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 "vl.h"
  25
  26 /* output Bochs bios info messages */
  27 //#define DEBUG_BIOS
  28
  29 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  30 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  31 #define LINUX_BOOT_FILENAME "linux_boot.bin"
  32
  33 #define KERNEL_LOAD_ADDR     0x00100000
  34 #define INITRD_LOAD_ADDR     0x00400000
  35 #define KERNEL_PARAMS_ADDR   0x00090000
  36 #define KERNEL_CMDLINE_ADDR  0x00099000
  37
  38 int speaker_data_on;
  39 int dummy_refresh_clock;
  40 static fdctrl_t *floppy_controller;
  41 static RTCState *rtc_state;
  42 static PITState *pit;
  43
  44 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  45 {
  46 }
  47
  48 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  49 /* XXX: add IGNNE support */
  50 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  51 {
  52     pic_set_irq(13, 1);
  53 }
  54
  55 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  56 {
  57     pic_set_irq(13, 0);
  58 }
  59
  60 /* TSC handling */
  61
  62 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
  63 {
  64     return qemu_get_clock(vm_clock);
  65 }
  66
  67 /* PC cmos mappings */
  68
  69 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
  70 #define REG_IBM_CENTURY_BYTE        0x32
  71 #define REG_IBM_PS2_CENTURY_BYTE    0x37
  72
  73
  74 static inline int to_bcd(RTCState *s, int a)
  75 {
  76     return ((a / 10) << 4) | (a % 10);
  77 }
  78
  79 static void cmos_init(int ram_size, int boot_device)
  80 {
  81     RTCState *s = rtc_state;
  82     int val;
  83     int fd0, fd1, nb;
  84     time_t ti;
  85     struct tm *tm;
  86
  87     /* set the CMOS date */
  88     time(&ti);
  89     tm = gmtime(&ti);
  90     rtc_set_date(s, tm);
  91
  92     val = to_bcd(s, (tm->tm_year / 100) + 19);
  93     rtc_set_memory(s, REG_IBM_CENTURY_BYTE, val);
  94     rtc_set_memory(s, REG_IBM_PS2_CENTURY_BYTE, val);
  95
  96     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
  97
  98     /* memory size */
  99     val = 640; /* base memory in K */
 100     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 101     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 102
 103     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 104     if (val > 65535)
 105         val = 65535;
 106     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 107     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 108     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 109     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 110
 111     val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 112     if (val > 65535)
 113         val = 65535;
 114     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 115     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 116
 117     switch(boot_device) {
 118     case 'a':
 119     case 'b':
 120         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x01); /* floppy boot */
 121         break;
 122     default:
 123     case 'c':
 124         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x02); /* hard drive boot */
 125         break;
 126     case 'd':
 127         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x03); /* CD-ROM boot */
 128         break;
 129     }
 130
 131     /* floppy type */
 132
 133     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 134     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 135
 136     val = 0;
 137     switch (fd0) {
 138     case 0:
 139         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 140         val |= 0x40;
 141         break;
 142     case 1:
 143         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 144         val |= 0x60;
 145         break;
 146     case 2:
 147         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 148         val |= 0x20;
 149         break;
 150     }
 151     switch (fd1) {
 152     case 0:
 153         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 154         val |= 0x04;
 155         break;
 156     case 1:
 157         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 158         val |= 0x06;
 159         break;
 160     case 2:
 161         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 162         val |= 0x02;
 163         break;
 164     }
 165     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 166
 167     val = 0;
 168     nb = 0;
 169     if (fd0 < 3)
 170         nb++;
 171     if (fd1 < 3)
 172         nb++;
 173     switch (nb) {
 174     case 0:
 175         break;
 176     case 1:
 177         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 178         break;
 179     case 2:
 180         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 181         break;
