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 "console.h"
  35 #include "fw_cfg.h"
  36 #include "virtio-blk.h"
  37
  38 /* output Bochs bios info messages */
  39 //#define DEBUG_BIOS
  40
  41 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  42 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  43 #define VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
  44
  45 #define PC_MAX_BIOS_SIZE (4 * 1024 * 1024)
  46
  47 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
  48 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
  49 #define BIOS_CFG_IOPORT 0x510
  50
  51 #define MAX_IDE_BUS 2
  52
  53 static fdctrl_t *floppy_controller;
  54 static RTCState *rtc_state;
  55 static PITState *pit;
  56 static IOAPICState *ioapic;
  57 static PCIDevice *i440fx_state;
  58
  59 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  60 {
  61 }
  62
  63 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  64 static qemu_irq ferr_irq;
  65 /* XXX: add IGNNE support */
  66 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  67 {
  68     qemu_irq_raise(ferr_irq);
  69 }
  70
  71 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  72 {
  73     qemu_irq_lower(ferr_irq);
  74 }
  75
  76 /* TSC handling */
  77 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
  78 {
  79     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
  80        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
  81        performance reasons */
  82 #ifdef USE_KQEMU
  83     if (env->kqemu_enabled) {
  84         return cpu_get_real_ticks();
  85     } else
  86 #endif
  87     {
  88         return cpu_get_ticks();
  89     }
  90 }
  91
  92 /* SMM support */
  93 void cpu_smm_update(CPUState *env)
  94 {
  95     if (i440fx_state && env == first_cpu)
  96         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
  97 }
  98
  99
 100 /* IRQ handling */
 101 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
 102 {
 103     int intno;
 104
 105     intno = apic_get_interrupt(env);
 106     if (intno >= 0) {
 107         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
 108         /* XXX: improve that */
 109         pic_update_irq(isa_pic);
 110         return intno;
 111     }
 112     /* read the irq from the PIC */
 113     if (!apic_accept_pic_intr(env))
 114         return -1;
 115
 116     intno = pic_read_irq(isa_pic);
 117     return intno;
 118 }
 119
 120 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
 121 {
 122     CPUState *env = first_cpu;
 123
 124     if (env->apic_state) {
 125         while (env) {
 126             if (apic_accept_pic_intr(env))
 127                 apic_deliver_pic_intr(env, level);
 128             env = env->next_cpu;
 129         }
 130     } else {
 131         if (level)
 132             cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 133         else
 134             cpu_reset_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 135     }
 136 }
 137
 138 /* PC cmos mappings */
 139
 140 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
 141
 142 static int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
 143 {
 144     int val;
 145
 146     switch (fd0) {
 147     case 0:
 148         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 149         val = 4;
 150         break;
 151     case 1:
 152         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 153         val = 5;
 154         break;
 155     case 2:
 156         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 157         val = 2;
 158         break;
 159     default:
 160         val = 0;
 161         break;
 162     }
 163     return val;
 164 }
 165
 166 static void cmos_init_hd(int type_ofs, int info_ofs, BlockDriverState *hd)
 167 {
 168     RTCState *s = rtc_state;
 169     int cylinders, heads, sectors;
 170     bdrv_get_geometry_hint(hd, &cylinders, &heads, &sectors);
 171     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
 172     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
 173     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
 174     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
 175     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
 176     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
 177     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
 178     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
 179     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
 180     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
 181 }
 182
 183 /* convert boot_device letter to something recognizable by the bios */
 184 static int boot_device2nibble(char boot_device)
 185 {
 186     switch(boot_device) {
 187     case 'a':
 188     case 'b':
 189         return 0x01; /* floppy boot */
 190     case 'c':
 191         return 0x02; /* hard drive boot */
 192     case 'd':
 193         return 0x03; /* CD-ROM boot */
 194     case 'n':
