vcs.maemo.org Git - qemu/blob - hw/pc.c

   1 /*
   2  * QEMU PC System Emulator
   3  *
   4  * Copyright (c) 2003-2004 Fabrice Bellard
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  14  * all copies or substantial portions of the Software.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  22  * THE SOFTWARE.
  23  */
  24 #include "hw.h"
  25 #include "pc.h"
  26 #include "fdc.h"
  27 #include "pci.h"
  28 #include "block.h"
  29 #include "sysemu.h"
  30 #include "audio/audio.h"
  31 #include "net.h"
  32 #include "smbus.h"
  33 #include "boards.h"
  34 #include "monitor.h"
  35 #include "fw_cfg.h"
  36 #include "virtio-balloon.h"
  37 #include "virtio-console.h"
  38 #include "hpet_emul.h"
  39 #include "watchdog.h"
  40 #include "smbios.h"
  41
  42 /* output Bochs bios info messages */
  43 //#define DEBUG_BIOS
  44
  45 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  46 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  47 #define VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
  48
  49 #define PC_MAX_BIOS_SIZE (4 * 1024 * 1024)
  50
  51 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
  52 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
  53 #define BIOS_CFG_IOPORT 0x510
  54 #define FW_CFG_ACPI_TABLES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 0)
  55 #define FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 1)
  56
  57 #define MAX_IDE_BUS 2
  58
  59 static fdctrl_t *floppy_controller;
  60 static RTCState *rtc_state;
  61 static PITState *pit;
  62 static IOAPICState *ioapic;
  63 static PCIDevice *i440fx_state;
  64
  65 typedef struct rom_reset_data {
  66     uint8_t *data;
  67     target_phys_addr_t addr;
  68     unsigned size;
  69 } RomResetData;
  70
  71 static void option_rom_reset(void *_rrd)
  72 {
  73     RomResetData *rrd = _rrd;
  74
  75     cpu_physical_memory_write_rom(rrd->addr, rrd->data, rrd->size);
  76 }
  77
  78 static void option_rom_setup_reset(target_phys_addr_t addr, unsigned size)
  79 {
  80     RomResetData *rrd = qemu_malloc(sizeof *rrd);
  81
  82     rrd->data = qemu_malloc(size);
  83     cpu_physical_memory_read(addr, rrd->data, size);
  84     rrd->addr = addr;
  85     rrd->size = size;
  86     qemu_register_reset(option_rom_reset, rrd);
  87 }
  88
  89 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  90 {
  91 }
  92
  93 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  94 static qemu_irq ferr_irq;
  95 /* XXX: add IGNNE support */
  96 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  97 {
  98     qemu_irq_raise(ferr_irq);
  99 }
 100
 101 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
 102 {
 103     qemu_irq_lower(ferr_irq);
 104 }
 105
 106 /* TSC handling */
 107 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
 108 {
 109     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
 110        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
 111        performance reasons */
 112 #ifdef CONFIG_KQEMU
 113     if (env->kqemu_enabled) {
 114         return cpu_get_real_ticks();
 115     } else
 116 #endif
 117     {
 118         return cpu_get_ticks();
 119     }
 120 }
 121
 122 /* SMM support */
 123 void cpu_smm_update(CPUState *env)
 124 {
 125     if (i440fx_state && env == first_cpu)
 126         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
 127 }
 128
 129
 130 /* IRQ handling */
 131 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
 132 {
 133     int intno;
 134
 135     intno = apic_get_interrupt(env);
 136     if (intno >= 0) {
 137         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
 138         /* XXX: improve that */
 139         pic_update_irq(isa_pic);
 140         return intno;
 141     }
 142     /* read the irq from the PIC */
 143     if (!apic_accept_pic_intr(env))
 144         return -1;
 145
 146     intno = pic_read_irq(isa_pic);
 147     return intno;
 148 }
 149
 150 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
 151 {
 152     CPUState *env = first_cpu;
 153
 154     if (env->apic_state) {
 155         while (env) {
 156             if (apic_accept_pic_intr(env))
 157                 apic_deliver_pic_intr(env, level);
 158             env = env->next_cpu;
 159         }
 160     } else {
 161         if (level)
 162             cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 163         else
 164             cpu_reset_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 165     }
 166 }
 167
 168 /* PC cmos mappings */
 169
 170 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
 171
 172 static int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
 173 {
 174     int val;
 175
 176     switch (fd0) {
 177     case 0:
 178         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 179         val = 4;
 180         break;
 181     case 1:
 182         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 183         val = 5;
 184         break;
 185     case 2:
 186         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 187         val = 2;
 188         break;
 189     default:
 190         val = 0;
 191         break;
 192     }
 193     return val;
 194 }
 195
 196 static void cmos_init_hd(int type_ofs, int info_ofs, BlockDriverState *hd)
 197 {
 198     RTCState *s = rtc_state;
 199     int cylinders, heads, sectors;
