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
  36 /* output Bochs bios info messages */
  37 //#define DEBUG_BIOS
  38
  39 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  40 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  41 #define VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
  42
  43 #define PC_MAX_BIOS_SIZE (4 * 1024 * 1024)
  44
  45 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
  46 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
  47
  48 #define MAX_IDE_BUS 2
  49
  50 static fdctrl_t *floppy_controller;
  51 static RTCState *rtc_state;
  52 static PITState *pit;
  53 static IOAPICState *ioapic;
  54 static PCIDevice *i440fx_state;
  55
  56 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  57 {
  58 }
  59
  60 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  61 static qemu_irq ferr_irq;
  62 /* XXX: add IGNNE support */
  63 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  64 {
  65     qemu_irq_raise(ferr_irq);
  66 }
  67
  68 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  69 {
  70     qemu_irq_lower(ferr_irq);
  71 }
  72
  73 /* TSC handling */
  74 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
  75 {
  76     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
  77        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
  78        performance reasons */
  79 #if USE_KQEMU
  80     if (env->kqemu_enabled) {
  81         return cpu_get_real_ticks();
  82     } else
  83 #endif
  84     {
  85         return cpu_get_ticks();
  86     }
  87 }
  88
  89 /* SMM support */
  90 void cpu_smm_update(CPUState *env)
  91 {
  92     if (i440fx_state && env == first_cpu)
  93         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
  94 }
  95
  96
  97 /* IRQ handling */
  98 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
  99 {
 100     int intno;
 101
 102     intno = apic_get_interrupt(env);
 103     if (intno >= 0) {
 104         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
 105         /* XXX: improve that */
 106         pic_update_irq(isa_pic);
 107         return intno;
 108     }
 109     /* read the irq from the PIC */
 110     if (!apic_accept_pic_intr(env))
 111         return -1;
 112
 113     intno = pic_read_irq(isa_pic);
 114     return intno;
 115 }
 116
 117 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
 118 {
 119     CPUState *env = first_cpu;
 120
 121     if (env->apic_state) {
 122         if (!level)
 123             return;
 124         while (env) {
 125             if (apic_accept_pic_intr(env))
 126                 apic_local_deliver(env, APIC_LINT0);
 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     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 422     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 423     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 424     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 425     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 426
 427     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 428     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 429     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 430     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 431 }
 432
 433 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
 434    a specified vector */
 435 static void generate_bootsect(uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
 436 {
 437     uint8_t bootsect[512], *p;
 438     int i;
 439     int hda;
 440
 441     hda = drive_get_index(IF_IDE, 0, 0);
 442     if (hda == -1) {
 443         fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting "
 444                 "a Linux kernel\n");
 445         exit(1);
 446     }
 447
 448     memset(bootsect, 0, sizeof(bootsect));
 449
 450     /* Copy the MSDOS partition table if possible */
 451     bdrv_read(drives_table[hda].bdrv, 0, bootsect, 1);
 452
 453     /* Make sure we have a partition signature */
 454     bootsect[510] = 0x55;
 455     bootsect[511] = 0xaa;
 456
 457     /* Actual code */
 458     p = bootsect;
 459     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
 460     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
 461
 462     for (i = 0; i < 6; i++) {
 463         if (i == 1)             /* Skip CS */
 464             continue;
 465
 466         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
 467         *p++ = segs[i];
 468         *p++ = segs[i] >> 8;
 469         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
 470         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
 471     }
 472
 473     for (i = 0; i < 8; i++) {
 474         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
 475         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
 476         *p++ = gpr[i];
 477         *p++ = gpr[i] >> 8;
 478         *p++ = gpr[i] >> 16;
 479         *p++ = gpr[i] >> 24;
 480     }
 481
 482     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
 483     *p++ = ip;                  /* IP */
 484     *p++ = ip >> 8;
 485     *p++ = segs[1];             /* CS */
 486     *p++ = segs[1] >> 8;
 487
 488     bdrv_set_boot_sector(drives_table[hda].bdrv, bootsect, sizeof(bootsect));
 489 }
 490
 491 static long get_file_size(FILE *f)
 492 {
 493     long where, size;
 494
 495     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
 496
 497     where = ftell(f);
 498     fseek(f, 0, SEEK_END);