 195         return 0x04; /* Network boot */
 196     }
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 /* copy/pasted from cmos_init, should be made a general function
 201  and used there as well */
 202 static int pc_boot_set(void *opaque, const char *boot_device)
 203 {
 204 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 205     RTCState *s = (RTCState *)opaque;
 206     int nbds, bds[3] = { 0, };
 207     int i;
 208
 209     nbds = strlen(boot_device);
 210     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 211         term_printf("Too many boot devices for PC\n");
 212         return(1);
 213     }
 214     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 215         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 216         if (bds[i] == 0) {
 217             term_printf("Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 218                     boot_device[i]);
 219             return(1);
 220         }
 221     }
 222     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 223     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4));
 224     return(0);
 225 }
 226
 227 /* hd_table must contain 4 block drivers */
 228 static void cmos_init(ram_addr_t ram_size, ram_addr_t above_4g_mem_size,
 229                       const char *boot_device, BlockDriverState **hd_table)
 230 {
 231     RTCState *s = rtc_state;
 232     int nbds, bds[3] = { 0, };
 233     int val;
 234     int fd0, fd1, nb;
 235     int i;
 236
 237     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
 238
 239     /* memory size */
 240     val = 640; /* base memory in K */
 241     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 242     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 243
 244     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 245     if (val > 65535)
 246         val = 65535;
 247     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 248     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 249     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 250     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 251
 252     if (above_4g_mem_size) {
 253         rtc_set_memory(s, 0x5b, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 16);
 254         rtc_set_memory(s, 0x5c, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 24);
 255         rtc_set_memory(s, 0x5d, (uint64_t)above_4g_mem_size >> 32);
 256     }
 257
 258     if (ram_size > (16 * 1024 * 1024))
 259         val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 260     else
 261         val = 0;
 262     if (val > 65535)
 263         val = 65535;
 264     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 265     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 266
 267     /* set the number of CPU */
 268     rtc_set_memory(s, 0x5f, smp_cpus - 1);
 269
 270     /* set boot devices, and disable floppy signature check if requested */
 271 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 272     nbds = strlen(boot_device);
 273     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 274         fprintf(stderr, "Too many boot devices for PC\n");
 275         exit(1);
 276     }
 277     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 278         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 279         if (bds[i] == 0) {
 280             fprintf(stderr, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 281                     boot_device[i]);
 282             exit(1);
 283         }
 284     }
 285     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 286     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4) | (fd_bootchk ?  0x0 : 0x1));
 287
 288     /* floppy type */
 289
 290     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 291     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 292
 293     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
 294     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 295
 296     val = 0;
 297     nb = 0;
 298     if (fd0 < 3)
 299         nb++;
 300     if (fd1 < 3)
 301         nb++;
 302     switch (nb) {
 303     case 0:
 304         break;
 305     case 1:
 306         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 307         break;
 308     case 2:
 309         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 310         break;
 311     }
 312     val |= 0x02; /* FPU is there */
 313     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 314     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 315
 316     /* hard drives */
 317
 318     rtc_set_memory(s, 0x12, (hd_table[0] ? 0xf0 : 0) | (hd_table[1] ? 0x0f : 0));
 319     if (hd_table[0])
 320         cmos_init_hd(0x19, 0x1b, hd_table[0]);
 321     if (hd_table[1])
 322         cmos_init_hd(0x1a, 0x24, hd_table[1]);
 323
 324     val = 0;
 325     for (i = 0; i < 4; i++) {
 326         if (hd_table[i]) {
 327             int cylinders, heads, sectors, translation;