 200     bdrv_get_geometry_hint(hd, &cylinders, &heads, &sectors);
 201     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
 202     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
 203     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
 204     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
 205     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
 206     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
 207     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
 208     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
 209     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
 210     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
 211 }
 212
 213 /* convert boot_device letter to something recognizable by the bios */
 214 static int boot_device2nibble(char boot_device)
 215 {
 216     switch(boot_device) {
 217     case 'a':
 218     case 'b':
 219         return 0x01; /* floppy boot */
 220     case 'c':
 221         return 0x02; /* hard drive boot */
 222     case 'd':
 223         return 0x03; /* CD-ROM boot */
 224     case 'n':
 225         return 0x04; /* Network boot */
 226     }
 227     return 0;
 228 }
 229
 230 /* copy/pasted from cmos_init, should be made a general function
 231  and used there as well */
 232 static int pc_boot_set(void *opaque, const char *boot_device)
 233 {
 234     Monitor *mon = cur_mon;
 235 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 236     RTCState *s = (RTCState *)opaque;
 237     int nbds, bds[3] = { 0, };
 238     int i;
 239
 240     nbds = strlen(boot_device);
 241     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 242         monitor_printf(mon, "Too many boot devices for PC\n");
 243         return(1);
 244     }
 245     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 246         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 247         if (bds[i] == 0) {
 248             monitor_printf(mon, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 249                            boot_device[i]);
 250             return(1);
 251         }
 252     }
 253     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 254     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4));
 255     return(0);
 256 }
 257
 258 /* hd_table must contain 4 block drivers */
 259 static void cmos_init(ram_addr_t ram_size, ram_addr_t above_4g_mem_size,
 260                       const char *boot_device, BlockDriverState **hd_table)
 261 {
 262     RTCState *s = rtc_state;
 263     int nbds, bds[3] = { 0, };
 264     int val;
 265     int fd0, fd1, nb;
 266     int i;
 267
 268     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
 269
 270     /* memory size */
 271     val = 640; /* base memory in K */
 272     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 273     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 274
 275     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 276     if (val > 65535)
 277         val = 65535;
 278     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 279     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 280     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 281     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 282
 283     if (above_4g_mem_size) {
 284         rtc_set_memory(s, 0x5b, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 16);
 285         rtc_set_memory(s, 0x5c, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 24);
 286         rtc_set_memory(s, 0x5d, (uint64_t)above_4g_mem_size >> 32);
 287     }
 288
 289     if (ram_size > (16 * 1024 * 1024))
 290         val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 291     else
 292         val = 0;
 293     if (val > 65535)
 294         val = 65535;
 295     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 296     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 297
 298     /* set the number of CPU */
 299     rtc_set_memory(s, 0x5f, smp_cpus - 1);
 300
 301     /* set boot devices, and disable floppy signature check if requested */
 302 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 303     nbds = strlen(boot_device);
 304     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 305         fprintf(stderr, "Too many boot devices for PC\n");
 306         exit(1);
 307     }
 308     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 309         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 310         if (bds[i] == 0) {
 311             fprintf(stderr, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 312                     boot_device[i]);
 313             exit(1);
 314         }
 315     }
 316     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 317     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4) | (fd_bootchk ?  0x0 : 0x1));
 318
 319     /* floppy type */
 320
 321     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 322     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 323
 324     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
 325     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 326
 327     val = 0;
 328     nb = 0;
 329     if (fd0 < 3)
 330         nb++;
 331     if (fd1 < 3)
 332         nb++;
 333     switch (nb) {
 334     case 0:
 335         break;
 336     case 1:
