Linux loader rewrite, by H. Peter Anvin.
[qemu] / 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 VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
32 #define LINUX_BOOT_FILENAME "linux_boot.bin"
33
34 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
35 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
36
37 static fdctrl_t *floppy_controller;
38 static RTCState *rtc_state;
39 static PITState *pit;
40 static IOAPICState *ioapic;
41 static PCIDevice *i440fx_state;
42
43 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
44 {
45 }
46
47 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
48 static qemu_irq ferr_irq;
49 /* XXX: add IGNNE support */
50 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
51 {
52     qemu_irq_raise(ferr_irq);
53 }
54
55 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
56 {
57     qemu_irq_lower(ferr_irq);
58 }
59
60 /* TSC handling */
61 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
62 {
63     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
64        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
65        performance reasons */
66 #if USE_KQEMU
67     if (env->kqemu_enabled) {
68         return cpu_get_real_ticks();
69     } else 
70 #endif
71     {
72         return cpu_get_ticks();
73     }
74 }
75
76 /* SMM support */
77 void cpu_smm_update(CPUState *env)
78 {
79     if (i440fx_state && env == first_cpu)
80         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
81 }
82
83
84 /* IRQ handling */
85 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
86 {
87     int intno;
88
89     intno = apic_get_interrupt(env);
90     if (intno >= 0) {
91         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
92         /* XXX: improve that */
93         pic_update_irq(isa_pic); 
94         return intno;
95     }
96     /* read the irq from the PIC */
97     intno = pic_read_irq(isa_pic);
98     return intno;
99 }
100
101 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
102 {
103     CPUState *env = opaque;
104     if (level)
105         cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
106     else
107         cpu_reset_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
108 }
109
110 /* PC cmos mappings */
111
112 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
113
114 static int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
115 {
116     int val;
117
118     switch (fd0) {
119     case 0:
120         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
121         val = 4;
122         break;
123     case 1:
124         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
125         val = 5;
126         break;
127     case 2:
128         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
129         val = 2;
130         break;
131     default:
132         val = 0;
133         break;
134     }
135     return val;
136 }
137
138 static void cmos_init_hd(int type_ofs, int info_ofs, BlockDriverState *hd) 
139 {
140     RTCState *s = rtc_state;
141     int cylinders, heads, sectors;
142     bdrv_get_geometry_hint(hd, &cylinders, &heads, &sectors);
143     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
144     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
145     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
146     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
147     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
148     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
149     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
150     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
151     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
152     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
153 }
154
155 /* hd_table must contain 4 block drivers */
156 static void cmos_init(int ram_size, int boot_device, BlockDriverState **hd_table)
157 {
158     RTCState *s = rtc_state;
159     int val;
160     int fd0, fd1, nb;
161     int i;
162
163     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
164
165     /* memory size */
166     val = 640; /* base memory in K */
167     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
168     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
169
170     val = (ram_size / 1024) - 1024;
171     if (val > 65535)
172         val = 65535;
173     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
174     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
175     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
176     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
177
178     if (ram_size > (16 * 1024 * 1024))
179         val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
180     else
181         val = 0;
182     if (val > 65535)
183         val = 65535;
184     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
185     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
186     
187     switch(boot_device) {
188     case 'a':
189     case 'b':
190         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x01); /* floppy boot */
191         if (!fd_bootchk)
192             rtc_set_memory(s, 0x38, 0x01); /* disable signature check */
193         break;
194     default:
195     case 'c':
196         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x02); /* hard drive boot */
197         break;
198     case 'd':