 328             /* NOTE: bdrv_get_geometry_hint() returns the physical
 329                 geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
 330                 <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
 331                 geometry can be different if a translation is done. */
 332             translation = bdrv_get_translation_hint(hd_table[i]);
 333             if (translation == BIOS_ATA_TRANSLATION_AUTO) {
 334                 bdrv_get_geometry_hint(hd_table[i], &cylinders, &heads, &sectors);
 335                 if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && sectors <= 63) {
 336                     /* No translation. */
 337                     translation = 0;
 338                 } else {
 339                     /* LBA translation. */
 340                     translation = 1;
 341                 }
 342             } else {
 343                 translation--;
 344             }
 345             val |= translation << (i * 2);
 346         }
 347     }
 348     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
 349 }
 350
 351 void ioport_set_a20(int enable)
 352 {
 353     /* XXX: send to all CPUs ? */
 354     cpu_x86_set_a20(first_cpu, enable);
 355 }
 356
 357 int ioport_get_a20(void)
 358 {
 359     return ((first_cpu->a20_mask >> 20) & 1);
 360 }
 361
 362 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 363 {
 364     ioport_set_a20((val >> 1) & 1);
 365     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 366 }
 367
 368 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 369 {
 370     return ioport_get_a20() << 1;
 371 }
 372
 373 /***********************************************************/
 374 /* Bochs BIOS debug ports */
 375
 376 static void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 377 {
 378     static const char shutdown_str[8] = "Shutdown";
 379     static int shutdown_index = 0;
 380
 381     switch(addr) {
 382         /* Bochs BIOS messages */
 383     case 0x400:
 384     case 0x401:
 385         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 386         exit(1);
 387     case 0x402:
 388     case 0x403:
 389 #ifdef DEBUG_BIOS
 390         fprintf(stderr, "%c", val);
 391 #endif
 392         break;
 393     case 0x8900:
 394         /* same as Bochs power off */
 395         if (val == shutdown_str[shutdown_index]) {
 396             shutdown_index++;
 397             if (shutdown_index == 8) {
 398                 shutdown_index = 0;
 399                 qemu_system_shutdown_request();
 400             }
 401         } else {
 402             shutdown_index = 0;
 403         }
 404         break;
 405
 406         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 407     case 0x501:
 408     case 0x502:
 409         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 410         exit(1);
 411     case 0x500:
 412     case 0x503:
 413 #ifdef DEBUG_BIOS
 414         fprintf(stderr, "%c", val);
 415 #endif
 416         break;
 417     }
 418 }
 419
 420 static void bochs_bios_init(void)
 421 {
 422     void *fw_cfg;
 423
 424     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 425     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 426     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 427     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 428     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 429
 430     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 431     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 432     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 433     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 434
 435     fw_cfg = fw_cfg_init(BIOS_CFG_IOPORT, BIOS_CFG_IOPORT + 1, 0, 0);
 436     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_ID, 1);
 437     fw_cfg_add_i64(fw_cfg, FW_CFG_RAM_SIZE, (uint64_t)ram_size);
 438 }
 439
 440 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
 441    a specified vector */
 442 static void generate_bootsect(uint8_t *option_rom,
 443                               uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
 444 {
 445     uint8_t rom[512], *p, *reloc;
 446     uint8_t sum;
 447     int i;
 448
 449     memset(rom, 0, sizeof(rom));
 450
 451     p = rom;
 452     /* Make sure we have an option rom signature */
 453     *p++ = 0x55;
 454     *p++ = 0xaa;
 455
 456     /* ROM size in sectors*/
 457     *p++ = 1;
 458
 459     /* Hook int19 */
 460
 461     *p++ = 0x50;                /* push ax */
 462     *p++ = 0x1e;                /* push ds */
 463     *p++ = 0x31; *p++ = 0xc0;   /* xor ax, ax */
 464     *p++ = 0x8e; *p++ = 0xd8;   /* mov ax, ds */
 465
 466     *p++ = 0xc7; *p++ = 0x06;   /* movvw _start,0x64 */
 467     *p++ = 0x64; *p++ = 0x00;
 468     reloc = p;
 469     *p++ = 0x00; *p++ = 0x00;
 470
 471     *p++ = 0x8c; *p++ = 0x0e;   /* mov cs,0x66 */
 472     *p++ = 0x66; *p++ = 0x00;
 473