 337         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 338         break;
 339     case 2:
 340         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 341         break;
 342     }
 343     val |= 0x02; /* FPU is there */
 344     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 345     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 346
 347     /* hard drives */
 348
 349     rtc_set_memory(s, 0x12, (hd_table[0] ? 0xf0 : 0) | (hd_table[1] ? 0x0f : 0));
 350     if (hd_table[0])
 351         cmos_init_hd(0x19, 0x1b, hd_table[0]);
 352     if (hd_table[1])
 353         cmos_init_hd(0x1a, 0x24, hd_table[1]);
 354
 355     val = 0;
 356     for (i = 0; i < 4; i++) {
 357         if (hd_table[i]) {
 358             int cylinders, heads, sectors, translation;
 359             /* NOTE: bdrv_get_geometry_hint() returns the physical
 360                 geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
 361                 <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
 362                 geometry can be different if a translation is done. */
 363             translation = bdrv_get_translation_hint(hd_table[i]);
 364             if (translation == BIOS_ATA_TRANSLATION_AUTO) {
 365                 bdrv_get_geometry_hint(hd_table[i], &cylinders, &heads, &sectors);
 366                 if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && sectors <= 63) {
 367                     /* No translation. */
 368                     translation = 0;
 369                 } else {
 370                     /* LBA translation. */
 371                     translation = 1;
 372                 }
 373             } else {
 374                 translation--;
 375             }
 376             val |= translation << (i * 2);
 377         }
 378     }
 379     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
 380 }
 381
 382 void ioport_set_a20(int enable)
 383 {
 384     /* XXX: send to all CPUs ? */
 385     cpu_x86_set_a20(first_cpu, enable);
 386 }
 387
 388 int ioport_get_a20(void)
 389 {
 390     return ((first_cpu->a20_mask >> 20) & 1);
 391 }
 392
 393 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 394 {
 395     ioport_set_a20((val >> 1) & 1);
 396     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 397 }
 398
 399 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 400 {
 401     return ioport_get_a20() << 1;
 402 }
 403
 404 /***********************************************************/
 405 /* Bochs BIOS debug ports */
 406
 407 static void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 408 {
 409     static const char shutdown_str[8] = "Shutdown";
 410     static int shutdown_index = 0;
 411
 412     switch(addr) {
 413         /* Bochs BIOS messages */
 414     case 0x400:
 415     case 0x401:
 416         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 417         exit(1);
 418     case 0x402:
 419     case 0x403:
 420 #ifdef DEBUG_BIOS
 421         fprintf(stderr, "%c", val);
 422 #endif
 423         break;
 424     case 0x8900:
 425         /* same as Bochs power off */
 426         if (val == shutdown_str[shutdown_index]) {
 427             shutdown_index++;
 428             if (shutdown_index == 8) {
 429                 shutdown_index = 0;
 430                 qemu_system_shutdown_request();
 431             }
 432         } else {
 433             shutdown_index = 0;
 434         }
 435         break;
 436
 437         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 438     case 0x501:
 439     case 0x502:
 440         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 441         exit(1);
 442     case 0x500:
 443     case 0x503:
 444 #ifdef DEBUG_BIOS
 445         fprintf(stderr, "%c", val);
 446 #endif
 447         break;
 448     }
 449 }
 450
 451 extern uint64_t node_cpumask[MAX_NODES];
 452
 453 static void bochs_bios_init(void)
 454 {
 455     void *fw_cfg;
 456     uint8_t *smbios_table;
 457     size_t smbios_len;
 458     uint64_t *numa_fw_cfg;
 459     int i, j;
 460
 461     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 462     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 463     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 464     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 465     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 466
 467     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 468     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 469     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 470     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 471
 472     fw_cfg = fw_cfg_init(BIOS_CFG_IOPORT, BIOS_CFG_IOPORT + 1, 0, 0);
 473     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_ID, 1);
 474     fw_cfg_add_i64(fw_cfg, FW_CFG_RAM_SIZE, (uint64_t)ram_size);
 475     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_ACPI_TABLES, (uint8_t *)acpi_tables,
 476                      acpi_tables_len);
 477
 478     smbios_table = smbios_get_table(&smbios_len);
 479     if (smbios_table)
 480         fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES,
 481                          smbios_table, smbios_len);
 482
 483     /* allocate memory for the NUMA channel: one (64bit) word for the number
 484      * of nodes, one word for each VCPU->node and one word for each node to
 485      * hold the amount of memory.