199         rtc_set_memory(s, 0x3d, 0x03); /* CD-ROM boot */
200         break;
201     }
202
203     /* floppy type */
204
205     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
206     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
207
208     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
209     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
210     
211     val = 0;
212     nb = 0;
213     if (fd0 < 3)
214         nb++;
215     if (fd1 < 3)
216         nb++;
217     switch (nb) {
218     case 0:
219         break;
220     case 1:
221         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
222         break;
223     case 2:
224         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
225         break;
226     }
227     val |= 0x02; /* FPU is there */
228     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
229     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
230
231     /* hard drives */
232
233     rtc_set_memory(s, 0x12, (hd_table[0] ? 0xf0 : 0) | (hd_table[1] ? 0x0f : 0));
234     if (hd_table[0])
235         cmos_init_hd(0x19, 0x1b, hd_table[0]);
236     if (hd_table[1]) 
237         cmos_init_hd(0x1a, 0x24, hd_table[1]);
238
239     val = 0;
240     for (i = 0; i < 4; i++) {
241         if (hd_table[i]) {
242             int cylinders, heads, sectors, translation;
243             /* NOTE: bdrv_get_geometry_hint() returns the physical
244                 geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
245                 <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
246                 geometry can be different if a translation is done. */
247             translation = bdrv_get_translation_hint(hd_table[i]);
248             if (translation == BIOS_ATA_TRANSLATION_AUTO) {
249                 bdrv_get_geometry_hint(hd_table[i], &cylinders, &heads, &sectors);
250                 if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && sectors <= 63) {
251                     /* No translation. */
252                     translation = 0;
253                 } else {
254                     /* LBA translation. */
255                     translation = 1;
256                 }
257             } else {
258                 translation--;
259             }
260             val |= translation << (i * 2);
261         }
262     }
263     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
264 }
265
266 void ioport_set_a20(int enable)
267 {
268     /* XXX: send to all CPUs ? */
269     cpu_x86_set_a20(first_cpu, enable);
270 }
271
272 int ioport_get_a20(void)
273 {
274     return ((first_cpu->a20_mask >> 20) & 1);
275 }
276
277 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
278 {
279     ioport_set_a20((val >> 1) & 1);
280     /* XXX: bit 0 is fast reset */
281 }
282
283 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
284 {
285     return ioport_get_a20() << 1;
286 }
287
288 /***********************************************************/
289 /* Bochs BIOS debug ports */
290
291 void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
292 {
293     static const char shutdown_str[8] = "Shutdown";
294     static int shutdown_index = 0;
295     
296     switch(addr) {
297         /* Bochs BIOS messages */
298     case 0x400:
299     case 0x401:
300         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
301         exit(1);
302     case 0x402:
303     case 0x403:
304 #ifdef DEBUG_BIOS
305         fprintf(stderr, "%c", val);
306 #endif
307         break;
308     case 0x8900:
309         /* same as Bochs power off */
310         if (val == shutdown_str[shutdown_index]) {
311             shutdown_index++;
312             if (shutdown_index == 8) {
313                 shutdown_index = 0;
314                 qemu_system_shutdown_request();
315             }
316         } else {
317             shutdown_index = 0;
318         }
319         break;
320
321         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
322     case 0x501:
323     case 0x502:
324         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
325         exit(1);
326     case 0x500:
327     case 0x503:
328 #ifdef DEBUG_BIOS
329         fprintf(stderr, "%c", val);
330 #endif
331         break;
332     }
333 }
334
335 void bochs_bios_init(void)
336 {
337     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
338     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
339     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
340     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
341     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
342
343     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
344     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
345     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
346     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
347 }
348
349 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
350    a specified vector */
351 static int generate_bootsect(uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
352 {
353     uint8_t bootsect[512], *p;
354     int i;
355
356     if (bs_table[0] == NULL) {
357         fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting "
358                 "a Linux kernel\n");
359         exit(1);
360     }
361
362     memset(bootsect, 0, sizeof(bootsect));
363
364     /* Copy the MSDOS partition table if possible */