 474     *p++ = 0x1f;                /* pop ds */
 475     *p++ = 0x58;                /* pop ax */
 476     *p++ = 0xcb;                /* lret */
 477
 478     /* Actual code */
 479     *reloc = (p - rom);
 480
 481     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
 482     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
 483
 484     for (i = 0; i < 6; i++) {
 485         if (i == 1)             /* Skip CS */
 486             continue;
 487
 488         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
 489         *p++ = segs[i];
 490         *p++ = segs[i] >> 8;
 491         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
 492         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
 493     }
 494
 495     for (i = 0; i < 8; i++) {
 496         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
 497         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
 498         *p++ = gpr[i];
 499         *p++ = gpr[i] >> 8;
 500         *p++ = gpr[i] >> 16;
 501         *p++ = gpr[i] >> 24;
 502     }
 503
 504     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
 505     *p++ = ip;                  /* IP */
 506     *p++ = ip >> 8;
 507     *p++ = segs[1];             /* CS */
 508     *p++ = segs[1] >> 8;
 509
 510     /* sign rom */
 511     sum = 0;
 512     for (i = 0; i < (sizeof(rom) - 1); i++)
 513         sum += rom[i];
 514     rom[sizeof(rom) - 1] = -sum;
 515
 516     memcpy(option_rom, rom, sizeof(rom));
 517 }
 518
 519 static long get_file_size(FILE *f)
 520 {
 521     long where, size;
 522
 523     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
 524
 525     where = ftell(f);
 526     fseek(f, 0, SEEK_END);
 527     size = ftell(f);
 528     fseek(f, where, SEEK_SET);
 529
 530     return size;
 531 }
 532
 533 static void load_linux(uint8_t *option_rom,
 534                        const char *kernel_filename,
 535                        const char *initrd_filename,
 536                        const char *kernel_cmdline)
 537 {
 538     uint16_t protocol;
 539     uint32_t gpr[8];
 540     uint16_t seg[6];
 541     uint16_t real_seg;
 542     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
 543     uint32_t initrd_max;
 544     uint8_t header[1024];
 545     target_phys_addr_t real_addr, prot_addr, cmdline_addr, initrd_addr;
 546     FILE *f, *fi;
 547
 548     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
 549     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
 550
 551     /* load the kernel header */
 552     f = fopen(kernel_filename, "rb");
 553     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
 554         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
 555         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 556                 kernel_filename);
 557         exit(1);
 558     }
 559
 560     /* kernel protocol version */
 561 #if 0
 562     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
 563 #endif
 564     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
 565         protocol = lduw_p(header+0x206);
 566     else
 567         protocol = 0;
 568
 569     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
 570         /* Low kernel */
 571         real_addr    = 0x90000;
 572         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 573         prot_addr    = 0x10000;
 574     } else if (protocol < 0x202) {
 575         /* High but ancient kernel */
 576         real_addr    = 0x90000;
 577         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 578         prot_addr    = 0x100000;
 579     } else {
 580         /* High and recent kernel */
 581         real_addr    = 0x10000;
 582         cmdline_addr = 0x20000;
 583         prot_addr    = 0x100000;
 584     }
 585
 586 #if 0
 587     fprintf(stderr,
 588             "qemu: real_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 589             "qemu: cmdline_addr  = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 590             "qemu: prot_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n",
 591             real_addr,
 592             cmdline_addr,
 593             prot_addr);
 594 #endif
 595
 596     /* highest address for loading the initrd */
 597     if (protocol >= 0x203)
 598         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
 599     else
 600         initrd_max = 0x37ffffff;
 601
 602     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
 603         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
 604
 605     /* kernel command line */
 606     pstrcpy_targphys(cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
 607
 608     if (protocol >= 0x202) {
 609         stl_p(header+0x228, cmdline_addr);
 610     } else {
 611         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
 612         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
 613     }
 614
 615     /* loader type */
 616     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
