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
  43 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  44 {
  45 }
  46
  47 /* PC cmos mappings */
  48
  49 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
  50 #define REG_IBM_CENTURY_BYTE        0x32
  51 #define REG_IBM_PS2_CENTURY_BYTE    0x37
  52
  53
  54 static inline int to_bcd(RTCState *s, int a)
  55 {
  56     return ((a / 10) << 4) | (a % 10);
  57 }
  58
  59 static void cmos_init(int ram_size, int boot_device)
  60 {
  61     RTCState *s = rtc_state;
  62     int val;
  63     int fd0, fd1, nb;
  64     time_t ti;
  65     struct tm *tm;
  66
  67     /* set the CMOS date */
  68     time(&ti);
  69     tm = gmtime(&ti);
  70     rtc_set_date(s, tm);
  71
  72     val = to_bcd(s, (tm->tm_year / 100) + 19);
  73     rtc_set_memory(s, REG_IBM_CENTURY_BYTE, val);
  74     rtc_set_memory(s, REG_IBM_PS2_CENTURY_BYTE, val);
  75
  76     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
  77
  78     /* memory size */
  79     val = 640; /* base memory in K */
  80     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
  81     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
  82
  83     val = (ram_size / 1024) - 1024;
  84     if (val > 65535)
  85         val = 65535;
  86     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
  87     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
  88     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
  89     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
  90
  91     val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
  92     if (val > 65535)
  93         val = 65535;
  94     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
  95     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
  96
  97     switch(boot_device) {
  98     case 'a':
  99     case 'b':
 100         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x01); /* floppy boot */
 101         break;
 102     default:
 103     case 'c':
 104         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x02); /* hard drive boot */
 105         break;
 106     case 'd':
 107         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x03); /* CD-ROM boot */
 108         break;
 109     }
 110
 111     /* floppy type */
 112
 113     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 114     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 115
 116     val = 0;
 117     switch (fd0) {
 118     case 0:
 119         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 120         val |= 0x40;
 121         break;
 122     case 1:
 123         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 124         val |= 0x60;
 125         break;
 126     case 2:
 127         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 128         val |= 0x20;
 129         break;
 130     }
 131     switch (fd1) {
 132     case 0:
 133         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 134         val |= 0x04;
 135         break;
 136     case 1:
 137         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 138         val |= 0x06;
 139         break;
 140     case 2:
 141         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 142         val |= 0x02;
 143         break;
 144     }
 145     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 146
 147     val = 0;
 148     nb = 0;
 149     if (fd0 < 3)
 150         nb++;
 151     if (fd1 < 3)
 152         nb++;
 153     switch (nb) {
 154     case 0:
 155         break;
 156     case 1:
 157         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 158         break;
 159     case 2:
 160         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 161         break;
 162     }
 163     val |= 0x02; /* FPU is there */
 164     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 165     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 166
 167 }
 168
 169 static void speaker_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 170 {
 171     speaker_data_on = (val >> 1) & 1;
 172     pit_set_gate(&pit_channels[2], val & 1);
 173 }
 174
 175 static uint32_t speaker_ioport_read(void *opaque, uint32_t addr)
 176 {
 177     int out;
 178     out = pit_get_out(&pit_channels[2], qemu_get_clock(vm_clock));
 179     dummy_refresh_clock ^= 1;
 180     return (speaker_data_on << 1) | pit_channels[2].gate | (out << 5) |
 181       (dummy_refresh_clock << 4);
 182 }
 183
 184 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 185 {
 186     cpu_x86_set_a20(cpu_single_env, (val >> 1) & 1);
 187     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 188 }
 189
 190 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 191 {
 192     return ((cpu_single_env->a20_mask >> 20) & 1) << 1;
 193 }
 194
 195 /***********************************************************/
 196 /* Bochs BIOS debug ports */
 197
 198 void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 199 {
 200     switch(addr) {
 201         /* Bochs BIOS messages */
 202     case 0x400:
 203     case 0x401:
 204         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 205         exit(1);
 206     case 0x402:
 207     case 0x403:
 208 #ifdef DEBUG_BIOS
 209         fprintf(stderr, "%c", val);
 210 #endif
 211         break;
 212
 213         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 214     case 0x501:
 215     case 0x502:
 216         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 217         exit(1);
 218     case 0x500:
 219     case 0x503:
 220 #ifdef DEBUG_BIOS
 221         fprintf(stderr, "%c", val);
 222 #endif
 223         break;
 224     }
 225 }
 226
 227 void bochs_bios_init(void)
 228 {
 229     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 230     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 231     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 232     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 233
 234     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 235     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 236     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 237     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 238 }
 239
 240
 241 int load_kernel(const char *filename, uint8_t *addr,
 242                 uint8_t *real_addr)
 243 {
 244     int fd, size;
