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 "monitor.h"
  35 #include "fw_cfg.h"
  36 #include "virtio-blk.h"
  37 #include "virtio-balloon.h"
  38 #include "virtio-console.h"
  39 #include "hpet_emul.h"
  40 #include "watchdog.h"
  41 #include "smbios.h"
  42
  43 /* output Bochs bios info messages */
  44 //#define DEBUG_BIOS
  45
  46 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  47 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  48 #define VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
  49
  50 #define PC_MAX_BIOS_SIZE (4 * 1024 * 1024)
  51
  52 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
  53 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
  54 #define BIOS_CFG_IOPORT 0x510
  55 #define FW_CFG_ACPI_TABLES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 0)
  56 #define FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES (FW_CFG_ARCH_LOCAL + 1)
  57
  58 #define MAX_IDE_BUS 2
  59
  60 static fdctrl_t *floppy_controller;
  61 static RTCState *rtc_state;
  62 static PITState *pit;
  63 static IOAPICState *ioapic;
  64 static PCIDevice *i440fx_state;
  65
  66 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  67 {
  68 }
  69
  70 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  71 static qemu_irq ferr_irq;
  72 /* XXX: add IGNNE support */
  73 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  74 {
  75     qemu_irq_raise(ferr_irq);
  76 }
  77
  78 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  79 {
  80     qemu_irq_lower(ferr_irq);
  81 }
  82
  83 /* TSC handling */
  84 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
  85 {
  86     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
  87        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
  88        performance reasons */
  89 #ifdef CONFIG_KQEMU
  90     if (env->kqemu_enabled) {
  91         return cpu_get_real_ticks();
  92     } else
  93 #endif
  94     {
  95         return cpu_get_ticks();
  96     }
  97 }
  98
  99 /* SMM support */
 100 void cpu_smm_update(CPUState *env)
 101 {
 102     if (i440fx_state && env == first_cpu)
 103         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
 104 }
 105
 106
 107 /* IRQ handling */
 108 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
 109 {
 110     int intno;
 111
 112     intno = apic_get_interrupt(env);
 113     if (intno >= 0) {
 114         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
 115         /* XXX: improve that */
 116         pic_update_irq(isa_pic);
 117         return intno;
 118     }
 119     /* read the irq from the PIC */
 120     if (!apic_accept_pic_intr(env))
 121         return -1;
 122
 123     intno = pic_read_irq(isa_pic);
 124     return intno;
 125 }
 126
 127 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
 128 {
 129     CPUState *env = first_cpu;
 130
 131     if (env->apic_state) {
 132         while (env) {
 133             if (apic_accept_pic_intr(env))
 134                 apic_deliver_pic_intr(env, level);
 135             env = env->next_cpu;
 136         }
 137     } else {
 138         if (level)
 139             cpu_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 140         else
 141             cpu_reset_interrupt(env, CPU_INTERRUPT_HARD);
 142     }
 143 }
 144
 145 /* PC cmos mappings */
 146
 147 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
 148
 149 static int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
 150 {
 151     int val;
 152
 153     switch (fd0) {
 154     case 0:
 155         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 156         val = 4;
 157         break;
 158     case 1:
 159         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 160         val = 5;
 161         break;
 162     case 2:
 163         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 164         val = 2;
 165         break;
 166     default:
 167         val = 0;
 168         break;
 169     }
 170     return val;
 171 }
 172
 173 static void cmos_init_hd(int type_ofs, int info_ofs, BlockDriverState *hd)
 174 {
 175     RTCState *s = rtc_state;
 176     int cylinders, heads, sectors;
 177     bdrv_get_geometry_hint(hd, &cylinders, &heads, &sectors);
 178     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
 179     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
 180     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
 181     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
 182     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
 183     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
 184     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
 185     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
 186     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
 187     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
 188 }
 189
 190 /* convert boot_device letter to something recognizable by the bios */