 617        If this code is substantially changed, you may want to consider
 618        incrementing the revision. */
 619     if (protocol >= 0x200)
 620         header[0x210] = 0xB0;
 621
 622     /* heap */
 623     if (protocol >= 0x201) {
 624         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
 625         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
 626     }
 627
 628     /* load initrd */
 629     if (initrd_filename) {
 630         if (protocol < 0x200) {
 631             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
 632             exit(1);
 633         }
 634
 635         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
 636         if (!fi) {
 637             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 638                     initrd_filename);
 639             exit(1);
 640         }
 641
 642         initrd_size = get_file_size(fi);
 643         initrd_addr = (initrd_max-initrd_size) & ~4095;
 644
 645         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at 0x" TARGET_FMT_plx
 646                 "\n", initrd_size, initrd_addr);
 647
 648         if (!fread_targphys_ok(initrd_addr, initrd_size, fi)) {
 649             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
 650                     initrd_filename);
 651             exit(1);
 652         }
 653         fclose(fi);
 654
 655         stl_p(header+0x218, initrd_addr);
 656         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
 657     }
 658
 659     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
 660     cpu_physical_memory_write(real_addr, header, 1024);
 661
 662     setup_size = header[0x1f1];
 663     if (setup_size == 0)
 664         setup_size = 4;
 665
 666     setup_size = (setup_size+1)*512;
 667     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
 668
 669     if (!fread_targphys_ok(real_addr+1024, setup_size-1024, f) ||
 670         !fread_targphys_ok(prot_addr, kernel_size, f)) {
 671         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
 672                 kernel_filename);
 673         exit(1);
 674     }
 675     fclose(f);
 676
 677     /* generate bootsector to set up the initial register state */
 678     real_seg = real_addr >> 4;
 679     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
 680     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
 681     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
 682     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
 683
 684     generate_bootsect(option_rom, gpr, seg, 0);
 685 }
 686
 687 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 688 {
 689     CPUState *env = opaque;
 690     cpu_reset(env);
 691 }
 692
 693 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 694 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 695 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 696
 697 #define NE2000_NB_MAX 6
 698
 699 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 700 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 701
 702 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
 703 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
 704
 705 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
 706 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
 707
 708 #ifdef HAS_AUDIO
 709 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
 710 {
 711     struct soundhw *c;
 712     int audio_enabled = 0;
 713
 714     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
 715         audio_enabled = c->enabled;
 716     }
 717
 718     if (audio_enabled) {
 719         AudioState *s;
 720
 721         s = AUD_init ();
 722         if (s) {
 723             for (c = soundhw; c->name; ++c) {
 724                 if (c->enabled) {
 725                     if (c->isa) {
 726                         c->init.init_isa (s, pic);
 727                     }
 728                     else {
 729                         if (pci_bus) {
 730                             c->init.init_pci (pci_bus, s);
 731                         }
 732                     }
 733                 }
 734             }
 735         }
 736     }
 737 }
 738 #endif
 739
 740 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
 741 {
 742     static int nb_ne2k = 0;
 743
 744     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
 745         return;
 746     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
 747     nb_ne2k++;
 748 }
 749
 750 /* PC hardware initialisation */
 751 static void pc_init1(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
 752                      const char *boot_device, DisplayState *ds,
 753                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 754                      const char *initrd_filename,
 755                      int pci_enabled, const char *cpu_model)
 756 {
 757     char buf[1024];
 758     int ret, linux_boot, i;
 759     ram_addr_t ram_addr, vga_ram_addr, bios_offset, vga_bios_offset;
