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 <stdlib.h>
  25 #include <stdio.h>
  26 #include <stdarg.h>
  27 #include <string.h>
  28 #include <getopt.h>
  29 #include <inttypes.h>
  30 #include <unistd.h>
  31 #include <sys/mman.h>
  32 #include <fcntl.h>
  33 #include <signal.h>
  34 #include <time.h>
  35 #include <sys/time.h>
  36 #include <malloc.h>
  37 #include <termios.h>
  38 #include <sys/poll.h>
  39 #include <errno.h>
  40 #include <sys/wait.h>
  41 #include <netinet/in.h>
  42
  43 #include "cpu.h"
  44 #include "vl.h"
  45
  46 /* output Bochs bios info messages */
  47 //#define DEBUG_BIOS
  48
  49 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  50 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  51 #define LINUX_BOOT_FILENAME "linux_boot.bin"
  52
  53 #define KERNEL_LOAD_ADDR     0x00100000
  54 #define INITRD_LOAD_ADDR     0x00400000
  55 #define KERNEL_PARAMS_ADDR   0x00090000
  56 #define KERNEL_CMDLINE_ADDR  0x00099000
  57
  58 int speaker_data_on;
  59 int dummy_refresh_clock;
  60 static fdctrl_t *floppy_controller;
  61 static RTCState *rtc_state;
  62
  63 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  64 {
  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 = (ram_size / 1024) - 1024;
 100     if (val > 65535)
 101         val = 65535;
 102     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 103     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 104     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 105     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 106
 107     val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 108     if (val > 65535)
 109         val = 65535;
 110     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 111     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 112
 113     switch(boot_device) {
 114     case 'a':
 115     case 'b':
 116         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x01); /* floppy boot */
 117         break;
 118     default:
 119     case 'c':
 120         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x02); /* hard drive boot */
 121         break;
 122     case 'd':
 123         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x03); /* CD-ROM boot */
 124         break;
 125     }
 126
 127     /* floppy type */
 128
 129     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 130     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 131
 132     val = 0;
 133     switch (fd0) {
 134     case 0:
 135         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 136         val |= 0x40;
 137         break;
 138     case 1:
 139         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 140         val |= 0x60;
 141         break;
 142     case 2:
 143         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 144         val |= 0x20;
 145         break;
 146     }
 147     switch (fd1) {
 148     case 0:
 149         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 150         val |= 0x04;
 151         break;
 152     case 1:
 153         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 154         val |= 0x06;
 155         break;
 156     case 2:
 157         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 158         val |= 0x02;
 159         break;
 160     }
 161     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 162
 163     val = 0;
 164     nb = 0;
 165     if (fd0 < 3)
 166         nb++;
 167     if (fd1 < 3)
 168         nb++;
 169     switch (nb) {
 170     case 0:
 171         break;
 172     case 1:
 173         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 174         break;
 175     case 2:
 176         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 177         break;
 178     }
 179     val |= 0x02; /* FPU is there */
 180     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 181     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 182
 183 }
 184
 185 static void speaker_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 186 {
 187     speaker_data_on = (val >> 1) & 1;
 188     pit_set_gate(&pit_channels[2], val & 1);
 189 }
 190
 191 static uint32_t speaker_ioport_read(void *opaque, uint32_t addr)
 192 {
 193     int out;
 194     out = pit_get_out(&pit_channels[2], qemu_get_clock(vm_clock));
 195     dummy_refresh_clock ^= 1;
 196     return (speaker_data_on << 1) | pit_channels[2].gate | (out << 5) |
 197       (dummy_refresh_clock << 4);
 198 }
 199
 200 /***********************************************************/
 201 /* Bochs BIOS debug ports */
 202
 203 void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 204 {
 205     switch(addr) {
 206         /* Bochs BIOS messages */
 207     case 0x400:
 208     case 0x401:
 209         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 210         exit(1);
 211     case 0x402:
 212     case 0x403:
 213 #ifdef DEBUG_BIOS
 214         fprintf(stderr, "%c", val);
 215 #endif
 216         break;
 217
 218         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 219     case 0x501:
 220     case 0x502:
 221         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 222         exit(1);
 223     case 0x500:
 224     case 0x503:
 225 #ifdef DEBUG_BIOS
 226         fprintf(stderr, "%c", val);
 227 #endif
 228         break;
 229     }
 230 }
 231
 232 void bochs_bios_init(void)
 233 {
 234     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 235     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 236     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 237     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 238
 239     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 240     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 241     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 242     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 243 }