 191 static int boot_device2nibble(char boot_device)
 192 {
 193     switch(boot_device) {
 194     case 'a':
 195     case 'b':
 196         return 0x01; /* floppy boot */
 197     case 'c':
 198         return 0x02; /* hard drive boot */
 199     case 'd':
 200         return 0x03; /* CD-ROM boot */
 201     case 'n':
 202         return 0x04; /* Network boot */
 203     }
 204     return 0;
 205 }
 206
 207 /* copy/pasted from cmos_init, should be made a general function
 208  and used there as well */
 209 static int pc_boot_set(void *opaque, const char *boot_device)
 210 {
 211     Monitor *mon = cur_mon;
 212 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 213     RTCState *s = (RTCState *)opaque;
 214     int nbds, bds[3] = { 0, };
 215     int i;
 216
 217     nbds = strlen(boot_device);
 218     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 219         monitor_printf(mon, "Too many boot devices for PC\n");
 220         return(1);
 221     }
 222     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 223         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 224         if (bds[i] == 0) {
 225             monitor_printf(mon, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 226                            boot_device[i]);
 227             return(1);
 228         }
 229     }
 230     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 231     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4));
 232     return(0);
 233 }
 234
 235 /* hd_table must contain 4 block drivers */
 236 static void cmos_init(ram_addr_t ram_size, ram_addr_t above_4g_mem_size,
 237                       const char *boot_device, BlockDriverState **hd_table)
 238 {
 239     RTCState *s = rtc_state;
 240     int nbds, bds[3] = { 0, };
 241     int val;
 242     int fd0, fd1, nb;
 243     int i;
 244
 245     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
 246
 247     /* memory size */
 248     val = 640; /* base memory in K */
 249     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 250     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 251
 252     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 253     if (val > 65535)
 254         val = 65535;
 255     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 256     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 257     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 258     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 259
 260     if (above_4g_mem_size) {
 261         rtc_set_memory(s, 0x5b, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 16);
 262         rtc_set_memory(s, 0x5c, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 24);
 263         rtc_set_memory(s, 0x5d, (uint64_t)above_4g_mem_size >> 32);
 264     }
 265
 266     if (ram_size > (16 * 1024 * 1024))
 267         val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 268     else
 269         val = 0;
 270     if (val > 65535)
 271         val = 65535;
 272     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 273     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 274
 275     /* set the number of CPU */
 276     rtc_set_memory(s, 0x5f, smp_cpus - 1);
 277
 278     /* set boot devices, and disable floppy signature check if requested */
 279 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 280     nbds = strlen(boot_device);
 281     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 282         fprintf(stderr, "Too many boot devices for PC\n");
 283         exit(1);
 284     }
 285     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 286         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 287         if (bds[i] == 0) {
 288             fprintf(stderr, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 289                     boot_device[i]);
 290             exit(1);
 291         }
 292     }
 293     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 294     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4) | (fd_bootchk ?  0x0 : 0x1));
 295
 296     /* floppy type */
 297
 298     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 299     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 300
 301     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
 302     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 303
 304     val = 0;
 305     nb = 0;
 306     if (fd0 < 3)
 307         nb++;
 308     if (fd1 < 3)
 309         nb++;
 310     switch (nb) {
 311     case 0:
 312         break;
 313     case 1:
 314         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 315         break;
 316     case 2:
 317         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 318         break;
 319     }
 320     val |= 0x02; /* FPU is there */
 321     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 322     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 323
 324     /* hard drives */
 325
