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) << 16)
 128                   | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM2_HIGH) << 24));
 129         if (rs)
 130             rs += 16 * 1024 * 1024;
 131         else
 132             rs = (((inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_LOW) << 10)
 133                    | (inb_cmos(CMOS_MEM_EXTMEM_HIGH) << 18))
 134                   + 1 * 1024 * 1024);
 135         SET_EBDA(ram_size, rs);
 136         add_e820(0, rs, E820_RAM);
 137
 138         // Check for memory over 4Gig
 139         u64 high = ((inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_LOW) << 16)
 140                     | (inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_MID) << 24)
 141                     | ((u64)inb_cmos(CMOS_MEM_HIGHMEM_HIGH) << 32));
 142         SET_EBDA(ram_size_over4G, high);
 143         add_e820(0x100000000ull, high, E820_RAM);
 144
 145         /* reserve 256KB BIOS area at the end of 4 GB */
 146         add_e820(0xfffc0000, 256*1024, E820_RESERVED);
 147     }
 148
 149     // Don't declare any memory between 0xa0000 and 0x100000
 150     add_e820(0xa0000, 0x50000, E820_HOLE);
 151
 152     // Mark known areas as reserved.
 153     add_e820((u32)MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, 0), EBDA_SIZE * 1024, E820_RESERVED);
 154     add_e820(BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE, E820_RESERVED);
 155
 156     dprintf(1, "ram_size=0x%08x\n", GET_EBDA(ram_size));
 157 }
 158
 159 static void
 160 init_bios_tables(void)
 161 {
 162     if (CONFIG_COREBOOT)
 163         // XXX - not supported on coreboot yet.
 164         return;
 165
 166     smm_init();
 167
 168     create_pirtable();
 169
 170     mptable_init();
 171
 172     smbios_init();
 173
 174     acpi_bios_init();
 175 }
 176
 177 static void
 178 init_boot_vectors()
 179 {
 180     if (! CONFIG_BOOT)
 181         return;
 182     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 183
 184     // Floppy drive
 185     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 186     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 187     ip++;
 188
 189     // First HDD
 190     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 191     ip++;
 192
 193     // CDROM
 194     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 195         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 196         ip++;
 197     }
 198
 199     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 200     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 201     if (CONFIG_COREBOOT) {
 202         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 203         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 204         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 205     } else {
 206         // On emulators, get boot order from nvram.
 207         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 208                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 209         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 210             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 211     }
 212 }
 213
 214 // Execute a given option rom.
 215 static void
 216 callrom(u16 seg, u16 offset)
 217 {
 218     struct bregs br;
 219     memset(&br, 0, sizeof(br));
 220     // XXX - should set br.ax to PCI Bus/DevFn
 221     br.bx = 0xffff;
 222     br.dx = 0xffff;
 223     br.es = SEG_BIOS;
 224     extern char pnp_string[];
 225     br.di = (u32)pnp_string - BUILD_BIOS_ADDR;
 226     br.cs = seg;
 227     br.ip = offset;
 228     call16(&br);
 229
 230     debug_serial_setup();
 231 }
 232
 233 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 234 static void
 235 rom_scan(u32 start, u32 end)
 236 {
 237     if (! CONFIG_OPTIONROMS)
 238         return;
 239
 240     u8 *p = (u8*)start;
 241     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 242         u8 *rom = p;
 243         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 244             continue;
 245         u32 len = rom[2] * 512;
 246         u8 sum = checksum(rom, len);
 247         if (sum != 0) {
 248             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 249                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 250                     , rom, len, sum);
 251             continue;
 252         }
 253         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 254         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 255         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 256
 257         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 258             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 259                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 260
 261         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 262         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 263         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 264         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 265             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 266             continue;
 267         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 268         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 269         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 270         if (!entry)
 271             continue;
 272         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 273         // its BEV and product name string.
 274
 275         if (! CONFIG_BOOT)
 276             continue;
 277
 278         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 279             continue;
 280
 281         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 282         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 283         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 284
 285         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 286         if (desc)
 287             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 288
 289         ebda->ipl.count++;
 290     }
 291 }
 292
 293 // Call into vga code to turn on console.
 294 static void
 295 vga_setup()
 296 {
 297     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 298     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 299
 300     dprintf(1, "Turning on vga console\n");
 301     struct bregs br;
 302     memset(&br, 0, sizeof(br));
 303     br.ax = 0x0003;
 304     call16_int(0x10, &br);
 305 }
 306
 307 // Main setup code.
 308 static void
 309 post()
 310 {
 311     init_bda();
 312     init_ebda();
 313
 314     pic_setup();
 315     timer_setup();
 316     kbd_setup();
 317     lpt_setup();
 318     serial_setup();
 319     mouse_setup();
 320     mathcp_setup();
 321
 322     memmap_setup();
 323
 324     ram_probe();
 325
 326     vga_setup();
 327
 328     printf("BIOS - begin\n\n");
 329
 330     pci_bios_setup();
 331
 332     init_bios_tables();
 333
 334     memmap_finalize();
 335
 336     floppy_drive_setup();
 337     hard_drive_setup();
 338
 339     init_boot_vectors();
 340
 341     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 342     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 343 }
 344
 345 // Clear .bss section for C code.
 346 static void
 347 clear_bss()
 348 {
 349     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 350     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 351     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 352 }
 353
 354 // Reset DMA controller
 355 static void
 356 init_dma()
 357 {
 358     // first reset the DMA controllers
 359     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 360     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 361
 362     // then initialize the DMA controllers
 363     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 364     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 365 }
 366
 367 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 368 static void
 369 check_restart_status()
 370 {
 371     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 372     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 373     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 374
 375     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 376         // Normal post
 377         return;
 378
 379     if (status != 0x05) {
 380         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 381         return;
 382     }
 383
 384     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 385     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 386     eoi_pic2();
 387     struct bregs br;
 388     memset(&br, 0, sizeof(br));
 389     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 390     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 391     call16(&br);
 392 }
 393
 394 // 32-bit entry point.
 395 void VISIBLE32
 396 _start()
 397 {
 398     init_dma();
 399     check_restart_status();
 400
 401     debug_serial_setup();
 402     dprintf(1, "Start bios\n");
 403
 404     // Setup for .bss and .data sections
 405     clear_bss();
 406     make_bios_writable();
 407
 408     // Perform main setup code.
 409     post();
 410
 411     // Present the user with a bootup menu.
 412     interactive_bootmenu();
 413
 414     // Setup bios checksum.
 415     extern char bios_checksum;
 416     bios_checksum = -checksum((u8*)BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE - 1);
 417
 418     // Prep for boot process.
 419     make_bios_readonly();
 420     clear_bss();
 421
 422     // Invoke int 19 to start boot process.
 423     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 424     struct bregs br;
 425     memset(&br, 0, sizeof(br));
 426     call16_int(0x19, &br);
 427 }
 428
 429 // Ughh - some older gcc compilers have a bug which causes VISIBLE32
 430 // functions to not be exported as a global variable - force _start
 431 // to be global here.
 432 asm(".global _start");