365     bdrv_read(bs_table[0], 0, bootsect, 1);
366
367     /* Make sure we have a partition signature */
368     bootsect[510] = 0x55;
369     bootsect[511] = 0xaa;
370
371     /* Actual code */
372     p = bootsect;
373     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
374     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
375
376     for (i = 0; i < 6; i++) {
377         if (i == 1)             /* Skip CS */
378             continue;
379
380         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
381         *p++ = segs[i];
382         *p++ = segs[i] >> 8;
383         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
384         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
385     }
386
387     for (i = 0; i < 8; i++) {
388         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
389         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
390         *p++ = gpr[i];
391         *p++ = gpr[i] >> 8;
392         *p++ = gpr[i] >> 16;
393         *p++ = gpr[i] >> 24;
394     }
395
396     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
397     *p++ = ip;                  /* IP */
398     *p++ = ip >> 8;
399     *p++ = segs[1];             /* CS */
400     *p++ = segs[1] >> 8;
401
402     bdrv_set_boot_sector(bs_table[0], bootsect, sizeof(bootsect));
403 }
404
405 int load_kernel(const char *filename, uint8_t *addr, 
406                 uint8_t *real_addr)
407 {
408     int fd, size;
409     int setup_sects;
410
411     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
412     if (fd < 0)
413         return -1;
414
415     /* load 16 bit code */
416     if (read(fd, real_addr, 512) != 512)
417         goto fail;
418     setup_sects = real_addr[0x1F1];
419     if (!setup_sects)
420         setup_sects = 4;
421     if (read(fd, real_addr + 512, setup_sects * 512) != 
422         setup_sects * 512)
423         goto fail;
424
425     /* load 32 bit code */
426     size = read(fd, addr, 16 * 1024 * 1024);
427     if (size < 0)
428         goto fail;
429     close(fd);
430     return size;
431  fail:
432     close(fd);
433     return -1;
434 }
435
436 static long get_file_size(FILE *f)
437 {
438     long where, size;
439
440     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
441
442     where = ftell(f);
443     fseek(f, 0, SEEK_END);
444     size = ftell(f);
445     fseek(f, where, SEEK_SET);
446
447     return size;
448 }
449
450 static void load_linux(const char *kernel_filename,
451                        const char *initrd_filename,
452                        const char *kernel_cmdline)
453 {
454     uint16_t protocol;
455     uint32_t gpr[8];
456     uint16_t seg[6];
457     uint16_t real_seg;
458     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
459     uint32_t initrd_max;
460     uint8_t header[1024];
461     uint8_t *real_addr, *prot_addr, *cmdline_addr, *initrd_addr;
462     FILE *f, *fi;
463
464     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
465     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
466
467     /* load the kernel header */
468     f = fopen(kernel_filename, "rb");
469     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
470         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
471         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
472                 kernel_filename);
473         exit(1);
474     }
475
476     /* kernel protocol version */
477     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
478     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
479         protocol = lduw_p(header+0x206);
480     else
481         protocol = 0;
482
483     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
484         /* Low kernel */
485         real_addr    = phys_ram_base + 0x90000;
486         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x9a000 - cmdline_size;
487         prot_addr    = phys_ram_base + 0x10000;
488     } else if (protocol < 0x202) {
489         /* High but ancient kernel */
490         real_addr    = phys_ram_base + 0x90000;
491         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x9a000 - cmdline_size;
492         prot_addr    = phys_ram_base + 0x100000;
493     } else {
494         /* High and recent kernel */
495         real_addr    = phys_ram_base + 0x10000;
496         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x20000;
497         prot_addr    = phys_ram_base + 0x100000;
498     }
499
500     fprintf(stderr,
501             "qemu: real_addr     = %#zx\n"
502             "qemu: cmdline_addr  = %#zx\n"
503             "qemu: prot_addr     = %#zx\n",
504             real_addr-phys_ram_base,
505             cmdline_addr-phys_ram_base,
506             prot_addr-phys_ram_base);
507
508     /* highest address for loading the initrd */
509     if (protocol >= 0x203)
510         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
511     else
512         initrd_max = 0x37ffffff;
513
514     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
515         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
516
517     /* kernel command line */
518     pstrcpy(cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
519
520     if (protocol >= 0x202) {
521         stl_p(header+0x228, cmdline_addr-phys_ram_base);
522     } else {
523         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