 326     rtc_set_memory(s, 0x12, (hd_table[0] ? 0xf0 : 0) | (hd_table[1] ? 0x0f : 0));
 327     if (hd_table[0])
 328         cmos_init_hd(0x19, 0x1b, hd_table[0]);
 329     if (hd_table[1])
 330         cmos_init_hd(0x1a, 0x24, hd_table[1]);
 331
 332     val = 0;
 333     for (i = 0; i < 4; i++) {
 334         if (hd_table[i]) {
 335             int cylinders, heads, sectors, translation;
 336             /* NOTE: bdrv_get_geometry_hint() returns the physical
 337                 geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
 338                 <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
 339                 geometry can be different if a translation is done. */
 340             translation = bdrv_get_translation_hint(hd_table[i]);
 341             if (translation == BIOS_ATA_TRANSLATION_AUTO) {
 342                 bdrv_get_geometry_hint(hd_table[i], &cylinders, &heads, &sectors);
 343                 if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && sectors <= 63) {
 344                     /* No translation. */
 345                     translation = 0;
 346                 } else {
 347                     /* LBA translation. */
 348                     translation = 1;
 349                 }
 350             } else {
 351                 translation--;
 352             }
 353             val |= translation << (i * 2);
 354         }
 355     }
 356     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
 357 }
 358
 359 void ioport_set_a20(int enable)
 360 {
 361     /* XXX: send to all CPUs ? */
 362     cpu_x86_set_a20(first_cpu, enable);
 363 }
 364
 365 int ioport_get_a20(void)
 366 {
 367     return ((first_cpu->a20_mask >> 20) & 1);
 368 }
 369
 370 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 371 {
 372     ioport_set_a20((val >> 1) & 1);
 373     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 374 }
 375
 376 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 377 {
 378     return ioport_get_a20() << 1;
 379 }
 380
 381 /***********************************************************/
 382 /* Bochs BIOS debug ports */
 383
 384 static void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 385 {
 386     static const char shutdown_str[8] = "Shutdown";
 387     static int shutdown_index = 0;
 388
 389     switch(addr) {
 390         /* Bochs BIOS messages */
 391     case 0x400:
 392     case 0x401:
 393         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 394         exit(1);
 395     case 0x402:
 396     case 0x403:
 397 #ifdef DEBUG_BIOS
 398         fprintf(stderr, "%c", val);
 399 #endif
 400         break;
 401     case 0x8900:
 402         /* same as Bochs power off */
 403         if (val == shutdown_str[shutdown_index]) {
 404             shutdown_index++;
 405             if (shutdown_index == 8) {
 406                 shutdown_index = 0;
 407                 qemu_system_shutdown_request();
 408             }
 409         } else {
 410             shutdown_index = 0;
 411         }
 412         break;
 413
 414         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 415     case 0x501:
 416     case 0x502:
 417         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 418         exit(1);
 419     case 0x500:
 420     case 0x503:
 421 #ifdef DEBUG_BIOS
 422         fprintf(stderr, "%c", val);
 423 #endif
 424         break;
 425     }
 426 }
 427
 428 extern uint64_t node_cpumask[MAX_NODES];
 429
 430 static void bochs_bios_init(void)
 431 {
 432     void *fw_cfg;
 433     uint8_t *smbios_table;
 434     size_t smbios_len;
 435     uint64_t *numa_fw_cfg;
 436     int i, j;
 437
 438     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 439     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 440     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 441     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 442     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 443
 444     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 445     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 446     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 447     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 448
 449     fw_cfg = fw_cfg_init(BIOS_CFG_IOPORT, BIOS_CFG_IOPORT + 1, 0, 0);
 450     fw_cfg_add_i32(fw_cfg, FW_CFG_ID, 1);
 451     fw_cfg_add_i64(fw_cfg, FW_CFG_RAM_SIZE, (uint64_t)ram_size);
 452     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_ACPI_TABLES, (uint8_t *)acpi_tables,
 453                      acpi_tables_len);
 454
 455     smbios_table = smbios_get_table(&smbios_len);
 456     if (smbios_table)
 457         fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_SMBIOS_ENTRIES,
 458                          smbios_table, smbios_len);
 459
 460     /* allocate memory for the NUMA channel: one (64bit) word for the number
 461      * of nodes, one word for each VCPU->node and one word for each node to
 462      * hold the amount of memory.