 499     size = ftell(f);
 500     fseek(f, where, SEEK_SET);
 501
 502     return size;
 503 }
 504
 505 static void load_linux(const char *kernel_filename,
 506                        const char *initrd_filename,
 507                        const char *kernel_cmdline)
 508 {
 509     uint16_t protocol;
 510     uint32_t gpr[8];
 511     uint16_t seg[6];
 512     uint16_t real_seg;
 513     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
 514     uint32_t initrd_max;
 515     uint8_t header[1024];
 516     target_phys_addr_t real_addr, prot_addr, cmdline_addr, initrd_addr;
 517     FILE *f, *fi;
 518
 519     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
 520     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
 521
 522     /* load the kernel header */
 523     f = fopen(kernel_filename, "rb");
 524     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
 525         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
 526         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 527                 kernel_filename);
 528         exit(1);
 529     }
 530
 531     /* kernel protocol version */
 532 #if 0
 533     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
 534 #endif
 535     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
 536         protocol = lduw_p(header+0x206);
 537     else
 538         protocol = 0;
 539
 540     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
 541         /* Low kernel */
 542         real_addr    = 0x90000;
 543         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 544         prot_addr    = 0x10000;
 545     } else if (protocol < 0x202) {
 546         /* High but ancient kernel */
 547         real_addr    = 0x90000;
 548         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 549         prot_addr    = 0x100000;
 550     } else {
 551         /* High and recent kernel */
 552         real_addr    = 0x10000;
 553         cmdline_addr = 0x20000;
 554         prot_addr    = 0x100000;
 555     }
 556
 557 #if 0
 558     fprintf(stderr,
 559             "qemu: real_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 560             "qemu: cmdline_addr  = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 561             "qemu: prot_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n",
 562             real_addr,
 563             cmdline_addr,
 564             prot_addr);
 565 #endif
 566
 567     /* highest address for loading the initrd */
 568     if (protocol >= 0x203)
 569         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
 570     else
 571         initrd_max = 0x37ffffff;
 572
 573     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
 574         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
 575
 576     /* kernel command line */
 577     pstrcpy_targphys(cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
 578
 579     if (protocol >= 0x202) {
 580         stl_p(header+0x228, cmdline_addr);
 581     } else {
 582         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
 583         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
 584     }
 585
 586     /* loader type */
 587     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
 588        If this code is substantially changed, you may want to consider
 589        incrementing the revision. */
 590     if (protocol >= 0x200)
 591         header[0x210] = 0xB0;
 592
 593     /* heap */
 594     if (protocol >= 0x201) {
 595         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
 596         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
 597     }
 598
 599     /* load initrd */
 600     if (initrd_filename) {
 601         if (protocol < 0x200) {
 602             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
 603             exit(1);
 604         }
 605
 606         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
 607         if (!fi) {
 608             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 609                     initrd_filename);
 610             exit(1);
 611         }
 612
 613         initrd_size = get_file_size(fi);
 614         initrd_addr = (initrd_max-initrd_size) & ~4095;
 615
 616         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at 0x" TARGET_FMT_plx
 617                 "\n", initrd_size, initrd_addr);
 618
 619         if (!fread_targphys_ok(initrd_addr, initrd_size, fi)) {
 620             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
 621                     initrd_filename);
 622             exit(1);
 623         }
 624         fclose(fi);
 625
 626         stl_p(header+0x218, initrd_addr);
 627         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
 628     }
 629
 630     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
 631     cpu_physical_memory_write(real_addr, header, 1024);
 632
 633     setup_size = header[0x1f1];
 634     if (setup_size == 0)
 635         setup_size = 4;
 636
 637     setup_size = (setup_size+1)*512;
 638     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
 639
 640     if (!fread_targphys_ok(real_addr+1024, setup_size-1024, f) ||
 641         !fread_targphys_ok(prot_addr, kernel_size, f)) {
 642         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
 643                 kernel_filename);
 644         exit(1);
 645     }
 646     fclose(f);
 647
 648     /* generate bootsector to set up the initial register state */
 649     real_seg = real_addr >> 4;