 486      */
 487     numa_fw_cfg = qemu_mallocz((1 + smp_cpus + nb_numa_nodes) * 8);
 488     numa_fw_cfg[0] = cpu_to_le64(nb_numa_nodes);
 489     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 490         for (j = 0; j < nb_numa_nodes; j++) {
 491             if (node_cpumask[j] & (1 << i)) {
 492                 numa_fw_cfg[i + 1] = cpu_to_le64(j);
 493                 break;
 494             }
 495         }
 496     }
 497     for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
 498         numa_fw_cfg[smp_cpus + 1 + i] = cpu_to_le64(node_mem[i]);
 499     }
 500     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_NUMA, (uint8_t *)numa_fw_cfg,
 501                      (1 + smp_cpus + nb_numa_nodes) * 8);
 502 }
 503
 504 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
 505    a specified vector */
 506 static void generate_bootsect(target_phys_addr_t option_rom,
 507                               uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
 508 {
 509     uint8_t rom[512], *p, *reloc;
 510     uint8_t sum;
 511     int i;
 512
 513     memset(rom, 0, sizeof(rom));
 514
 515     p = rom;
 516     /* Make sure we have an option rom signature */
 517     *p++ = 0x55;
 518     *p++ = 0xaa;
 519
 520     /* ROM size in sectors*/
 521     *p++ = 1;
 522
 523     /* Hook int19 */
 524
 525     *p++ = 0x50;                /* push ax */
 526     *p++ = 0x1e;                /* push ds */
 527     *p++ = 0x31; *p++ = 0xc0;   /* xor ax, ax */
 528     *p++ = 0x8e; *p++ = 0xd8;   /* mov ax, ds */
 529
 530     *p++ = 0xc7; *p++ = 0x06;   /* movvw _start,0x64 */
 531     *p++ = 0x64; *p++ = 0x00;
 532     reloc = p;
 533     *p++ = 0x00; *p++ = 0x00;
 534
 535     *p++ = 0x8c; *p++ = 0x0e;   /* mov cs,0x66 */
 536     *p++ = 0x66; *p++ = 0x00;
 537
 538     *p++ = 0x1f;                /* pop ds */
 539     *p++ = 0x58;                /* pop ax */
 540     *p++ = 0xcb;                /* lret */
 541
 542     /* Actual code */
 543     *reloc = (p - rom);
 544
 545     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
 546     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
 547
 548     for (i = 0; i < 6; i++) {
 549         if (i == 1)             /* Skip CS */
 550             continue;
 551
 552         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
 553         *p++ = segs[i];
 554         *p++ = segs[i] >> 8;
 555         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
 556         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
 557     }
 558
 559     for (i = 0; i < 8; i++) {
 560         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
 561         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
 562         *p++ = gpr[i];
 563         *p++ = gpr[i] >> 8;
 564         *p++ = gpr[i] >> 16;
 565         *p++ = gpr[i] >> 24;
 566     }
 567
 568     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
 569     *p++ = ip;                  /* IP */
 570     *p++ = ip >> 8;
 571     *p++ = segs[1];             /* CS */
 572     *p++ = segs[1] >> 8;
 573
 574     /* sign rom */
 575     sum = 0;
 576     for (i = 0; i < (sizeof(rom) - 1); i++)
 577         sum += rom[i];
 578     rom[sizeof(rom) - 1] = -sum;
 579
 580     cpu_physical_memory_write_rom(option_rom, rom, sizeof(rom));
 581     option_rom_setup_reset(option_rom, sizeof (rom));
 582 }
 583
 584 static long get_file_size(FILE *f)
 585 {
 586     long where, size;
 587
 588     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
 589
 590     where = ftell(f);
 591     fseek(f, 0, SEEK_END);
 592     size = ftell(f);
 593     fseek(f, where, SEEK_SET);
 594
 595     return size;
 596 }
 597
 598 static void load_linux(target_phys_addr_t option_rom,
 599                        const char *kernel_filename,
 600                        const char *initrd_filename,
 601                        const char *kernel_cmdline)
 602 {
 603     uint16_t protocol;
 604     uint32_t gpr[8];
 605     uint16_t seg[6];
 606     uint16_t real_seg;
 607     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
 608     uint32_t initrd_max;
 609     uint8_t header[1024];
 610     target_phys_addr_t real_addr, prot_addr, cmdline_addr, initrd_addr;
 611     FILE *f, *fi;
 612
 613     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
 614     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
 615
 616     /* load the kernel header */
 617     f = fopen(kernel_filename, "rb");
 618     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
 619         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
 620         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 621                 kernel_filename);
 622         exit(1);
 623     }
 624
 625     /* kernel protocol version */
 626 #if 0
 627     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
 628 #endif
 629     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
 630         protocol = lduw_p(header+0x206);
 631     else
 632         protocol = 0;
 633
 634     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