 463      */
 464     numa_fw_cfg = qemu_mallocz((1 + smp_cpus + nb_numa_nodes) * 8);
 465     numa_fw_cfg[0] = cpu_to_le64(nb_numa_nodes);
 466     for (i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 467         for (j = 0; j < nb_numa_nodes; j++) {
 468             if (node_cpumask[j] & (1 << i)) {
 469                 numa_fw_cfg[i + 1] = cpu_to_le64(j);
 470                 break;
 471             }
 472         }
 473     }
 474     for (i = 0; i < nb_numa_nodes; i++) {
 475         numa_fw_cfg[smp_cpus + 1 + i] = cpu_to_le64(node_mem[i]);
 476     }
 477     fw_cfg_add_bytes(fw_cfg, FW_CFG_NUMA, (uint8_t *)numa_fw_cfg,
 478                      (1 + smp_cpus + nb_numa_nodes) * 8);
 479 }
 480
 481 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
 482    a specified vector */
 483 static void generate_bootsect(target_phys_addr_t option_rom,
 484                               uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
 485 {
 486     uint8_t rom[512], *p, *reloc;
 487     uint8_t sum;
 488     int i;
 489
 490     memset(rom, 0, sizeof(rom));
 491
 492     p = rom;
 493     /* Make sure we have an option rom signature */
 494     *p++ = 0x55;
 495     *p++ = 0xaa;
 496
 497     /* ROM size in sectors*/
 498     *p++ = 1;
 499
 500     /* Hook int19 */
 501
 502     *p++ = 0x50;                /* push ax */
 503     *p++ = 0x1e;                /* push ds */
 504     *p++ = 0x31; *p++ = 0xc0;   /* xor ax, ax */
 505     *p++ = 0x8e; *p++ = 0xd8;   /* mov ax, ds */
 506
 507     *p++ = 0xc7; *p++ = 0x06;   /* movvw _start,0x64 */
 508     *p++ = 0x64; *p++ = 0x00;
 509     reloc = p;
 510     *p++ = 0x00; *p++ = 0x00;
 511
 512     *p++ = 0x8c; *p++ = 0x0e;   /* mov cs,0x66 */
 513     *p++ = 0x66; *p++ = 0x00;
 514
 515     *p++ = 0x1f;                /* pop ds */
 516     *p++ = 0x58;                /* pop ax */
 517     *p++ = 0xcb;                /* lret */
 518
 519     /* Actual code */
 520     *reloc = (p - rom);
 521
 522     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
 523     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
 524
 525     for (i = 0; i < 6; i++) {
 526         if (i == 1)             /* Skip CS */
 527             continue;
 528
 529         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
 530         *p++ = segs[i];
 531         *p++ = segs[i] >> 8;
 532         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
 533         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
 534     }
 535
 536     for (i = 0; i < 8; i++) {
 537         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
 538         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
 539         *p++ = gpr[i];
 540         *p++ = gpr[i] >> 8;
 541         *p++ = gpr[i] >> 16;
 542         *p++ = gpr[i] >> 24;
 543     }
 544
 545     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
 546     *p++ = ip;                  /* IP */
 547     *p++ = ip >> 8;
 548     *p++ = segs[1];             /* CS */
 549     *p++ = segs[1] >> 8;
 550
 551     /* sign rom */
 552     sum = 0;
 553     for (i = 0; i < (sizeof(rom) - 1); i++)
 554         sum += rom[i];
 555     rom[sizeof(rom) - 1] = -sum;
 556
 557     cpu_physical_memory_write_rom(option_rom, rom, sizeof(rom));
 558 }
 559
 560 static long get_file_size(FILE *f)
 561 {
 562     long where, size;
 563
 564     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
 565
 566     where = ftell(f);
 567     fseek(f, 0, SEEK_END);
 568     size = ftell(f);
 569     fseek(f, where, SEEK_SET);
 570
 571     return size;
 572 }
 573
 574 static void load_linux(target_phys_addr_t option_rom,
 575                        const char *kernel_filename,
 576                        const char *initrd_filename,
 577                        const char *kernel_cmdline)
 578 {
 579     uint16_t protocol;
 580     uint32_t gpr[8];
 581     uint16_t seg[6];
 582     uint16_t real_seg;
 583     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
 584     uint32_t initrd_max;
 585     uint8_t header[1024];
 586     target_phys_addr_t real_addr, prot_addr, cmdline_addr, initrd_addr;
 587     FILE *f, *fi;
 588
 589     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
 590     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
 591
 592     /* load the kernel header */
 593     f = fopen(kernel_filename, "rb");
 594     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
 595         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
 596         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 597                 kernel_filename);
 598         exit(1);
 599     }
 600
 601     /* kernel protocol version */
 602 #if 0
 603     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
 604 #endif
 605     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
 606         protocol = lduw_p(header+0x206);
 607     else
 608         protocol = 0;
 609
 610     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
 611         /* Low kernel */
 612         real_addr    = 0x90000;
 613         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 614         prot_addr    = 0x10000;