 182     }
 183     val |= 0x02; /* FPU is there */
 184     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 185     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 186
 187 }
 188
 189 static void speaker_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 190 {
 191     speaker_data_on = (val >> 1) & 1;
 192     pit_set_gate(pit, 2, val & 1);
 193 }
 194
 195 static uint32_t speaker_ioport_read(void *opaque, uint32_t addr)
 196 {
 197     int out;
 198     out = pit_get_out(pit, 2, qemu_get_clock(vm_clock));
 199     dummy_refresh_clock ^= 1;
 200     return (speaker_data_on << 1) | pit_get_gate(pit, 2) | (out << 5) |
 201       (dummy_refresh_clock << 4);
 202 }
 203
 204 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 205 {
 206     cpu_x86_set_a20(cpu_single_env, (val >> 1) & 1);
 207     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 208 }
 209
 210 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 211 {
 212     return ((cpu_single_env->a20_mask >> 20) & 1) << 1;
 213 }
 214
 215 /***********************************************************/
 216 /* Bochs BIOS debug ports */
 217
 218 void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 219 {
 220     switch(addr) {
 221         /* Bochs BIOS messages */
 222     case 0x400:
 223     case 0x401:
 224         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 225         exit(1);
 226     case 0x402:
 227     case 0x403:
 228 #ifdef DEBUG_BIOS
 229         fprintf(stderr, "%c", val);
 230 #endif
 231         break;
 232
 233         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 234     case 0x501:
 235     case 0x502:
 236         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 237         exit(1);
 238     case 0x500:
 239     case 0x503:
 240 #ifdef DEBUG_BIOS
 241         fprintf(stderr, "%c", val);
 242 #endif
 243         break;
 244     }
 245 }
 246
 247 void bochs_bios_init(void)
 248 {
 249     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 250     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 251     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 252     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 253
 254     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 255     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 256     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 257     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 258 }
 259
 260
 261 int load_kernel(const char *filename, uint8_t *addr,
 262                 uint8_t *real_addr)
 263 {
 264     int fd, size;
 265     int setup_sects;
 266
 267     fd = open(filename, O_RDONLY);
 268     if (fd < 0)
 269         return -1;
 270
 271     /* load 16 bit code */
 272     if (read(fd, real_addr, 512) != 512)
 273         goto fail;
 274     setup_sects = real_addr[0x1F1];
 275     if (!setup_sects)
 276         setup_sects = 4;
 277     if (read(fd, real_addr + 512, setup_sects * 512) !=
 278         setup_sects * 512)
 279         goto fail;
 280
 281     /* load 32 bit code */
 282     size = read(fd, addr, 16 * 1024 * 1024);
 283     if (size < 0)
 284         goto fail;
 285     close(fd);
 286     return size;
 287  fail:
 288     close(fd);
 289     return -1;
 290 }
 291
 292 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 293 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 294 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 295
 296 #define NE2000_NB_MAX 6
 297
 298 static uint32_t ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 299 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 300
 301 /* PC hardware initialisation */
 302 void pc_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
 303              DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
 304              const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 305              const char *initrd_filename)
 306 {
 307     char buf[1024];
 308     int ret, linux_boot, initrd_size, i, nb_nics1, fd;
 309
 310     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 311
 312     /* allocate RAM */
 313     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, 0);
 314
 315     /* BIOS load */
 316     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, BIOS_FILENAME);
 317     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000f0000);
 318     if (ret != 0x10000) {
 319         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC bios '%s'\n", buf);
 320         exit(1);
 321     }
 322
 323     /* VGA BIOS load */
 324     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 325     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000c0000);
 326
 327     /* setup basic memory access */
 328     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000, 0xc0000 | IO_MEM_ROM);