 760     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 761     int bios_size, isa_bios_size, vga_bios_size;
 762     PCIBus *pci_bus;
 763     int piix3_devfn = -1;
 764     CPUState *env;
 765     NICInfo *nd;
 766     qemu_irq *cpu_irq;
 767     qemu_irq *i8259;
 768     int index;
 769     BlockDriverState *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 770     BlockDriverState *fd[MAX_FD];
 771
 772     if (ram_size >= 0xe0000000 ) {
 773         above_4g_mem_size = ram_size - 0xe0000000;
 774         below_4g_mem_size = 0xe0000000;
 775     } else {
 776         below_4g_mem_size = ram_size;
 777     }
 778
 779     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 780
 781     /* init CPUs */
 782     if (cpu_model == NULL) {
 783 #ifdef TARGET_X86_64
 784         cpu_model = "qemu64";
 785 #else
 786         cpu_model = "qemu32";
 787 #endif
 788     }
 789
 790     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 791         env = cpu_init(cpu_model);
 792         if (!env) {
 793             fprintf(stderr, "Unable to find x86 CPU definition\n");
 794             exit(1);
 795         }
 796         if (i != 0)
 797             env->halted = 1;
 798         if (smp_cpus > 1) {
 799             /* XXX: enable it in all cases */
 800             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
 801         }
 802         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
 803         if (pci_enabled) {
 804             apic_init(env);
 805         }
 806     }
 807
 808     vmport_init();
 809
 810     /* allocate RAM */
 811     ram_addr = qemu_ram_alloc(0xa0000);
 812     cpu_register_physical_memory(0, 0xa0000, ram_addr);
 813
 814     /* Allocate, even though we won't register, so we don't break the
 815      * phys_ram_base + PA assumption. This range includes vga (0xa0000 - 0xc0000),
 816      * and some bios areas, which will be registered later
 817      */
 818     ram_addr = qemu_ram_alloc(0x100000 - 0xa0000);
 819     ram_addr = qemu_ram_alloc(below_4g_mem_size - 0x100000);
 820     cpu_register_physical_memory(0x100000,
 821                  below_4g_mem_size - 0x100000,
 822                  ram_addr);
 823
 824     /* above 4giga memory allocation */
 825     if (above_4g_mem_size > 0) {
 826         ram_addr = qemu_ram_alloc(above_4g_mem_size);
 827         cpu_register_physical_memory(0x100000000ULL,
 828                                      above_4g_mem_size,
 829                                      ram_addr);
 830     }
 831
 832
 833     /* allocate VGA RAM */
 834     vga_ram_addr = qemu_ram_alloc(vga_ram_size);
 835
 836     /* BIOS load */
 837     if (bios_name == NULL)
 838         bios_name = BIOS_FILENAME;
 839     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, bios_name);
 840     bios_size = get_image_size(buf);
 841     if (bios_size <= 0 ||
 842         (bios_size % 65536) != 0) {
 843         goto bios_error;
 844     }
 845     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
 846     ret = load_image(buf, phys_ram_base + bios_offset);
 847     if (ret != bios_size) {
 848     bios_error:
 849         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
 850         exit(1);
 851     }
 852
 853     /* VGA BIOS load */
 854     if (cirrus_vga_enabled) {
 855         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
 856     } else {
 857         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 858     }
 859     vga_bios_size = get_image_size(buf);
 860     if (vga_bios_size <= 0 || vga_bios_size > 65536)
 861         goto vga_bios_error;
 862     vga_bios_offset = qemu_ram_alloc(65536);
 863
 864     ret = load_image(buf, phys_ram_base + vga_bios_offset);
 865     if (ret != vga_bios_size) {
 866     vga_bios_error:
 867         fprintf(stderr, "qemu: could not load VGA BIOS '%s'\n", buf);
 868         exit(1);
 869     }
 870
 871     /* setup basic memory access */
 872     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000,
 873                                  vga_bios_offset | IO_MEM_ROM);
 874
 875     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
 876     isa_bios_size = bios_size;
 877     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
 878         isa_bios_size = 128 * 1024;
 879     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size,
 880                                  isa_bios_size,
 881                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
 882
 883     {
 884         ram_addr_t option_rom_offset;
 885         int size, offset;
 886
 887         offset = 0;
 888         if (linux_boot) {
 889             option_rom_offset = qemu_ram_alloc(TARGET_PAGE_SIZE);
 890             load_linux(phys_ram_base + option_rom_offset,
 891                        kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
 892             cpu_register_physical_memory(0xd0000, TARGET_PAGE_SIZE,