 615     } else if (protocol < 0x202) {
 616         /* High but ancient kernel */
 617         real_addr    = 0x90000;
 618         cmdline_addr = 0x9a000 - cmdline_size;
 619         prot_addr    = 0x100000;
 620     } else {
 621         /* High and recent kernel */
 622         real_addr    = 0x10000;
 623         cmdline_addr = 0x20000;
 624         prot_addr    = 0x100000;
 625     }
 626
 627 #if 0
 628     fprintf(stderr,
 629             "qemu: real_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 630             "qemu: cmdline_addr  = 0x" TARGET_FMT_plx "\n"
 631             "qemu: prot_addr     = 0x" TARGET_FMT_plx "\n",
 632             real_addr,
 633             cmdline_addr,
 634             prot_addr);
 635 #endif
 636
 637     /* highest address for loading the initrd */
 638     if (protocol >= 0x203)
 639         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
 640     else
 641         initrd_max = 0x37ffffff;
 642
 643     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
 644         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
 645
 646     /* kernel command line */
 647     pstrcpy_targphys(cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
 648
 649     if (protocol >= 0x202) {
 650         stl_p(header+0x228, cmdline_addr);
 651     } else {
 652         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
 653         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
 654     }
 655
 656     /* loader type */
 657     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
 658        If this code is substantially changed, you may want to consider
 659        incrementing the revision. */
 660     if (protocol >= 0x200)
 661         header[0x210] = 0xB0;
 662
 663     /* heap */
 664     if (protocol >= 0x201) {
 665         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
 666         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
 667     }
 668
 669     /* load initrd */
 670     if (initrd_filename) {
 671         if (protocol < 0x200) {
 672             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
 673             exit(1);
 674         }
 675
 676         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
 677         if (!fi) {
 678             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 679                     initrd_filename);
 680             exit(1);
 681         }
 682
 683         initrd_size = get_file_size(fi);
 684         initrd_addr = (initrd_max-initrd_size) & ~4095;
 685
 686         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at 0x" TARGET_FMT_plx
 687                 "\n", initrd_size, initrd_addr);
 688
 689         if (!fread_targphys_ok(initrd_addr, initrd_size, fi)) {
 690             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
 691                     initrd_filename);
 692             exit(1);
 693         }
 694         fclose(fi);
 695
 696         stl_p(header+0x218, initrd_addr);
 697         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
 698     }
 699
 700     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
 701     cpu_physical_memory_write(real_addr, header, 1024);
 702
 703     setup_size = header[0x1f1];
 704     if (setup_size == 0)
 705         setup_size = 4;
 706
 707     setup_size = (setup_size+1)*512;
 708     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
 709
 710     if (!fread_targphys_ok(real_addr+1024, setup_size-1024, f) ||
 711         !fread_targphys_ok(prot_addr, kernel_size, f)) {
 712         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
 713                 kernel_filename);
 714         exit(1);
 715     }
 716     fclose(f);
 717
 718     /* generate bootsector to set up the initial register state */
 719     real_seg = real_addr >> 4;
 720     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
 721     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
 722     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
 723     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
 724
 725     generate_bootsect(option_rom, gpr, seg, 0);
 726 }
 727
 728 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 729 {
 730     CPUState *env = opaque;
 731     cpu_reset(env);
 732 }
 733
 734 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 735 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 736 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 737
 738 #define NE2000_NB_MAX 6
 739
 740 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 741 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 742
 743 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
 744 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
 745
 746 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
 747 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
 748
 749 #ifdef HAS_AUDIO
 750 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
 751 {
 752     struct soundhw *c;
 753     int audio_enabled = 0;
 754
 755     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
 756         audio_enabled = c->enabled;
 757     }
 758