 650     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
 651     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
 652     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
 653     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
 654
 655     generate_bootsect(gpr, seg, 0);
 656 }
 657
 658 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 659 {
 660     CPUState *env = opaque;
 661     cpu_reset(env);
 662 }
 663
 664 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 665 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 666 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 667
 668 #define NE2000_NB_MAX 6
 669
 670 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 671 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 672
 673 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
 674 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
 675
 676 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
 677 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
 678
 679 #ifdef HAS_AUDIO
 680 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
 681 {
 682     struct soundhw *c;
 683     int audio_enabled = 0;
 684
 685     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
 686         audio_enabled = c->enabled;
 687     }
 688
 689     if (audio_enabled) {
 690         AudioState *s;
 691
 692         s = AUD_init ();
 693         if (s) {
 694             for (c = soundhw; c->name; ++c) {
 695                 if (c->enabled) {
 696                     if (c->isa) {
 697                         c->init.init_isa (s, pic);
 698                     }
 699                     else {
 700                         if (pci_bus) {
 701                             c->init.init_pci (pci_bus, s);
 702                         }
 703                     }
 704                 }
 705             }
 706         }
 707     }
 708 }
 709 #endif
 710
 711 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
 712 {
 713     static int nb_ne2k = 0;
 714
 715     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
 716         return;
 717     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
 718     nb_ne2k++;
 719 }
 720
 721 /* PC hardware initialisation */
 722 static void pc_init1(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
 723                      const char *boot_device, DisplayState *ds,
 724                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 725                      const char *initrd_filename,
 726                      int pci_enabled, const char *cpu_model)
 727 {
 728     char buf[1024];
 729     int ret, linux_boot, i;
 730     ram_addr_t ram_addr, vga_ram_addr, bios_offset, vga_bios_offset;
 731     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 732     int bios_size, isa_bios_size, vga_bios_size;
 733     PCIBus *pci_bus;
 734     int piix3_devfn = -1;
 735     CPUState *env;
 736     NICInfo *nd;
 737     qemu_irq *cpu_irq;
 738     qemu_irq *i8259;
 739     int index;
 740     BlockDriverState *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 741     BlockDriverState *fd[MAX_FD];
 742
 743     if (ram_size >= 0xe0000000 ) {
 744         above_4g_mem_size = ram_size - 0xe0000000;
 745         below_4g_mem_size = 0xe0000000;
 746     } else {
 747         below_4g_mem_size = ram_size;
 748     }
 749
 750     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 751
 752     /* init CPUs */
 753     if (cpu_model == NULL) {
 754 #ifdef TARGET_X86_64
 755         cpu_model = "qemu64";
 756 #else
 757         cpu_model = "qemu32";
 758 #endif
 759     }
 760
 761     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 762         env = cpu_init(cpu_model);
 763         if (!env) {
 764             fprintf(stderr, "Unable to find x86 CPU definition\n");
 765             exit(1);
 766         }
 767         if (i != 0)
 768             env->halted = 1;
 769         if (smp_cpus > 1) {
 770             /* XXX: enable it in all cases */
 771             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
 772         }
 773         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
 774         if (pci_enabled) {
 775             apic_init(env);
 776         }
 777     }
 778
 779     vmport_init();
 780
 781     /* allocate RAM */
 782     ram_addr = qemu_ram_alloc(ram_size);
 783     cpu_register_physical_memory(0, below_4g_mem_size, ram_addr);
 784
 785     /* above 4giga memory allocation */
 786     if (above_4g_mem_size > 0) {
 787         cpu_register_physical_memory((target_phys_addr_t) 0x100000000ULL,
 788                                      above_4g_mem_size,
 789                                      ram_addr + below_4g_mem_size);
 790     }
 791
 792     /* allocate VGA RAM */
 793     vga_ram_addr = qemu_ram_alloc(vga_ram_size);
 794
 795     /* BIOS load */
 796     if (bios_name == NULL)
 797         bios_name = BIOS_FILENAME;
 798     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, bios_name);
 799     bios_size = get_image_size(buf);
 800     if (bios_size <= 0 ||
 801         (bios_size % 65536) != 0) {
 802         goto bios_error;
 803     }
 804     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
 805     ret = load_image(buf, phys_ram_base + bios_offset);
 806     if (ret != bios_size) {
 807     bios_error:
 808         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
 809         exit(1);
 810     }
 811