524         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
525     }
526
527     /* loader type */
528     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
529        If this code is substantially changed, you may want to consider
530        incrementing the revision. */
531     if (protocol >= 0x200)
532         header[0x210] = 0xB0;
533
534     /* heap */
535     if (protocol >= 0x201) {
536         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
537         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
538     }
539
540     /* load initrd */
541     if (initrd_filename) {
542         if (protocol < 0x200) {
543             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
544             exit(1);
545         }
546
547         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
548         if (!fi) {
549             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
550                     initrd_filename);
551             exit(1);
552         }
553
554         initrd_size = get_file_size(fi);
555         initrd_addr = phys_ram_base + ((initrd_max-initrd_size) & ~4095);
556
557         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at %#zx\n",
558                 initrd_size, initrd_addr-phys_ram_base);
559
560         if (fread(initrd_addr, 1, initrd_size, fi) != initrd_size) {
561             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
562                     initrd_filename);
563             exit(1);
564         }
565         fclose(fi);
566
567         stl_p(header+0x218, initrd_addr-phys_ram_base);
568         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
569     }
570
571     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
572     memcpy(real_addr, header, 1024);
573
574     setup_size = header[0x1f1];
575     if (setup_size == 0)
576         setup_size = 4;
577
578     setup_size = (setup_size+1)*512;
579     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
580
581     if (fread(real_addr+1024, 1, setup_size-1024, f) != setup_size-1024 ||
582         fread(prot_addr, 1, kernel_size, f) != kernel_size) {
583         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
584                 kernel_filename);
585         exit(1);
586     }
587     fclose(f);
588
589     /* generate bootsector to set up the initial register state */
590     real_seg = (real_addr-phys_ram_base) >> 4;
591     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
592     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
593     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
594     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
595
596     generate_bootsect(gpr, seg, 0);
597 }
598
599 static void main_cpu_reset(void *opaque)
600 {
601     CPUState *env = opaque;
602     cpu_reset(env);
603 }
604
605 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
606 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
607 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
608
609 #define NE2000_NB_MAX 6
610
611 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
612 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
613
614 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
615 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
616
617 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
618 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
619
620 #ifdef HAS_AUDIO
621 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
622 {
623     struct soundhw *c;
624     int audio_enabled = 0;
625
626     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
627         audio_enabled = c->enabled;
628     }
629
630     if (audio_enabled) {
631         AudioState *s;
632
633         s = AUD_init ();
634         if (s) {
635             for (c = soundhw; c->name; ++c) {
636                 if (c->enabled) {
637                     if (c->isa) {
638                         c->init.init_isa (s, pic);
639                     }
640                     else {
641                         if (pci_bus) {
642                             c->init.init_pci (pci_bus, s);
643                         }
644                     }
645                 }
646             }
647         }
648     }
649 }
650 #endif
651
652 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
653 {
654     static int nb_ne2k = 0;
655
656     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
657         return;
658     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
659     nb_ne2k++;
660 }
661
662 /* PC hardware initialisation */
663 static void pc_init1(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
664                      DisplayState *ds, const char **fd_filename, int snapshot,
665                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
666                      const char *initrd_filename,
667                      int pci_enabled)
668 {
669     char buf[1024];
670     int ret, linux_boot, i;
671     ram_addr_t ram_addr, vga_ram_addr, bios_offset, vga_bios_offset;
672     int bios_size, isa_bios_size, vga_bios_size;
673     PCIBus *pci_bus;
674     int piix3_devfn = -1;
675     CPUState *env;
676     NICInfo *nd;
677     qemu_irq *cpu_irq;
678     qemu_irq *i8259;
679
680     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
681
682     /* init CPUs */
683     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