 759     if (audio_enabled) {
 760         AudioState *s;
 761
 762         s = AUD_init ();
 763         if (s) {
 764             for (c = soundhw; c->name; ++c) {
 765                 if (c->enabled) {
 766                     if (c->isa) {
 767                         c->init.init_isa (s, pic);
 768                     }
 769                     else {
 770                         if (pci_bus) {
 771                             c->init.init_pci (pci_bus, s);
 772                         }
 773                     }
 774                 }
 775             }
 776         }
 777     }
 778 }
 779 #endif
 780
 781 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
 782 {
 783     static int nb_ne2k = 0;
 784
 785     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
 786         return;
 787     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
 788     nb_ne2k++;
 789 }
 790
 791 static int load_option_rom(const char *oprom, target_phys_addr_t start,
 792                            target_phys_addr_t end)
 793 {
 794         int size;
 795
 796         size = get_image_size(oprom);
 797         if (size > 0 && start + size > end) {
 798             fprintf(stderr, "Not enough space to load option rom '%s'\n",
 799                     oprom);
 800             exit(1);
 801         }
 802         size = load_image_targphys(oprom, start, end - start);
 803         if (size < 0) {
 804             fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n", oprom);
 805             exit(1);
 806         }
 807         /* Round up optiom rom size to the next 2k boundary */
 808         size = (size + 2047) & ~2047;
 809         return size;
 810 }
 811
 812 /* PC hardware initialisation */
 813 static void pc_init1(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
 814                      const char *boot_device,
 815                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 816                      const char *initrd_filename,
 817                      int pci_enabled, const char *cpu_model)
 818 {
 819     char buf[1024];
 820     int ret, linux_boot, i;
 821     ram_addr_t ram_addr, bios_offset, option_rom_offset;
 822     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 823     int bios_size, isa_bios_size, oprom_area_size;
 824     PCIBus *pci_bus;
 825     int piix3_devfn = -1;
 826     CPUState *env;
 827     qemu_irq *cpu_irq;
 828     qemu_irq *i8259;
 829     int index;
 830     BlockDriverState *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 831     BlockDriverState *fd[MAX_FD];
 832     int using_vga = cirrus_vga_enabled || std_vga_enabled || vmsvga_enabled;
 833
 834     if (ram_size >= 0xe0000000 ) {
 835         above_4g_mem_size = ram_size - 0xe0000000;
 836         below_4g_mem_size = 0xe0000000;
 837     } else {
 838         below_4g_mem_size = ram_size;
 839     }
 840
 841     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 842
 843     /* init CPUs */
 844     if (cpu_model == NULL) {
 845 #ifdef TARGET_X86_64
 846         cpu_model = "qemu64";
 847 #else
 848         cpu_model = "qemu32";
 849 #endif
 850     }
 851
 852     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 853         env = cpu_init(cpu_model);
 854         if (!env) {
 855             fprintf(stderr, "Unable to find x86 CPU definition\n");
 856             exit(1);
 857         }
 858         if (i != 0)
 859             env->halted = 1;
 860         if (smp_cpus > 1) {
 861             /* XXX: enable it in all cases */
 862             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
 863         }
 864         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
 865         if (pci_enabled) {
 866             apic_init(env);
 867         }
 868     }
 869
 870     vmport_init();
 871
 872     /* allocate RAM */
 873     ram_addr = qemu_ram_alloc(0xa0000);
 874     cpu_register_physical_memory(0, 0xa0000, ram_addr);
 875
 876     /* Allocate, even though we won't register, so we don't break the
 877      * phys_ram_base + PA assumption. This range includes vga (0xa0000 - 0xc0000),
 878      * and some bios areas, which will be registered later
 879      */
 880     ram_addr = qemu_ram_alloc(0x100000 - 0xa0000);
 881     ram_addr = qemu_ram_alloc(below_4g_mem_size - 0x100000);
 882     cpu_register_physical_memory(0x100000,
 883                  below_4g_mem_size - 0x100000,
 884                  ram_addr);
 885
 886     /* above 4giga memory allocation */
 887     if (above_4g_mem_size > 0) {
 888         ram_addr = qemu_ram_alloc(above_4g_mem_size);
 889         cpu_register_physical_memory(0x100000000ULL,
 890                                      above_4g_mem_size,
 891                                      ram_addr);
 892     }
 893
 894
 895     /* BIOS load */
 896     if (bios_name == NULL)
 897         bios_name = BIOS_FILENAME;
 898     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, bios_name);
 899     bios_size = get_image_size(buf);
 900     if (bios_size <= 0 ||
 901         (bios_size % 65536) != 0) {
 902         goto bios_error;
 903     }
 904     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