 635         /* Low kernel */
 636         real_addr    = 0x90000;
 637         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 638         prot_addr    = 0x10000;
 639     } else if (protocol < 0x202) {
 640         /* High but ancient kernel */
 641         real_addr    = 0x90000;
 642         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 643         prot_addr    = 0x100000;
 644     } else {
 645         /* High and recent kernel */
 646         real_addr    = 0x10000;
 647         cmdline_addr = 0x20000;
 648         prot_addr    = 0x100000;
 649     }
 650
 651 #if 0
 652     fprintf(stderr,
 653             "qemu: real_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 654             "qemu: cmdline_addr  = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 655             "qemu: prot_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n",
 656             real_addr,
 657             cmdline_addr,
 658             prot_addr);
 659 #endif
 660
 661     /* highest address for loading the initrd */
 662     if (protocol >= 0x203)
 663         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
 664     else
 665         initrd_max = 0x37ffffff;
 666
 667     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
 668         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
 669
 670     /* kernel command line */
 671     pstrcpy_targphys(cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
 672
 673     if (protocol >= 0x202) {
 674         stl_p(header+0x228, cmdline_addr);
 675     } else {
 676         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
 677         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
 678     }
 679
 680     /* loader type */
 681     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
 682        If this code is substantially changed, you may want to consider
 683        incrementing the revision. */
 684     if (protocol >= 0x200)
 685         header[0x210] = 0xB0;
 686
 687     /* heap */
 688     if (protocol >= 0x201) {
 689         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
 690         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
 691     }
 692
 693     /* load initrd */
 694     if (initrd_filename) {
 695         if (protocol < 0x200) {
 696             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
 697             exit(1);
 698         }
 699
 700         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
 701         if (!fi) {
 702             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 703                     initrd_filename);
 704             exit(1);
 705         }
 706
 707         initrd_size = get_file_size(fi);
 708         initrd_addr = (initrd_max-initrd_size) & ~4095;
 709
 710         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at 0x" TARGET_FMT_plx
 711                 "\n", initrd_size, initrd_addr);
 712
 713         if (!fread_targphys_ok(initrd_addr, initrd_size, fi)) {
 714             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
 715                     initrd_filename);
 716             exit(1);
 717         }
 718         fclose(fi);
 719
 720         stl_p(header+0x218, initrd_addr);
 721         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
 722     }
 723
 724     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
 725     cpu_physical_memory_write(real_addr, header, 1024);
 726
 727     setup_size = header[0x1f1];
 728     if (setup_size == 0)
 729         setup_size = 4;
 730
 731     setup_size = (setup_size+1)*512;
 732     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
 733
 734     if (!fread_targphys_ok(real_addr+1024, setup_size-1024, f) ||
 735         !fread_targphys_ok(prot_addr, kernel_size, f)) {
 736         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
 737                 kernel_filename);
 738         exit(1);
 739     }
 740     fclose(f);
 741
 742     /* generate bootsector to set up the initial register state */
 743     real_seg = real_addr >> 4;
 744     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
 745     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
 746     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
 747     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
 748
 749     option_rom_setup_reset(real_addr, setup_size);
 750     option_rom_setup_reset(prot_addr, kernel_size);
 751     option_rom_setup_reset(cmdline_addr, cmdline_size);
 752     if (initrd_filename)
 753         option_rom_setup_reset(initrd_addr, initrd_size);
 754
 755     generate_bootsect(option_rom, gpr, seg, 0);
 756 }
 757
 758 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 759 {
 760     CPUState *env = opaque;
 761     cpu_reset(env);
 762 }
 763
 764 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 765 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 766 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 767
 768 #define NE2000_NB_MAX 6
 769
 770 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 771 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 772
