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 int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
  80 {
  81     int val;
  82
  83     switch (fd0) {
  84     case 0:
  85         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
  86         val = 4;
  87         break;
  88     case 1:
  89         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
  90         val = 5;
  91         break;
  92     case 2:
  93         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
  94         val = 2;
  95         break;
  96     default:
  97         val = 0;
  98         break;
  99     }
 100     return val;
 101 }
 102
 103 static void cmos_init(int ram_size, int boot_device)
 104 {
 105     RTCState *s = rtc_state;
 106     int val;
 107     int fd0, fd1, nb;
 108     time_t ti;
 109     struct tm *tm;
 110
 111     /* set the CMOS date */
 112     time(&ti);
 113     tm = gmtime(&ti);
 114     rtc_set_date(s, tm);
 115
 116     val = to_bcd(s, (tm->tm_year / 100) + 19);
 117     rtc_set_memory(s, REG_IBM_CENTURY_BYTE, val);
 118     rtc_set_memory(s, REG_IBM_PS2_CENTURY_BYTE, val);
 119
 120     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
 121
 122     /* memory size */
 123     val = 640; /* base memory in K */
 124     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 125     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 126
 127     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 128     if (val > 65535)
 129         val = 65535;
 130     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 131     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 132     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 133     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 134
 135     val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 136     if (val > 65535)
 137         val = 65535;
 138     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 139     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 140
 141     switch(boot_device) {
 142     case 'a':
 143     case 'b':
 144         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x01); /* floppy boot */
 145         break;
 146     default:
 147     case 'c':
 148         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x02); /* hard drive boot */
 149         break;
 150     case 'd':
 151         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x03); /* CD-ROM boot */
 152         break;
 153     }
 154
 155     /* floppy type */
 156
 157     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 158     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 159
 160     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
 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, 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, 2, qemu_get_clock(vm_clock));
 195     dummy_refresh_clock ^= 1;
 196     return (speaker_data_on << 1) | pit_get_gate(pit, 2) | (out << 5) |
 197       (dummy_refresh_clock << 4);
 198 }
 199
 200 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 201 {
 202     cpu_x86_set_a20(cpu_single_env, (val >> 1) & 1);
 203     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 204 }
 205
 206 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 207 {
 208     return ((cpu_single_env->a20_mask >> 20) & 1) << 1;
 209 }
 210
 211 /***********************************************************/
 212 /* Bochs BIOS debug ports */
 213
 214 void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 215 {
 216     switch(addr) {
 217         /* Bochs BIOS messages */
 218     case 0x400:
 219     case 0x401:
 220         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 221         exit(1);
 222     case 0x402:
 223     case 0x403:
 224 #ifdef DEBUG_BIOS
 225         fprintf(stderr, "%c", val);
 226 #endif
 227         break;
 228
 229         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 230     case 0x501:
 231     case 0x502:
 232         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 233         exit(1);
 234     case 0x500:
 235     case 0x503:
 236 #ifdef DEBUG_BIOS
 237         fprintf(stderr, "%c", val);
 238 #endif
 239         break;
 240     }
 241 }
 242
 243 void bochs_bios_init(void)
 244 {
 245     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 246     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 247     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 248     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 249
 250     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 251     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 252     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 253     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 254 }
 255
 256
 257 int load_kernel(const char *filename, uint8_t *addr,
 258                 uint8_t *real_addr)
 259 {
 260     int fd, size;
 261     int setup_sects;
 262
 263     fd = open(filename, O_RDONLY);
 264     if (fd < 0)
 265         return -1;
 266
 267     /* load 16 bit code */
 268     if (read(fd, real_addr, 512) != 512)
 269         goto fail;
 270     setup_sects = real_addr[0x1F1];
 271     if (!setup_sects)
 272         setup_sects = 4;
 273     if (read(fd, real_addr + 512, setup_sects * 512) !=
 274         setup_sects * 512)
 275         goto fail;
 276
 277     /* load 32 bit code */
 278     size = read(fd, addr, 16 * 1024 * 1024);
 279     if (size < 0)
 280         goto fail;
 281     close(fd);
 282     return size;
 283  fail:
 284     close(fd);
 285     return -1;
 286 }
 287
 288 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 289 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 290 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 291
 292 #define NE2000_NB_MAX 6
 293
 294 static uint32_t ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 295 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 296
