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     dprintf(3, "init boot device ordering\n");
 174
 175     // Floppy drive
 176     struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[0];
 177     ip->type = IPL_TYPE_FLOPPY;
 178     ip++;
 179
 180     // First HDD
 181     ip->type = IPL_TYPE_HARDDISK;
 182     ip++;
 183
 184     // CDROM
 185     if (CONFIG_CDROM_BOOT) {
 186         ip->type = IPL_TYPE_CDROM;
 187         ip++;
 188     }
 189
 190     ebda->ipl.count = ip - ebda->ipl.table;
 191     ebda->ipl.sequence = 0xffff;
 192     if (CONFIG_COREBOOT) {
 193         // XXX - hardcode defaults for coreboot.
 194         ebda->ipl.bootorder = 0x00000231;
 195         ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 196     } else {
 197         // On emulators, get boot order from nvram.
 198         ebda->ipl.bootorder = (inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG2)
 199                                | ((inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 0xf0) << 4));
 200         if (!(inb_cmos(CMOS_BIOS_BOOTFLAG1) & 1))
 201             ebda->ipl.checkfloppysig = 1;
 202     }
 203 }
 204
 205 // Execute a given option rom.
 206 static void
 207 callrom(u16 seg, u16 offset)
 208 {
 209     struct bregs br;
 210     memset(&br, 0, sizeof(br));
 211     br.es = SEG_BIOS;
 212     // starts 1 past for alignment
 213     extern char pnp_string[];
 214     br.di = (u32)pnp_string - BUILD_BIOS_ADDR + 1;
 215     br.cs = seg;
 216     br.ip = offset;
 217     call16(&br);
 218
 219     debug_serial_setup();
 220 }
 221
 222 // Find and run any "option roms" found in the given address range.
 223 static void
 224 rom_scan(u32 start, u32 end)
 225 {
 226     u8 *p = (u8*)start;
 227     for (; p <= (u8*)end; p += 2048) {
 228         u8 *rom = p;
 229         if (*(u16*)rom != 0xaa55)
 230             continue;
 231         u32 len = rom[2] * 512;
 232         u8 sum = checksum(rom, len);
 233         if (sum != 0) {
 234             dprintf(1, "Found option rom with bad checksum:"
 235                     " loc=%p len=%d sum=%x\n"
 236                     , rom, len, sum);
 237             continue;
 238         }
 239         p = (u8*)(((u32)p + len) / 2048 * 2048);
 240         dprintf(1, "Running option rom at %p\n", rom+3);
 241         callrom(FARPTR_TO_SEG(rom), FARPTR_TO_OFFSET(rom + 3));
 242
 243         if (GET_BDA(ebda_seg) != SEG_EBDA)
 244             BX_PANIC("Option rom at %p attempted to move ebda from %x to %x\n"
 245                      , rom, SEG_EBDA, GET_BDA(ebda_seg));
 246
 247         // Look at the ROM's PnP Expansion header.  Properly, we're supposed
 248         // to init all the ROMs and then go back and build an IPL table of
 249         // all the bootable devices, but we can get away with one pass.
 250         if (rom[0x1a] != '$' || rom[0x1b] != 'P'
 251             || rom[0x1c] != 'n' || rom[0x1d] != 'P')
 252             continue;
 253         // 0x1A is also the offset into the expansion header of...
 254         // the Bootstrap Entry Vector, or zero if there is none.
 255         u16 entry = *(u16*)&rom[0x1a+0x1a];
 256         if (!entry)
 257             continue;
 258         // Found a device that thinks it can boot the system.  Record
 259         // its BEV and product name string.
 260
 261         if (ebda->ipl.count >= ARRAY_SIZE(ebda->ipl.table))
 262             continue;
 263
 264         struct ipl_entry_s *ip = &ebda->ipl.table[ebda->ipl.count];
 265         ip->type = IPL_TYPE_BEV;
 266         ip->vector = (FARPTR_TO_SEG(rom) << 16) | entry;
 267
 268         u16 desc = *(u16*)&rom[0x1a+0x10];
 269         if (desc)
 270             ip->description = (u32)MAKE_FARPTR(FARPTR_TO_SEG(rom), desc);
 271
 272         ebda->ipl.count++;
 273     }
 274 }
 275
 276 // Main setup code.