 773 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
 774 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
 775
 776 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
 777 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
 778
 779 #ifdef HAS_AUDIO
 780 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
 781 {
 782     struct soundhw *c;
 783     int audio_enabled = 0;
 784
 785     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
 786         audio_enabled = c->enabled;
 787     }
 788
 789     if (audio_enabled) {
 790         for (c = soundhw; c->name; ++c) {
 791             if (c->enabled) {
 792                 if (c->isa) {
 793                     c->init.init_isa(pic);
 794                 } else {
 795                     if (pci_bus) {
 796                         c->init.init_pci(pci_bus);
 797                     }
 798                 }
 799             }
 800         }
 801     }
 802 }
 803 #endif
 804
 805 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
 806 {
 807     static int nb_ne2k = 0;
 808
 809     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
 810         return;
 811     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
 812     nb_ne2k++;
 813 }
 814
 815 static int load_option_rom(const char *oprom, target_phys_addr_t start,
 816                            target_phys_addr_t end)
 817 {
 818         int size;
 819
 820         size = get_image_size(oprom);
 821         if (size > 0 && start + size > end) {
 822             fprintf(stderr, "Not enough space to load option rom '%s'\n",
 823                     oprom);
 824             exit(1);
 825         }
 826         size = load_image_targphys(oprom, start, end - start);
 827         if (size < 0) {
 828             fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n", oprom);
 829             exit(1);
 830         }
 831         /* Round up optiom rom size to the next 2k boundary */
 832         size = (size + 2047) & ~2047;
 833         option_rom_setup_reset(start, size);
 834         return size;
 835 }
 836
 837 /* PC hardware initialisation */
 838 static void pc_init1(ram_addr_t ram_size,
 839                      const char *boot_device,
 840                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 841                      const char *initrd_filename,
 842                      int pci_enabled, const char *cpu_model)
 843 {
 844     char buf[1024];
 845     int ret, linux_boot, i;
 846     ram_addr_t ram_addr, bios_offset, option_rom_offset;
 847     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 848     int bios_size, isa_bios_size, oprom_area_size;
 849     PCIBus *pci_bus;
 850     int piix3_devfn = -1;
 851     CPUState *env;
 852     qemu_irq *cpu_irq;
 853     qemu_irq *i8259;
 854     int index;
 855     BlockDriverState *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 856     BlockDriverState *fd[MAX_FD];
 857     int using_vga = cirrus_vga_enabled || std_vga_enabled || vmsvga_enabled;
 858
 859     if (ram_size >= 0xe0000000 ) {
 860         above_4g_mem_size = ram_size - 0xe0000000;
 861         below_4g_mem_size = 0xe0000000;
 862     } else {
 863         below_4g_mem_size = ram_size;
 864     }
 865
 866     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 867
 868     /* init CPUs */
 869     if (cpu_model == NULL) {
 870 #ifdef TARGET_X86_64
 871         cpu_model = "qemu64";
 872 #else
 873         cpu_model = "qemu32";
 874 #endif
 875     }
 876
 877     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 878         env = cpu_init(cpu_model);
 879         if (!env) {
 880             fprintf(stderr, "Unable to find x86 CPU definition\n");
 881             exit(1);
 882         }
 883         if (i != 0)
 884             env->halted = 1;
 885         if (smp_cpus > 1) {
 886             /* XXX: enable it in all cases */
 887             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
 888         }
 889         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
 890         if (pci_enabled) {
 891             apic_init(env);
 892         }
 893     }
 894
 895     vmport_init();
 896
 897     /* allocate RAM */
 898     ram_addr = qemu_ram_alloc(0xa0000);
 899     cpu_register_physical_memory(0, 0xa0000, ram_addr);
 900
 901     /* Allocate, even though we won't register, so we don't break the
 902      * phys_ram_base + PA assumption. This range includes vga (0xa0000 - 0xc0000),
 903      * and some bios areas, which will be registered later
 904      */
 905     ram_addr = qemu_ram_alloc(0x100000 - 0xa0000);
 906     ram_addr = qemu_ram_alloc(below_4g_mem_size - 0x100000);
 907     cpu_register_physical_memory(0x100000,
 908                  below_4g_mem_size - 0x100000,
 909                  ram_addr);
 910
 911     /* above 4giga memory allocation */
 912     if (above_4g_mem_size > 0) {
 913         ram_addr = qemu_ram_alloc(above_4g_mem_size);
 914         cpu_register_physical_memory(0x100000000ULL,
 915                                      above_4g_mem_size,