 297 /* PC hardware initialisation */
 298 void pc_init(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
 299              DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
 300              const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 301              const char *initrd_filename)
 302 {
 303     char buf[1024];
 304     int ret, linux_boot, initrd_size, i, nb_nics1, fd;
 305
 306     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 307
 308     /* allocate RAM */
 309     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, 0);
 310
 311     /* BIOS load */
 312     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, BIOS_FILENAME);
 313     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000f0000);
 314     if (ret != 0x10000) {
 315         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC bios '%s'\n", buf);
 316         exit(1);
 317     }
 318
 319     /* VGA BIOS load */
 320     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 321     ret = load_image(buf, phys_ram_base + 0x000c0000);
 322
 323     /* setup basic memory access */
 324     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000, 0xc0000 | IO_MEM_ROM);
 325     cpu_register_physical_memory(0xd0000, 0x20000, IO_MEM_UNASSIGNED);
 326     cpu_register_physical_memory(0xf0000, 0x10000, 0xf0000 | IO_MEM_ROM);
 327
 328     bochs_bios_init();
 329
 330     if (linux_boot) {
 331         uint8_t bootsect[512];
 332         uint8_t old_bootsect[512];
 333
 334         if (bs_table[0] == NULL) {
 335             fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting a Linux kernel\n");
 336             exit(1);
 337         }
 338         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, LINUX_BOOT_FILENAME);
 339         ret = load_image(buf, bootsect);
 340         if (ret != sizeof(bootsect)) {
 341             fprintf(stderr, "qemu: could not load linux boot sector '%s'\n",
 342                     buf);
 343             exit(1);
 344         }
 345
 346         if (bdrv_read(bs_table[0], 0, old_bootsect, 1) >= 0) {
 347             /* copy the MSDOS partition table */
 348             memcpy(bootsect + 0x1be, old_bootsect + 0x1be, 0x40);
 349         }
 350
 351         bdrv_set_boot_sector(bs_table[0], bootsect, sizeof(bootsect));
 352
 353         /* now we can load the kernel */
 354         ret = load_kernel(kernel_filename,
 355                           phys_ram_base + KERNEL_LOAD_ADDR,
 356                           phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR);
 357         if (ret < 0) {
 358             fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 359                     kernel_filename);
 360             exit(1);
 361         }
 362
 363         /* load initrd */
 364         initrd_size = 0;
 365         if (initrd_filename) {
 366             initrd_size = load_image(initrd_filename, phys_ram_base + INITRD_LOAD_ADDR);
 367             if (initrd_size < 0) {
 368                 fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 369                         initrd_filename);
 370                 exit(1);
 371             }
 372         }
 373         if (initrd_size > 0) {
 374             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x218, INITRD_LOAD_ADDR);
 375             stl_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x21c, initrd_size);
 376         }
 377         pstrcpy(phys_ram_base + KERNEL_CMDLINE_ADDR, 4096,
 378                 kernel_cmdline);
 379         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x20, 0xA33F);
 380         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x22,
 381                 KERNEL_CMDLINE_ADDR - KERNEL_PARAMS_ADDR);
 382         /* loader type */
 383         stw_raw(phys_ram_base + KERNEL_PARAMS_ADDR + 0x210, 0x01);
 384     }
 385
 386     if (pci_enabled) {
 387         i440fx_init();
 388         piix3_init();
 389     }
 390
 391     /* init basic PC hardware */
 392     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 393
 394     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 395
 396     vga_initialize(ds, phys_ram_base + ram_size, ram_size,
 397                    vga_ram_size, pci_enabled);
 398
 399     rtc_state = rtc_init(0x70, 8);
 400     register_ioport_read(0x61, 1, 1, speaker_ioport_read, NULL);
 401     register_ioport_write(0x61, 1, 1, speaker_ioport_write, NULL);
 402
 403     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 404     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 405
 406     pic_init();
 407     pit = pit_init(0x40, 0);
 408
 409     fd = serial_open_device();
 410     serial_init(0x3f8, 4, fd);
 411
 412     if (pci_enabled) {
 413         for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
 414             pci_ne2000_init(&nd_table[i]);
 415         }
 416         pci_piix3_ide_init(bs_table);
 417     } else {
 418         nb_nics1 = nb_nics;
 419         if (nb_nics1 > NE2000_NB_MAX)
 420             nb_nics1 = NE2000_NB_MAX;
 421         for(i = 0; i < nb_nics1; i++) {
 422             isa_ne2000_init(ne2000_io[i], ne2000_irq[i], &nd_table[i]);
 423         }
 424
 425         for(i = 0; i < 2; i++) {
 426             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], ide_irq[i],
 427                          bs_table[2 * i], bs_table[2 * i + 1]);
 428         }
 429     }
 430
 431     kbd_init();
 432     DMA_init();
 433
 434 #ifndef _WIN32
 435     if (audio_enabled) {
 436         /* no audio supported yet for win32 */
 437         AUD_init();
 438         SB16_init();
 439     }
 440 #endif
 441
 442     floppy_controller = fdctrl_init(6, 2, 0, 0x3f0, fd_table);
 443
 444     cmos_init(ram_size, boot_device);
 445
 446     /* must be done after all PCI devices are instanciated */
 447     /* XXX: should be done in the Bochs BIOS */
 448     if (pci_enabled) {
 449         pci_bios_init();
 450     }
 451 }