 277 static void
 278 post()
 279 {
 280     init_bda();
 281     init_ebda();
 282
 283     pic_setup();
 284     timer_setup();
 285     kbd_setup();
 286     lpt_setup();
 287     serial_setup();
 288     mouse_setup();
 289     mathcp_setup();
 290
 291     memmap_setup();
 292
 293     ram_probe();
 294
 295     dprintf(1, "Scan for VGA option rom\n");
 296     rom_scan(0xc0000, 0xc7800);
 297
 298     printf("BIOS - begin\n\n");
 299
 300     pci_bios_setup();
 301
 302     init_bios_tables();
 303
 304     memmap_finalize();
 305
 306     floppy_drive_setup();
 307     hard_drive_setup();
 308
 309     init_boot_vectors();
 310
 311     dprintf(1, "Scan for option roms\n");
 312     rom_scan(0xc8000, 0xe0000);
 313 }
 314
 315 // Clear .bss section for C code.
 316 static void
 317 clear_bss()
 318 {
 319     dprintf(3, "clearing .bss section\n");
 320     extern char __bss_start[], __bss_end[];
 321     memset(__bss_start, 0, __bss_end - __bss_start);
 322 }
 323
 324 // Reset DMA controller
 325 static void
 326 init_dma()
 327 {
 328     // first reset the DMA controllers
 329     outb(0, PORT_DMA1_MASTER_CLEAR);
 330     outb(0, PORT_DMA2_MASTER_CLEAR);
 331
 332     // then initialize the DMA controllers
 333     outb(0xc0, PORT_DMA2_MODE_REG);
 334     outb(0x00, PORT_DMA2_MASK_REG);
 335 }
 336
 337 // Check if the machine was setup with a special restart vector.
 338 static void
 339 check_restart_status()
 340 {
 341     // Get and then clear CMOS shutdown status.
 342     u8 status = inb_cmos(CMOS_RESET_CODE);
 343     outb_cmos(0, CMOS_RESET_CODE);
 344
 345     if (status == 0x00 || status == 0x09 || status >= 0x0d)
 346         // Normal post
 347         return;
 348
 349     if (status != 0x05) {
 350         BX_PANIC("Unimplemented shutdown status: %02x\n", status);
 351         return;
 352     }
 353
 354     // XXX - this is supposed to jump without changing any memory -
 355     // but the stack has been altered by the time the code gets here.
 356     eoi_pic2();
 357     struct bregs br;
 358     memset(&br, 0, sizeof(br));
 359     br.cs = GET_BDA(jump_cs_ip) >> 16;
 360     br.ip = GET_BDA(jump_cs_ip);
 361     call16(&br);
 362 }
 363
 364 // 32-bit entry point.
 365 void VISIBLE32
 366 _start()
 367 {
 368     init_dma();
 369     check_restart_status();
 370
 371     debug_serial_setup();
 372     dprintf(1, "Start bios\n");
 373
 374     // Setup for .bss and .data sections
 375     clear_bss();
 376     make_bios_writable();
 377
 378     // Perform main setup code.
 379     post();
 380
 381     // Present the user with a bootup menu.
 382     interactive_bootmenu();
 383
 384     // Setup bios checksum.
 385     extern char bios_checksum;
 386     bios_checksum = -checksum((u8*)BUILD_BIOS_ADDR, BUILD_BIOS_SIZE - 1);
 387
 388     // Prep for boot process.
 389     make_bios_readonly();
 390     clear_bss();
 391
 392     // Invoke int 19 to start boot process.
 393     dprintf(3, "Jump to int19\n");
 394     struct bregs br;
 395     memset(&br, 0, sizeof(br));
 396     call16_int(0x19, &br);
 397 }
 398
 399 // Ughh - some older gcc compilers have a bug which causes VISIBLE32
 400 // functions to not be exported as a global variable - force _start
 401 // to be global here.
 402 asm(".global _start");