 916                                      ram_addr);
 917     }
 918
 919
 920     /* BIOS load */
 921     if (bios_name == NULL)
 922         bios_name = BIOS_FILENAME;
 923     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, bios_name);
 924     bios_size = get_image_size(buf);
 925     if (bios_size <= 0 ||
 926         (bios_size % 65536) != 0) {
 927         goto bios_error;
 928     }
 929     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
 930     ret = load_image(buf, qemu_get_ram_ptr(bios_offset));
 931     if (ret != bios_size) {
 932     bios_error:
 933         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
 934         exit(1);
 935     }
 936     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
 937     isa_bios_size = bios_size;
 938     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
 939         isa_bios_size = 128 * 1024;
 940     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size,
 941                                  isa_bios_size,
 942                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
 943
 944
 945
 946     option_rom_offset = qemu_ram_alloc(0x20000);
 947     oprom_area_size = 0;
 948     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x20000, option_rom_offset);
 949
 950     if (using_vga) {
 951         /* VGA BIOS load */
 952         if (cirrus_vga_enabled) {
 953             snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir,
 954                      VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
 955         } else {
 956             snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 957         }
 958         oprom_area_size = load_option_rom(buf, 0xc0000, 0xe0000);
 959     }
 960     /* Although video roms can grow larger than 0x8000, the area between
 961      * 0xc0000 - 0xc8000 is reserved for them. It means we won't be looking
 962      * for any other kind of option rom inside this area */
 963     if (oprom_area_size < 0x8000)
 964         oprom_area_size = 0x8000;
 965
 966     if (linux_boot) {
 967         load_linux(0xc0000 + oprom_area_size,
 968                    kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
 969         oprom_area_size += 2048;
 970     }
 971
 972     for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
 973         oprom_area_size += load_option_rom(option_rom[i],
 974                                            0xc0000 + oprom_area_size, 0xe0000);
 975     }
 976
 977     /* map all the bios at the top of memory */
 978     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size),
 979                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
 980
 981     bochs_bios_init();
 982
 983     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
 984     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
 985     ferr_irq = i8259[13];
 986
 987     if (pci_enabled) {
 988         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
 989         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
 990     } else {
 991         pci_bus = NULL;
 992     }
 993
 994     /* init basic PC hardware */
 995     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 996
 997     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 998
 999     if (cirrus_vga_enabled) {
1000         if (pci_enabled) {
1001             pci_cirrus_vga_init(pci_bus);
1002         } else {
1003             isa_cirrus_vga_init();
1004         }
1005     } else if (vmsvga_enabled) {
1006         if (pci_enabled)
1007             pci_vmsvga_init(pci_bus);
1008         else
1009             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
1010     } else if (std_vga_enabled) {
1011         if (pci_enabled) {
1012             pci_vga_init(pci_bus, 0, 0);
1013         } else {
1014             isa_vga_init();
1015         }
1016     }
1017
1018     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8], 2000);
1019
1020     qemu_register_boot_set(pc_boot_set, rtc_state);
1021
1022     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
1023     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
1024
1025     if (pci_enabled) {
1026         ioapic = ioapic_init();
1027     }
1028     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
1029     pcspk_init(pit);
1030     if (!no_hpet) {
1031         hpet_init(i8259);
1032     }
1033     if (pci_enabled) {
1034         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
1035     }
1036
1037     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
1038         if (serial_hds[i]) {
1039             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], 115200,
1040                         serial_hds[i]);
1041         }
1042     }
1043
1044     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
1045         if (parallel_hds[i]) {
1046             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
1047                           parallel_hds[i]);
1048         }
1049     }
1050
1051     watchdog_pc_init(pci_bus);
1052
1053     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
1054         NICInfo *nd = &nd_table[i];