684         env = cpu_init();
685         if (i != 0)
686             env->hflags |= HF_HALTED_MASK;
687         if (smp_cpus > 1) {
688             /* XXX: enable it in all cases */
689             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
690         }
691         register_savevm("cpu", i, 4, cpu_save, cpu_load, env);
692         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
693         if (pci_enabled) {
694             apic_init(env);
695         }
696     }
697
698     /* allocate RAM */
699     ram_addr = qemu_ram_alloc(ram_size);
700     cpu_register_physical_memory(0, ram_size, ram_addr);
701
702     /* allocate VGA RAM */
703     vga_ram_addr = qemu_ram_alloc(vga_ram_size);
704
705     /* BIOS load */
706     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, BIOS_FILENAME);
707     bios_size = get_image_size(buf);
708     if (bios_size <= 0 || 
709         (bios_size % 65536) != 0) {
710         goto bios_error;
711     }
712     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
713     ret = load_image(buf, phys_ram_base + bios_offset);
714     if (ret != bios_size) {
715     bios_error:
716         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
717         exit(1);
718     }
719
720     /* VGA BIOS load */
721     if (cirrus_vga_enabled) {
722         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
723     } else {
724         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
725     }
726     vga_bios_size = get_image_size(buf);
727     if (vga_bios_size <= 0 || vga_bios_size > 65536) 
728         goto vga_bios_error;
729     vga_bios_offset = qemu_ram_alloc(65536);
730
731     ret = load_image(buf, phys_ram_base + vga_bios_offset);
732     if (ret != vga_bios_size) {
733     vga_bios_error:
734         fprintf(stderr, "qemu: could not load VGA BIOS '%s'\n", buf);
735         exit(1);
736     }
737
738     /* setup basic memory access */
739     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000, 
740                                  vga_bios_offset | IO_MEM_ROM);
741
742     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
743     isa_bios_size = bios_size;
744     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
745         isa_bios_size = 128 * 1024;
746     cpu_register_physical_memory(0xd0000, (192 * 1024) - isa_bios_size, 
747                                  IO_MEM_UNASSIGNED);
748     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size, 
749                                  isa_bios_size, 
750                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
751
752     {
753         ram_addr_t option_rom_offset;
754         int size, offset;
755
756         offset = 0;
757         for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
758             size = get_image_size(option_rom[i]);
759             if (size < 0) {
760                 fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n", 
761                         option_rom[i]);
762                 exit(1);
763             }
764             if (size > (0x10000 - offset))
765                 goto option_rom_error;
766             option_rom_offset = qemu_ram_alloc(size);
767             ret = load_image(option_rom[i], phys_ram_base + option_rom_offset);
768             if (ret != size) {
769             option_rom_error:
770                 fprintf(stderr, "Too many option ROMS\n");
771                 exit(1);
772             }
773             size = (size + 4095) & ~4095;
774             cpu_register_physical_memory(0xd0000 + offset,
775                                          size, option_rom_offset | IO_MEM_ROM);
776             offset += size;
777         }
778     }
779
780     /* map all the bios at the top of memory */
781     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size), 
782                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
783     
784     bochs_bios_init();
785
786     if (linux_boot)
787         load_linux(kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
788
789     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, first_cpu, 1);
790     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
791     ferr_irq = i8259[13];
792
793     if (pci_enabled) {
794         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
795         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
796     } else {
797         pci_bus = NULL;
798     }
799
800     /* init basic PC hardware */
801     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
802
803     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
804
805     if (cirrus_vga_enabled) {
806         if (pci_enabled) {
807             pci_cirrus_vga_init(pci_bus, 
808                                 ds, phys_ram_base + vga_ram_addr, 
809                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
810         } else {
811             isa_cirrus_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr, 
812                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
813         }
814     } else if (vmsvga_enabled) {
815         if (pci_enabled)
816             pci_vmsvga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + ram_size,
817                             ram_size, vga_ram_size);
818         else
819             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
820     } else {