 893                                          option_rom_offset | IO_MEM_ROM);
 894             offset = TARGET_PAGE_SIZE;
 895         }
 896
 897         for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
 898             size = get_image_size(option_rom[i]);
 899             if (size < 0) {
 900                 fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n",
 901                         option_rom[i]);
 902                 exit(1);
 903             }
 904             if (size > (0x10000 - offset))
 905                 goto option_rom_error;
 906             option_rom_offset = qemu_ram_alloc(size);
 907             ret = load_image(option_rom[i], phys_ram_base + option_rom_offset);
 908             if (ret != size) {
 909             option_rom_error:
 910                 fprintf(stderr, "Too many option ROMS\n");
 911                 exit(1);
 912             }
 913             size = (size + 4095) & ~4095;
 914             cpu_register_physical_memory(0xd0000 + offset,
 915                                          size, option_rom_offset | IO_MEM_ROM);
 916             offset += size;
 917         }
 918     }
 919
 920     /* map all the bios at the top of memory */
 921     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size),
 922                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
 923
 924     bochs_bios_init();
 925
 926     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
 927     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
 928     ferr_irq = i8259[13];
 929
 930     if (pci_enabled) {
 931         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
 932         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
 933     } else {
 934         pci_bus = NULL;
 935     }
 936
 937     /* init basic PC hardware */
 938     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 939
 940     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 941
 942     if (cirrus_vga_enabled) {
 943         if (pci_enabled) {
 944             pci_cirrus_vga_init(pci_bus,
 945                                 ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 946                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 947         } else {
 948             isa_cirrus_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 949                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 950         }
 951     } else if (vmsvga_enabled) {
 952         if (pci_enabled)
 953             pci_vmsvga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 954                             vga_ram_addr, vga_ram_size);
 955         else
 956             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
 957     } else {
 958         if (pci_enabled) {
 959             pci_vga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 960                          vga_ram_addr, vga_ram_size, 0, 0);
 961         } else {
 962             isa_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 963                          vga_ram_addr, vga_ram_size);
 964         }
 965     }
 966
 967     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8]);
 968
 969     qemu_register_boot_set(pc_boot_set, rtc_state);
 970
 971     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 972     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 973
 974     if (pci_enabled) {
 975         ioapic = ioapic_init();
 976     }
 977     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
 978     pcspk_init(pit);
 979     if (pci_enabled) {
 980         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
 981     }
 982
 983     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
 984         if (serial_hds[i]) {
 985             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], 115200,
 986                         serial_hds[i]);
 987         }
 988     }
 989
 990     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
 991         if (parallel_hds[i]) {
 992             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
 993                           parallel_hds[i]);
 994         }
 995     }
 996
 997     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
 998         nd = &nd_table[i];
 999         if (!nd->model) {
1000             if (pci_enabled) {
1001                 nd->model = "ne2k_pci";
1002             } else {
1003                 nd->model = "ne2k_isa";
1004             }
1005         }
1006         if (strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0) {
1007             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
1008         } else if (pci_enabled) {
1009             if (strcmp(nd->model, "?") == 0)
1010                 fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
1011             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1);
1012         } else if (strcmp(nd->model, "?") == 0) {
1013             fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