 244
 245
 246 int load_kernel(const char *filename, uint8_t *addr,
 247                 uint8_t *real_addr)
 248 {
 249     int fd, size;
 250     int setup_sects;
 251
 252     fd = open(filename, O_RDONLY);
 253     if (fd < 0)
 254         return -1;
 255
 256     /* load 16 bit code */
 257     if (read(fd, real_addr, 512) != 512)
 258         goto fail;
 259     setup_sects = real_addr[0x1F1];
 260     if (!setup_sects)
 261         setup_sects = 4;
 262     if (read(fd, real_addr + 512, setup_sects * 512) !=
 263         setup_sects * 512)
 264         goto fail;
 265
 266     /* load 32 bit code */
 267     size = read(fd, addr, 16 * 1024 * 1024);
 268     if (size < 0)
 269         goto fail;
 270     close(fd);
 271     return size;
 272  fail:
 273     close(fd);
 274     return -1;
 275 }
 276
 277 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 278 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 279 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 280
 281 #define NE2000_NB_MAX 6
 282
 283 static uint32_t ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 284 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 285
 286 /* PC hardware initialisation */
 287 void pc_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
 288              DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
 289              const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 290              const char *initrd_filename)
 291 {
 292     char buf[1024];
 293     int ret, linux_boot, initrd_size, i, nb_nics1, fd;
 294
 295     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 296
 297     /* allocate RAM */
 298     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, 0);
 299
 300     /* BIOS load */
 301     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, BIOS_FILENAME);
 302     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000f0000);
 303     if (ret != 0x10000) {
 304         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC bios '%s'\n", buf);
 305         exit(1);
 306     }
 307
 308     /* VGA BIOS load */
 309     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 310     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000c0000);
 311
 312     /* setup basic memory access */
 313     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000, 0xc0000 | IO_MEM_ROM);
 314     cpu_register_physical_memory(0xf0000, 0x10000, 0xf0000 | IO_MEM_ROM);
 315
 316     bochs_bios_init();
 317
 318     if (linux_boot) {
 319         uint8_t bootsect[512];
 320
 321         if (bs_table[0] == NULL) {
 322             fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting a Linux kernel\n");
 323             exit(1);
 324         }
 325         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, LINUX_BOOT_FILENAME);
 326         ret = load_image(buf, bootsect);
 327         if (ret != sizeof(bootsect)) {
 328             fprintf(stderr, "qemu: could not load linux boot sector '%s'\n",
 329                     buf);
 330             exit(1);
 331         }
 332
 333         bdrv_set_boot_sector(bs_table[0], bootsect, sizeof(bootsect));
 334
 335         /* now we can load the kernel */
 336         ret = load_kernel(kernel_filename,
 337                           phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR,
 338                           phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR);
 339         if (ret < 0) {
 340             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 341                     kernel_filename);
 342             exit(1);
 343         }
 344
 345         /* load initrd */
 346         initrd_size = 0;
 347         if (initrd_filename) {
 348             initrd_size = load_image(initrd_filename, phys_ram_base + INITRD_LOAD_ADDR);
 349             if (initrd_size < 0) {
 350                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 351                         initrd_filename);
 352                 exit(1);
 353             }
 354         }
 355         if (initrd_size > 0) {
 356             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x218, INITRD_LOAD_ADDR);
 357             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x21c, initrd_size);
 358         }
 359         pstrcpy(phys_ram_base + KERNEL_CMDLINE_ADDR, 4096,
 360                 kernel_cmdline);
 361         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x20, 0xA33F);
 362         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x22,
 363                 KERNEL_CMDLINE_ADDR - KERNEL_PARAMS_ADDR);
 364         /* loader type */
 365         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x210, 0x01);
 366     }
 367
 368     /* init basic PC hardware */
 369     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 370
 371     vga_initialize(ds, phys_ram_base + ram_size, ram_size,
 372                    vga_ram_size);
 373
 374     rtc_state = rtc_init(0x70, 8);
 375     register_ioport_read(0x61, 1, 1, speaker_ioport_read, NULL);
 376     register_ioport_write(0x61, 1, 1, speaker_ioport_write, NULL);
 377
 378     pic_init();
 379     pit_init(0x40, 0);
 380
 381     fd = serial_open_device();
 382     serial_init(0x3f8, 4, fd);
 383
 384     nb_nics1 = nb_nics;
 385     if (nb_nics1 > NE2000_NB_MAX)
 386         nb_nics1 = NE2000_NB_MAX;
 387     for(i = 0; i < nb_nics1; i++) {
 388         ne2000_init(ne2000_io[i], ne2000_irq[i], &nd_table[i]);
 389     }
 390
 391     for(i = 0; i < 2; i++) {
 392         ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], ide_irq[i],
 393                  bs_table[2 * i], bs_table[2 * i + 1]);
 394     }
 395     kbd_init();
 396     AUD_init();
 397     DMA_init();
 398     SB16_init();
 399
 400     floppy_controller = fdctrl_init(6, 2, 0, 0x3f0, fd_table);
 401
 402     cmos_init(ram_size, boot_device);
 403 }