821         if (pci_enabled) {
822             pci_vga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr, 
823                          vga_ram_addr, vga_ram_size, 0, 0);
824         } else {
825             isa_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr, 
826                          vga_ram_addr, vga_ram_size);
827         }
828     }
829
830     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8]);
831
832     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
833     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
834
835     if (pci_enabled) {
836         ioapic = ioapic_init();
837     }
838     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
839     pcspk_init(pit);
840     if (pci_enabled) {
841         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
842     }
843
844     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
845         if (serial_hds[i]) {
846             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], serial_hds[i]);
847         }
848     }
849
850     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
851         if (parallel_hds[i]) {
852             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
853                           parallel_hds[i]);
854         }
855     }
856
857     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
858         nd = &nd_table[i];
859         if (!nd->model) {
860             if (pci_enabled) {
861                 nd->model = "ne2k_pci";
862             } else {
863                 nd->model = "ne2k_isa";
864             }
865         }
866         if (strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0) {
867             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
868         } else if (pci_enabled) {
869             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1);
870         } else {
871             fprintf(stderr, "qemu: Unsupported NIC: %s\n", nd->model);
872             exit(1);
873         }
874     }
875
876     if (pci_enabled) {
877         pci_piix3_ide_init(pci_bus, bs_table, piix3_devfn + 1, i8259);
878     } else {
879         for(i = 0; i < 2; i++) {
880             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
881                          bs_table[2 * i], bs_table[2 * i + 1]);
882         }
883     }
884
885     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
886     DMA_init(0);
887 #ifdef HAS_AUDIO
888     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
889 #endif
890
891     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd_table);
892
893     cmos_init(ram_size, boot_device, bs_table);
894
895     if (pci_enabled && usb_enabled) {
896         usb_uhci_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
897     }
898
899     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
900         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
901         piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3);
902         for (i = 0; i < 8; i++) {
903             SMBusDevice *eeprom = smbus_eeprom_device_init(0x50 + i,
904                 eeprom_buf + (i * 256));
905             piix4_smbus_register_device(eeprom, 0x50 + i);
906         }
907     }
908     
909     if (i440fx_state) {
910         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
911     }
912 #if 0
913     /* ??? Need to figure out some way for the user to
914        specify SCSI devices.  */
915     if (pci_enabled) {
916         void *scsi;
917         BlockDriverState *bdrv;
918
919         scsi = lsi_scsi_init(pci_bus, -1);
920         bdrv = bdrv_new("scsidisk");
921         bdrv_open(bdrv, "scsi_disk.img", 0);
922         lsi_scsi_attach(scsi, bdrv, -1);
923         bdrv = bdrv_new("scsicd");
924         bdrv_open(bdrv, "scsi_cd.iso", 0);
925         bdrv_set_type_hint(bdrv, BDRV_TYPE_CDROM);
926         lsi_scsi_attach(scsi, bdrv, -1);
927     }
928 #endif
929 }
930
931 static void pc_init_pci(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
932                         DisplayState *ds, const char **fd_filename, 
933                         int snapshot, 
934                         const char *kernel_filename, 
935                         const char *kernel_cmdline,
936                         const char *initrd_filename,
937                         const char *cpu_model)
938 {
939     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device,
940              ds, fd_filename, snapshot,
941              kernel_filename, kernel_cmdline,
942              initrd_filename, 1);
943 }
944
945 static void pc_init_isa(int ram_size, int vga_ram_size, int boot_device,
946                         DisplayState *ds, const char **fd_filename, 
947                         int snapshot, 
948                         const char *kernel_filename, 
949                         const char *kernel_cmdline,
950                         const char *initrd_filename,
951                         const char *cpu_model)
952 {
953     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device,
954              ds, fd_filename, snapshot,
955              kernel_filename, kernel_cmdline,
956              initrd_filename, 0);
957 }
958
959 QEMUMachine pc_machine = {
960     "pc",
961     "Standard PC",
962     pc_init_pci,
963 };
964
965 QEMUMachine isapc_machine = {
966     "isapc",
967     "ISA-only PC",
968     pc_init_isa,
969 };