 905     ret = load_image(buf, qemu_get_ram_ptr(bios_offset));
 906     if (ret != bios_size) {
 907     bios_error:
 908         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
 909         exit(1);
 910     }
 911     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
 912     isa_bios_size = bios_size;
 913     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
 914         isa_bios_size = 128 * 1024;
 915     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size,
 916                                  isa_bios_size,
 917                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
 918
 919
 920
 921     option_rom_offset = qemu_ram_alloc(0x20000);
 922     oprom_area_size = 0;
 923     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x20000, option_rom_offset);
 924
 925     if (using_vga) {
 926         /* VGA BIOS load */
 927         if (cirrus_vga_enabled) {
 928             snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir,
 929                      VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
 930         } else {
 931             snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 932         }
 933         oprom_area_size = load_option_rom(buf, 0xc0000, 0xe0000);
 934     }
 935     /* Although video roms can grow larger than 0x8000, the area between
 936      * 0xc0000 - 0xc8000 is reserved for them. It means we won't be looking
 937      * for any other kind of option rom inside this area */
 938     if (oprom_area_size < 0x8000)
 939         oprom_area_size = 0x8000;
 940
 941     if (linux_boot) {
 942         load_linux(0xc0000 + oprom_area_size,
 943                    kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
 944         oprom_area_size += 2048;
 945     }
 946
 947     for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
 948         oprom_area_size += load_option_rom(option_rom[i],
 949                                            0xc0000 + oprom_area_size, 0xe0000);
 950     }
 951
 952     /* map all the bios at the top of memory */
 953     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size),
 954                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
 955
 956     bochs_bios_init();
 957
 958     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
 959     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
 960     ferr_irq = i8259[13];
 961
 962     if (pci_enabled) {
 963         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
 964         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
 965     } else {
 966         pci_bus = NULL;
 967     }
 968
 969     /* init basic PC hardware */
 970     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 971
 972     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 973
 974     if (cirrus_vga_enabled) {
 975         if (pci_enabled) {
 976             pci_cirrus_vga_init(pci_bus, vga_ram_size);
 977         } else {
 978             isa_cirrus_vga_init(vga_ram_size);
 979         }
 980     } else if (vmsvga_enabled) {
 981         if (pci_enabled)
 982             pci_vmsvga_init(pci_bus, vga_ram_size);
 983         else
 984             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
 985     } else if (std_vga_enabled) {
 986         if (pci_enabled) {
 987             pci_vga_init(pci_bus, vga_ram_size, 0, 0);
 988         } else {
 989             isa_vga_init(vga_ram_size);
 990         }
 991     }
 992
 993     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8], 2000);
 994
 995     qemu_register_boot_set(pc_boot_set, rtc_state);
 996
 997     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 998     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 999
1000     if (pci_enabled) {
1001         ioapic = ioapic_init();
1002     }
1003     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
1004     pcspk_init(pit);
1005     if (!no_hpet) {
1006         hpet_init(i8259);
1007     }
1008     if (pci_enabled) {
1009         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
1010     }
1011
1012     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
1013         if (serial_hds[i]) {
1014             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], 115200,
1015                         serial_hds[i]);
1016         }
1017     }
1018
1019     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
1020         if (parallel_hds[i]) {
1021             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
1022                           parallel_hds[i]);
1023         }
1024     }
1025
1026     watchdog_pc_init(pci_bus);
1027
1028     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
1029         NICInfo *nd = &nd_table[i];
1030
1031         if (!pci_enabled || (nd->model && strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0))
1032             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
1033         else
1034             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1, "ne2k_pci");
1035     }
1036
1037     qemu_system_hot_add_init();
1038
1039     if (drive_get_max_bus(IF_IDE) >= MAX_IDE_BUS) {