 329     cpu_register_physical_memory(0xd0000, 0x20000, IO_MEM_UNASSIGNED);
 330     cpu_register_physical_memory(0xf0000, 0x10000, 0xf0000 | IO_MEM_ROM);
 331
 332     bochs_bios_init();
 333
 334     if (linux_boot) {
 335         uint8_t bootsect[512];
 336         uint8_t old_bootsect[512];
 337
 338         if (bs_table[0] == NULL) {
 339             fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting a Linux kernel\n");
 340             exit(1);
 341         }
 342         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, LINUX_BOOT_FILENAME);
 343         ret = load_image(buf, bootsect);
 344         if (ret != sizeof(bootsect)) {
 345             fprintf(stderr, "qemu: could not load linux boot sector '%s'\n",
 346                     buf);
 347             exit(1);
 348         }
 349
 350         if (bdrv_read(bs_table[0], 0, old_bootsect, 1) >= 0) {
 351             /* copy the MSDOS partition table */
 352             memcpy(bootsect + 0x1be, old_bootsect + 0x1be, 0x40);
 353         }
 354
 355         bdrv_set_boot_sector(bs_table[0], bootsect, sizeof(bootsect));
 356
 357         /* now we can load the kernel */
 358         ret = load_kernel(kernel_filename,
 359                           phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR,
 360                           phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR);
 361         if (ret < 0) {
 362             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 363                     kernel_filename);
 364             exit(1);
 365         }
 366
 367         /* load initrd */
 368         initrd_size = 0;
 369         if (initrd_filename) {
 370             initrd_size = load_image(initrd_filename, phys_ram_base + INITRD_LOAD_ADDR);
 371             if (initrd_size < 0) {
 372                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 373                         initrd_filename);
 374                 exit(1);
 375             }
 376         }
 377         if (initrd_size > 0) {
 378             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x218, INITRD_LOAD_ADDR);
 379             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x21c, initrd_size);
 380         }
 381         pstrcpy(phys_ram_base + KERNEL_CMDLINE_ADDR, 4096,
 382                 kernel_cmdline);
 383         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x20, 0xA33F);
 384         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x22,
 385                 KERNEL_CMDLINE_ADDR - KERNEL_PARAMS_ADDR);
 386         /* loader type */
 387         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x210, 0x01);
 388     }
 389
 390     if (pci_enabled) {
 391         i440fx_init();
 392         piix3_init();
 393     }
 394
 395     /* init basic PC hardware */
 396     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 397
 398     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 399
 400     vga_initialize(ds, phys_ram_base + ram_size, ram_size,
 401                    vga_ram_size, pci_enabled);
 402
 403     rtc_state = rtc_init(0x70, 8);
 404     register_ioport_read(0x61, 1, 1, speaker_ioport_read, NULL);
 405     register_ioport_write(0x61, 1, 1, speaker_ioport_write, NULL);
 406
 407     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 408     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 409
 410     pic_init();
 411     pit = pit_init(0x40, 0);
 412
 413     fd = serial_open_device();
 414     serial_init(0x3f8, 4, fd);
 415
 416     if (pci_enabled) {
 417         for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
 418             pci_ne2000_init(&nd_table[i]);
 419         }
 420         pci_ide_init(bs_table);
 421     } else {
 422         nb_nics1 = nb_nics;
 423         if (nb_nics1 > NE2000_NB_MAX)
 424             nb_nics1 = NE2000_NB_MAX;
 425         for(i = 0; i < nb_nics1; i++) {
 426             isa_ne2000_init(ne2000_io[i], ne2000_irq[i], &nd_table[i]);
 427         }
 428
 429         for(i = 0; i < 2; i++) {
 430             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], ide_irq[i],
 431                          bs_table[2 * i], bs_table[2 * i + 1]);
 432         }
 433     }
 434
 435     kbd_init();
 436     DMA_init();
 437
 438 #ifndef _WIN32
 439     if (audio_enabled) {
 440         /* no audio supported yet for win32 */
 441         AUD_init();
 442         SB16_init();
 443     }
 444 #endif
 445
 446     floppy_controller = fdctrl_init(6, 2, 0, 0x3f0, fd_table);
 447
 448     cmos_init(ram_size, boot_device);
 449
 450     /* must be done after all PCI devices are instanciated */
 451     /* XXX: should be done in the Bochs BIOS */
 452     if (pci_enabled) {
 453         pci_bios_init();
 454     }
 455 }