 812     /* VGA BIOS load */
 813     if (cirrus_vga_enabled) {
 814         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
 815     } else {
 816         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 817     }
 818     vga_bios_size = get_image_size(buf);
 819     if (vga_bios_size <= 0 || vga_bios_size > 65536)
 820         goto vga_bios_error;
 821     vga_bios_offset = qemu_ram_alloc(65536);
 822
 823     ret = load_image(buf, phys_ram_base + vga_bios_offset);
 824     if (ret != vga_bios_size) {
 825     vga_bios_error:
 826         fprintf(stderr, "qemu: could not load VGA BIOS '%s'\n", buf);
 827         exit(1);
 828     }
 829
 830     /* setup basic memory access */
 831     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000,
 832                                  vga_bios_offset | IO_MEM_ROM);
 833
 834     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
 835     isa_bios_size = bios_size;
 836     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
 837         isa_bios_size = 128 * 1024;
 838     cpu_register_physical_memory(0xd0000, (192 * 1024) - isa_bios_size,
 839                                  IO_MEM_UNASSIGNED);
 840     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size,
 841                                  isa_bios_size,
 842                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
 843
 844     {
 845         ram_addr_t option_rom_offset;
 846         int size, offset;
 847
 848         offset = 0;
 849         for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
 850             size = get_image_size(option_rom[i]);
 851             if (size < 0) {
 852                 fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n",
 853                         option_rom[i]);
 854                 exit(1);
 855             }
 856             if (size > (0x10000 - offset))
 857                 goto option_rom_error;
 858             option_rom_offset = qemu_ram_alloc(size);
 859             ret = load_image(option_rom[i], phys_ram_base + option_rom_offset);
 860             if (ret != size) {
 861             option_rom_error:
 862                 fprintf(stderr, "Too many option ROMS\n");
 863                 exit(1);
 864             }
 865             size = (size + 4095) & ~4095;
 866             cpu_register_physical_memory(0xd0000 + offset,
 867                                          size, option_rom_offset | IO_MEM_ROM);
 868             offset += size;
 869         }
 870     }
 871
 872     /* map all the bios at the top of memory */
 873     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size),
 874                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
 875
 876     bochs_bios_init();
 877
 878     if (linux_boot)
 879         load_linux(kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
 880
 881     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
 882     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
 883     ferr_irq = i8259[13];
 884
 885     if (pci_enabled) {
 886         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
 887         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
 888     } else {
 889         pci_bus = NULL;
 890     }
 891
 892     /* init basic PC hardware */
 893     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 894
 895     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 896
 897     if (cirrus_vga_enabled) {
 898         if (pci_enabled) {
 899             pci_cirrus_vga_init(pci_bus,
 900                                 ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 901                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 902         } else {
 903             isa_cirrus_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 904                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 905         }
 906     } else if (vmsvga_enabled) {
 907         if (pci_enabled)
 908             pci_vmsvga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 909                             vga_ram_addr, vga_ram_size);
 910         else
 911             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
 912     } else {
 913         if (pci_enabled) {
 914             pci_vga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 915                          vga_ram_addr, vga_ram_size, 0, 0);
 916         } else {
 917             isa_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 918                          vga_ram_addr, vga_ram_size);
 919         }
 920     }
 921
 922     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8]);
 923
 924     qemu_register_boot_set(pc_boot_set, rtc_state);
 925
 926     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 927     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 928
 929     if (pci_enabled) {
 930         ioapic = ioapic_init();
 931     }
 932     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
 933     pcspk_init(pit);
 934     if (pci_enabled) {
 935         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
 936     }
 937
 938     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
 939         if (serial_hds[i]) {
 940             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], 115200,
 941                         serial_hds[i]);
 942         }
 943     }
 944
 945     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
 946         if (parallel_hds[i]) {
 947             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