1040         fprintf(stderr, "qemu: too many IDE bus\n");
1041         exit(1);
1042     }
1043
1044     for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS; i++) {
1045         index = drive_get_index(IF_IDE, i / MAX_IDE_DEVS, i % MAX_IDE_DEVS);
1046         if (index != -1)
1047             hd[i] = drives_table[index].bdrv;
1048         else
1049             hd[i] = NULL;
1050     }
1051
1052     if (pci_enabled) {
1053         pci_piix3_ide_init(pci_bus, hd, piix3_devfn + 1, i8259);
1054     } else {
1055         for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS; i++) {
1056             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
1057                          hd[MAX_IDE_DEVS * i], hd[MAX_IDE_DEVS * i + 1]);
1058         }
1059     }
1060
1061     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
1062     DMA_init(0);
1063 #ifdef HAS_AUDIO
1064     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
1065 #endif
1066
1067     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
1068         index = drive_get_index(IF_FLOPPY, 0, i);
1069         if (index != -1)
1070             fd[i] = drives_table[index].bdrv;
1071         else
1072             fd[i] = NULL;
1073     }
1074     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd);
1075
1076     cmos_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, boot_device, hd);
1077
1078     if (pci_enabled && usb_enabled) {
1079         usb_uhci_piix3_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
1080     }
1081
1082     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
1083         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
1084         i2c_bus *smbus;
1085
1086         /* TODO: Populate SPD eeprom data.  */
1087         smbus = piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3, 0xb100, i8259[9]);
1088         for (i = 0; i < 8; i++) {
1089             smbus_eeprom_device_init(smbus, 0x50 + i, eeprom_buf + (i * 256));
1090         }
1091     }
1092
1093     if (i440fx_state) {
1094         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
1095     }
1096
1097     if (pci_enabled) {
1098         int max_bus;
1099         int bus, unit;
1100         void *scsi;
1101
1102         max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1103
1104         for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1105             scsi = lsi_scsi_init(pci_bus, -1);
1106             for (unit = 0; unit < LSI_MAX_DEVS; unit++) {
1107                 index = drive_get_index(IF_SCSI, bus, unit);
1108                 if (index == -1)
1109                     continue;
1110                 lsi_scsi_attach(scsi, drives_table[index].bdrv, unit);
1111             }
1112         }
1113     }
1114
1115     /* Add virtio block devices */
1116     if (pci_enabled) {
1117         int index;
1118         int unit_id = 0;
1119
1120         while ((index = drive_get_index(IF_VIRTIO, 0, unit_id)) != -1) {
1121             virtio_blk_init(pci_bus, drives_table[index].bdrv);
1122             unit_id++;
1123         }
1124     }
1125
1126     /* Add virtio balloon device */
1127     if (pci_enabled)
1128         virtio_balloon_init(pci_bus);
1129
1130     /* Add virtio console devices */
1131     if (pci_enabled) {
1132         for(i = 0; i < MAX_VIRTIO_CONSOLES; i++) {
1133             if (virtcon_hds[i])
1134                 virtio_console_init(pci_bus, virtcon_hds[i]);
1135         }
1136     }
1137 }
1138
1139 static void pc_init_pci(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1140                         const char *boot_device,
1141                         const char *kernel_filename,
1142                         const char *kernel_cmdline,
1143                         const char *initrd_filename,
1144                         const char *cpu_model)
1145 {
1146     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device,
1147              kernel_filename, kernel_cmdline,
1148              initrd_filename, 1, cpu_model);
1149 }
1150
1151 static void pc_init_isa(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1152                         const char *boot_device,
1153                         const char *kernel_filename,
1154                         const char *kernel_cmdline,
1155                         const char *initrd_filename,
1156                         const char *cpu_model)
1157 {
1158     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device,
1159              kernel_filename, kernel_cmdline,
1160              initrd_filename, 0, cpu_model);
1161 }
1162
1163 /* set CMOS shutdown status register (index 0xF) as S3_resume(0xFE)
1164    BIOS will read it and start S3 resume at POST Entry */
1165 void cmos_set_s3_resume(void)
1166 {
1167     if (rtc_state)
1168         rtc_set_memory(rtc_state, 0xF, 0xFE);
1169 }
1170
1171 QEMUMachine pc_machine = {
1172     .name = "pc",
1173     .desc = "Standard PC",
1174     .init = pc_init_pci,
1175     .max_cpus = 255,
1176 };
1177
1178 QEMUMachine isapc_machine = {
1179     .name = "isapc",
1180     .desc = "ISA-only PC",
1181     .init = pc_init_isa,
1182     .max_cpus = 1,
1183 };