOT)
 174         return;
 175     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 176
 177     // Floppy drive
 178     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 179     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 180     ip++;
 181
 182     // First HDD
 183     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 184     ip++;
 185
 186     // CDROM
 187     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 188         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 189         ip++;
 190     }
 191
 192     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 193     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 194     if (CONFIG_COREBOOT) {
 195         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 196         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 197         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 198     } else {
 199         // On emulators, get boot order from nvram.
 200         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 201                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 202         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 203             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 204     }
 205 }
 206
 207 // Execute a given option rom.
 208 static void
 209 callrom(u16 seg, u16 offset)
 210 {
 211     struct bregs br;
 212     memset(&br, 0, sizeof(br));
 213     // XXX - should set br.ax to PCI Bus/DevFn
 214     br.bx = 0xffff;
 215     br.dx = 0xffff;
 216     br.es = SEG_BIOS;
 217     extern char pnp_string[];
 218     br.di = (u32)pnp_string - BUILD_BIOS_ADDR;
 219     br.cs = seg;
 220     br.ip = offset;
 221     call16(&br);
 222
 223     debug_serial_setup();
 224 }
 225
 226 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 227 static void
 228 rom_scan(u32 start, u32 end)
 229 {
 230     if (! CONFIG_OPTIONROMS)
 231         return;
 232
 233     u8 *p = (u8*)start;
 234     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 235         u8 *rom = p;
 236         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 237             continue;
 238         u32 len = rom[2] * 512;
 239         u8 sum = checksum(rom, len);
 240         if (sum != 0) {
 241             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 242                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 243                     , rom, len, sum);
 244             continue;
 245         }
 246         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 247         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 248         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 249
 250         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 251             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 252                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 253
 254         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 255         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 256         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 257         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 258             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 259             continue;
 260         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 261         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 262         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 263         if (!entry)
 264             continue;
 265         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 266         // its BEV and product name string.
 267
 268         if (! CONFIG_BOOT)
 269             continue;
 270
 271         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 272             continue;
 273
 274         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 275         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 276         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 277
 278         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 279         if (desc)
 280             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 281
 282         ebda->ipl.count++;
 283     }
 284 }
 285
 286 // Call into vga code to turn on console.
 287 static void
 288 vga_setup()
 289 {
 290     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 291     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 292
 293     dprintf(1, "Turning on vga console\n");
 294     struct bregs br;
 295     memset(&br, 0, sizeof(br));
 296     br.ax = 0x0003;
 297     call16_int(0x10, &br);
 298 }
 299
 300 // Main setup code.
 301 static void
 302 post()
 303 {
 304     init_bda();
 305     init_ebda();
 306
 307     pic_setup();
 308     timer_setup();
 309     kbd_setup();
 310     lpt_setup();
 311     serial_setup();
 312     mouse_setup();
 313     mathcp_setup();
 314
 315     memmap_setup();
 316
 317     ram_probe();
 318
 319     vga_setup();
 320
 321     printf("BIOS - begin\n\n");
 322
 323     pci_bios_setup();
 324
 325     init_bios_tables();
 326
 327     memmap_finalize();
 328
 329     floppy_drive_setup();
 330     hard_drive_setup();
 331
 332     init_boot_vectors();
 333
 334     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 335     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 336 }
 337
 338 // Clear .bss section for C code.
 339 static void
 340 clear_bss()
 341 {
 342     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 343     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 344     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 345 }
 346
 347 // Reset DMA controller
 348 static void
 349 init_dma()
 350 {
 351     // first reset the DMA controllers
 352     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 353     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 354
 355     // then initialize the DMA controllers
 356     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 357     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 358 }
 359
 360 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 361 static void
 362 check_restart_status()
 363 {
 364     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 365     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 366     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 367
 368     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 369         // Normal post
 370         return;
 371
 372     if (status != 0x05) {
 373         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 374         return;
 375     }
 376
 377     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 378     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 379     eoi_pic2();
 380     struct bregs br;
 381     memset(&br, 0, sizeof(br));
 382     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 383     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 384     call16(&br);
 385 }
 386
 387 // 32-bit entry point.
 388 void VISIBLE32
 389 _start()
 390 {
 391     init_dma();
 392     check_restart_status();
 393
 394     debug_serial_setup();
 395     dprintf(1, "Start bios\n");
 396
 397     // Setup for .bss and .data sections
 398     clear_bss();
 399     make_bios_writable();
 400
 401     // Perform main setup code.
 402     post();
 403
 404     // Present the user with a bootup menu.
 405     interactive_bootmenu();
 406
 407     // Setup bios checksum.
 408     extern char bios_checksum;
 409     bios_checksum = -checksum((u8*)BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE - 1);
 410
 411     // Prep for boot process.
 412     make_bios_readonly();
 413     clear_bss();
 414
 415     // Invoke int 19 to start boot process.
 416     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 417     struct bregs br;
 418     memset(&br, 0, sizeof(br));
 419     call16_int(0x19, &br);
 420 }
 421
 422 // Ughh - some older gcc compilers have a bug which causes VISIBLE32
 423 // functions to not be exported as a global variable - force _start
 424 // to be global here.
 425 asm(".global _start");