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