 948                           parallel_hds[i]);
 949         }
 950     }
 951
 952     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
 953         nd = &nd_table[i];
 954         if (!nd->model) {
 955             if (pci_enabled) {
 956                 nd->model = "ne2k_pci";
 957             } else {
 958                 nd->model = "ne2k_isa";
 959             }
 960         }
 961         if (strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0) {
 962             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
 963         } else if (pci_enabled) {
 964             if (strcmp(nd->model, "?") == 0)
 965                 fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
 966             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1);
 967         } else if (strcmp(nd->model, "?") == 0) {
 968             fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
 969             exit(1);
 970         } else {
 971             fprintf(stderr, "qemu: Unsupported NIC: %s\n", nd->model);
 972             exit(1);
 973         }
 974     }
 975
 976     if (drive_get_max_bus(IF_IDE) >= MAX_IDE_BUS) {
 977         fprintf(stderr, "qemu: too many IDE bus\n");
 978         exit(1);
 979     }
 980
 981     for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS; i++) {
 982         index = drive_get_index(IF_IDE, i / MAX_IDE_DEVS, i % MAX_IDE_DEVS);
 983         if (index != -1)
 984             hd[i] = drives_table[index].bdrv;
 985         else
 986             hd[i] = NULL;
 987     }
 988
 989     if (pci_enabled) {
 990         pci_piix3_ide_init(pci_bus, hd, piix3_devfn + 1, i8259);
 991     } else {
 992         for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS; i++) {
 993             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
 994                          hd[MAX_IDE_DEVS * i], hd[MAX_IDE_DEVS * i + 1]);
 995         }
 996     }
 997
 998     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
 999     DMA_init(0);
1000 #ifdef HAS_AUDIO
1001     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
1002 #endif
1003
1004     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
1005         index = drive_get_index(IF_FLOPPY, 0, i);
1006         if (index != -1)
1007             fd[i] = drives_table[index].bdrv;
1008         else
1009             fd[i] = NULL;
1010     }
1011     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd);
1012
1013     cmos_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, boot_device, hd);
1014
1015     if (pci_enabled && usb_enabled) {
1016         usb_uhci_piix3_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
1017     }
1018
1019     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
1020         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
1021         i2c_bus *smbus;
1022
1023         /* TODO: Populate SPD eeprom data.  */
1024         smbus = piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3, 0xb100, i8259[9]);
1025         for (i = 0; i < 8; i++) {
1026             smbus_eeprom_device_init(smbus, 0x50 + i, eeprom_buf + (i * 256));
1027         }
1028     }
1029
1030     if (i440fx_state) {
1031         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
1032     }
1033
1034     if (pci_enabled) {
1035         int max_bus;
1036         int bus, unit;
1037         void *scsi;
1038
1039         max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1040
1041         for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1042             scsi = lsi_scsi_init(pci_bus, -1);
1043             for (unit = 0; unit < LSI_MAX_DEVS; unit++) {
1044                 index = drive_get_index(IF_SCSI, bus, unit);
1045                 if (index == -1)
1046                     continue;
1047                 lsi_scsi_attach(scsi, drives_table[index].bdrv, unit);
1048             }
1049         }
1050     }
1051 }
1052
1053 static void pc_init_pci(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1054                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1055                         const char *kernel_filename,
1056                         const char *kernel_cmdline,
1057                         const char *initrd_filename,
1058                         const char *cpu_model)
1059 {
1060     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1061              kernel_filename, kernel_cmdline,
1062              initrd_filename, 1, cpu_model);
1063 }
1064
1065 static void pc_init_isa(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1066                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1067                         const char *kernel_filename,
1068                         const char *kernel_cmdline,
1069                         const char *initrd_filename,
1070                         const char *cpu_model)
1071 {
1072     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1073              kernel_filename, kernel_cmdline,
1074              initrd_filename, 0, cpu_model);
1075 }
1076
1077 QEMUMachine pc_machine = {
1078     .name = "pc",
1079     .desc = "Standard PC",
1080     .init = pc_init_pci,
1081     .ram_require = VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1082 };
1083
1084 QEMUMachine isapc_machine = {
1085     .name = "isapc",
1086     .desc = "ISA-only PC",
1087     .init = pc_init_isa,
1088     .ram_require = VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1089 };