1014             exit(1);
1015         } else {
1016             fprintf(stderr, "qemu: Unsupported NIC: %s\n", nd->model);
1017             exit(1);
1018         }
1019     }
1020
1021     if (drive_get_max_bus(IF_IDE) >= MAX_IDE_BUS) {
1022         fprintf(stderr, "qemu: too many IDE bus\n");
1023         exit(1);
1024     }
1025
1026     for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS; i++) {
1027         index = drive_get_index(IF_IDE, i / MAX_IDE_DEVS, i % MAX_IDE_DEVS);
1028         if (index != -1)
1029             hd[i] = drives_table[index].bdrv;
1030         else
1031             hd[i] = NULL;
1032     }
1033
1034     if (pci_enabled) {
1035         pci_piix3_ide_init(pci_bus, hd, piix3_devfn + 1, i8259);
1036     } else {
1037         for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS; i++) {
1038             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
1039                          hd[MAX_IDE_DEVS * i], hd[MAX_IDE_DEVS * i + 1]);
1040         }
1041     }
1042
1043     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
1044     DMA_init(0);
1045 #ifdef HAS_AUDIO
1046     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
1047 #endif
1048
1049     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
1050         index = drive_get_index(IF_FLOPPY, 0, i);
1051         if (index != -1)
1052             fd[i] = drives_table[index].bdrv;
1053         else
1054             fd[i] = NULL;
1055     }
1056     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd);
1057
1058     cmos_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, boot_device, hd);
1059
1060     if (pci_enabled && usb_enabled) {
1061         usb_uhci_piix3_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
1062     }
1063
1064     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
1065         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
1066         i2c_bus *smbus;
1067
1068         /* TODO: Populate SPD eeprom data.  */
1069         smbus = piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3, 0xb100, i8259[9]);
1070         for (i = 0; i < 8; i++) {
1071             smbus_eeprom_device_init(smbus, 0x50 + i, eeprom_buf + (i * 256));
1072         }
1073     }
1074
1075     if (i440fx_state) {
1076         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
1077     }
1078
1079     if (pci_enabled) {
1080         int max_bus;
1081         int bus, unit;
1082         void *scsi;
1083
1084         max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1085
1086         for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1087             scsi = lsi_scsi_init(pci_bus, -1);
1088             for (unit = 0; unit < LSI_MAX_DEVS; unit++) {
1089                 index = drive_get_index(IF_SCSI, bus, unit);
1090                 if (index == -1)
1091                     continue;
1092                 lsi_scsi_attach(scsi, drives_table[index].bdrv, unit);
1093             }
1094         }
1095     }
1096
1097     /* Add virtio block devices */
1098     if (pci_enabled) {
1099         int index;
1100         int unit_id = 0;
1101
1102         while ((index = drive_get_index(IF_VIRTIO, 0, unit_id)) != -1) {
1103             virtio_blk_init(pci_bus, 0x1AF4, 0x1001,
1104                             drives_table[index].bdrv);
1105             unit_id++;
1106         }
1107     }
1108 }
1109
1110 static void pc_init_pci(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1111                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1112                         const char *kernel_filename,
1113                         const char *kernel_cmdline,
1114                         const char *initrd_filename,
1115                         const char *cpu_model)
1116 {
1117     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1118              kernel_filename, kernel_cmdline,
1119              initrd_filename, 1, cpu_model);
1120 }
1121
1122 static void pc_init_isa(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1123                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1124                         const char *kernel_filename,
1125                         const char *kernel_cmdline,
1126                         const char *initrd_filename,
1127                         const char *cpu_model)
1128 {
1129     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1130              kernel_filename, kernel_cmdline,
1131              initrd_filename, 0, cpu_model);
1132 }
1133
1134 QEMUMachine pc_machine = {
1135     .name = "pc",
1136     .desc = "Standard PC",
1137     .init = pc_init_pci,
1138     .ram_require = VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1139     .max_cpus = 255,
1140 };
1141
1142 QEMUMachine isapc_machine = {
1143     .name = "isapc",
1144     .desc = "ISA-only PC",
1145     .init = pc_init_isa,
1146     .ram_require = VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1147     .max_cpus = 1,
1148 };