1055
1056         if (!pci_enabled || (nd->model && strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0))
1057             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
1058         else
1059             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1, "ne2k_pci");
1060     }
1061
1062     qemu_system_hot_add_init();
1063
1064     if (drive_get_max_bus(IF_IDE) >= MAX_IDE_BUS) {
1065         fprintf(stderr, "qemu: too many IDE bus\n");
1066         exit(1);
1067     }
1068
1069     for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS; i++) {
1070         index = drive_get_index(IF_IDE, i / MAX_IDE_DEVS, i % MAX_IDE_DEVS);
1071         if (index != -1)
1072             hd[i] = drives_table[index].bdrv;
1073         else
1074             hd[i] = NULL;
1075     }
1076
1077     if (pci_enabled) {
1078         pci_piix3_ide_init(pci_bus, hd, piix3_devfn + 1, i8259);
1079     } else {
1080         for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS; i++) {
1081             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
1082                          hd[MAX_IDE_DEVS * i], hd[MAX_IDE_DEVS * i + 1]);
1083         }
1084     }
1085
1086     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
1087     DMA_init(0);
1088 #ifdef HAS_AUDIO
1089     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
1090 #endif
1091
1092     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
1093         index = drive_get_index(IF_FLOPPY, 0, i);
1094         if (index != -1)
1095             fd[i] = drives_table[index].bdrv;
1096         else
1097             fd[i] = NULL;
1098     }
1099     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd);
1100
1101     cmos_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, boot_device, hd);
1102
1103     if (pci_enabled && usb_enabled) {
1104         usb_uhci_piix3_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
1105     }
1106
1107     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
1108         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
1109         i2c_bus *smbus;
1110
1111         /* TODO: Populate SPD eeprom data.  */
1112         smbus = piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3, 0xb100, i8259[9]);
1113         for (i = 0; i < 8; i++) {
1114             smbus_eeprom_device_init(smbus, 0x50 + i, eeprom_buf + (i * 256));
1115         }
1116     }
1117
1118     if (i440fx_state) {
1119         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
1120     }
1121
1122     if (pci_enabled) {
1123         int max_bus;
1124         int bus;
1125
1126         max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1127         for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1128             pci_create_simple(pci_bus, -1, "lsi53c895a");
1129         }
1130     }
1131
1132     /* Add virtio block devices */
1133     if (pci_enabled) {
1134         int index;
1135         int unit_id = 0;
1136
1137         while ((index = drive_get_index(IF_VIRTIO, 0, unit_id)) != -1) {
1138             pci_create_simple(pci_bus, -1, "virtio-blk");
1139             unit_id++;
1140         }
1141     }
1142
1143     /* Add virtio balloon device */
1144     if (pci_enabled)
1145         virtio_balloon_init(pci_bus);
1146
1147     /* Add virtio console devices */
1148     if (pci_enabled) {
1149         for(i = 0; i < MAX_VIRTIO_CONSOLES; i++) {
1150             if (virtcon_hds[i])
1151                 virtio_console_init(pci_bus, virtcon_hds[i]);
1152         }
1153     }
1154 }
1155
1156 static void pc_init_pci(ram_addr_t ram_size,
1157                         const char *boot_device,
1158                         const char *kernel_filename,
1159                         const char *kernel_cmdline,
1160                         const char *initrd_filename,
1161                         const char *cpu_model)
1162 {
1163     pc_init1(ram_size, boot_device,
1164              kernel_filename, kernel_cmdline,
1165              initrd_filename, 1, cpu_model);
1166 }
1167
1168 static void pc_init_isa(ram_addr_t ram_size,
1169                         const char *boot_device,
1170                         const char *kernel_filename,
1171                         const char *kernel_cmdline,
1172                         const char *initrd_filename,
1173                         const char *cpu_model)
1174 {
1175     pc_init1(ram_size, boot_device,
1176              kernel_filename, kernel_cmdline,
1177              initrd_filename, 0, cpu_model);
1178 }
1179
1180 /* set CMOS shutdown status register (index 0xF) as S3_resume(0xFE)
1181    BIOS will read it and start S3 resume at POST Entry */
1182 void cmos_set_s3_resume(void)
1183 {
1184     if (rtc_state)
1185         rtc_set_memory(rtc_state, 0xF, 0xFE);
1186 }
1187
1188 QEMUMachine pc_machine = {
1189     .name = "pc",
1190     .desc = "Standard PC",
1191     .init = pc_init_pci,
1192     .max_cpus = 255,
1193 };
1194
1195 QEMUMachine isapc_machine = {
1196     .name = "isapc",
1197     .desc = "ISA-only PC",
1198     .init = pc_init_isa,
1199     .max_cpus = 1,
1200 };