 245     int setup_sects;
 246
 247     fd = open(filename, O_RDONLY);
 248     if (fd < 0)
 249         return -1;
 250
 251     /* load 16 bit code */
 252     if (read(fd, real_addr, 512) != 512)
 253         goto fail;
 254     setup_sects = real_addr[0x1F1];
 255     if (!setup_sects)
 256         setup_sects = 4;
 257     if (read(fd, real_addr + 512, setup_sects * 512) !=
 258         setup_sects * 512)
 259         goto fail;
 260
 261     /* load 32 bit code */
 262     size = read(fd, addr, 16 * 1024 * 1024);
 263     if (size < 0)
 264         goto fail;
 265     close(fd);
 266     return size;
 267  fail:
 268     close(fd);
 269     return -1;
 270 }
 271
 272 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 273 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 274 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 275
 276 #define NE2000_NB_MAX 6
 277
 278 static uint32_t ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 279 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 280
 281 /* PC hardware initialisation */
 282 void pc_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
 283              DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
 284              const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 285              const char *initrd_filename)
 286 {
 287     char buf[1024];
 288     int ret, linux_boot, initrd_size, i, nb_nics1, fd;
 289
 290     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 291
 292     /* allocate RAM */
 293     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, 0);
 294
 295     /* BIOS load */
 296     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, BIOS_FILENAME);
 297     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000f0000);
 298     if (ret != 0x10000) {
 299         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC bios '%s'\n", buf);
 300         exit(1);
 301     }
 302
 303     /* VGA BIOS load */
 304     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 305     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000c0000);
 306
 307     /* setup basic memory access */
 308     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000, 0xc0000 | IO_MEM_ROM);
 309     cpu_register_physical_memory(0xd0000, 0x20000, IO_MEM_UNASSIGNED);
 310     cpu_register_physical_memory(0xf0000, 0x10000, 0xf0000 | IO_MEM_ROM);
 311
 312     bochs_bios_init();
 313
 314     if (linux_boot) {
 315         uint8_t bootsect[512];
 316         uint8_t old_bootsect[512];
 317
 318         if (bs_table[0] == NULL) {
 319             fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting a Linux kernel\n");
 320             exit(1);
 321         }
 322         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, LINUX_BOOT_FILENAME);
 323         ret = load_image(buf, bootsect);
 324         if (ret != sizeof(bootsect)) {
 325             fprintf(stderr, "qemu: could not load linux boot sector '%s'\n",
 326                     buf);
 327             exit(1);
 328         }
 329
 330         if (bdrv_read(bs_table[0], 0, old_bootsect, 1) >= 0) {
 331             /* copy the MSDOS partition table */
 332             memcpy(bootsect + 0x1be, old_bootsect + 0x1be, 0x40);
 333         }
 334
 335         bdrv_set_boot_sector(bs_table[0], bootsect, sizeof(bootsect));
 336
 337         /* now we can load the kernel */
 338         ret = load_kernel(kernel_filename,
 339                           phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR,
 340                           phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR);
 341         if (ret < 0) {
 342             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 343                     kernel_filename);
 344             exit(1);
 345         }
 346
 347         /* load initrd */
 348         initrd_size = 0;
 349         if (initrd_filename) {
 350             initrd_size = load_image(initrd_filename, phys_ram_base + INITRD_LOAD_ADDR);
 351             if (initrd_size < 0) {
 352                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 353                         initrd_filename);
 354                 exit(1);
 355             }
 356         }
 357         if (initrd_size > 0) {
 358             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x218, INITRD_LOAD_ADDR);
 359             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x21c, initrd_size);
 360         }
 361         pstrcpy(phys_ram_base + KERNEL_CMDLINE_ADDR, 4096,
 362                 kernel_cmdline);
 363         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x20, 0xA33F);
 364         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x22,
 365                 KERNEL_CMDLINE_ADDR - KERNEL_PARAMS_ADDR);
 366         /* loader type */
 367         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x210, 0x01);
 368     }
 369
 370     /* init basic PC hardware */
 371     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 372
 373     vga_initialize(ds, phys_ram_base + ram_size, ram_size,
 374                    vga_ram_size);
 375
 376     rtc_state = rtc_init(0x70, 8);
 377     register_ioport_read(0x61, 1, 1, speaker_ioport_read, NULL);
 378     register_ioport_write(0x61, 1, 1, speaker_ioport_write, NULL);
 379
 380     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 381     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 382
 383     pic_init();
 384     pit_init(0x40, 0);
 385
 386     fd = serial_open_device();
 387     serial_init(0x3f8, 4, fd);
 388
 389     nb_nics1 = nb_nics;
 390     if (nb_nics1 > NE2000_NB_MAX)
 391         nb_nics1 = NE2000_NB_MAX;
 392     for(i = 0; i < nb_nics1; i++) {
 393         ne2000_init(ne2000_io[i], ne2000_irq[i], &nd_table[i]);
 394     }
 395
 396     for(i = 0; i < 2; i++) {
 397         ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], ide_irq[i],
 398                  bs_table[2 * i], bs_table[2 * i + 1]);
 399     }
 400     kbd_init();
 401     DMA_init();
 402
 403 #ifndef _WIN32
 404     if (audio_enabled) {
 405         /* no audio supported yet for win32 */
 406         AUD_init();
 407         SB16_init();
 408     }
 409 #endif
 410
 411     floppy_controller = fdctrl_init(6, 2, 0, 0x3f0, fd_table);
 412
 413     cmos_init(ram_size, boot_device);
 414 }