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
  35 /* output Bochs bios info messages */
  36 //#define DEBUG_BIOS
  37
  38 #define BIOS_FILENAME "bios.bin"
  39 #define VGABIOS_FILENAME "vgabios.bin"
  40 #define VGABIOS_CIRRUS_FILENAME "vgabios-cirrus.bin"
  41
  42 #define PC_MAX_BIOS_SIZE (4 * 1024 * 1024)
  43
  44 /* Leave a chunk of memory at the top of RAM for the BIOS ACPI tables.  */
  45 #define ACPI_DATA_SIZE       0x10000
  46
  47 #define MAX_IDE_BUS 2
  48
  49 static fdctrl_t *floppy_controller;
  50 static RTCState *rtc_state;
  51 static PITState *pit;
  52 static IOAPICState *ioapic;
  53 static PCIDevice *i440fx_state;
  54
  55 static void ioport80_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  56 {
  57 }
  58
  59 /* MSDOS compatibility mode FPU exception support */
  60 static qemu_irq ferr_irq;
  61 /* XXX: add IGNNE support */
  62 void cpu_set_ferr(CPUX86State *s)
  63 {
  64     qemu_irq_raise(ferr_irq);
  65 }
  66
  67 static void ioportF0_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
  68 {
  69     qemu_irq_lower(ferr_irq);
  70 }
  71
  72 /* TSC handling */
  73 uint64_t cpu_get_tsc(CPUX86State *env)
  74 {
  75     /* Note: when using kqemu, it is more logical to return the host TSC
  76        because kqemu does not trap the RDTSC instruction for
  77        performance reasons */
  78 #if USE_KQEMU
  79     if (env->kqemu_enabled) {
  80         return cpu_get_real_ticks();
  81     } else
  82 #endif
  83     {
  84         return cpu_get_ticks();
  85     }
  86 }
  87
  88 /* SMM support */
  89 void cpu_smm_update(CPUState *env)
  90 {
  91     if (i440fx_state && env == first_cpu)
  92         i440fx_set_smm(i440fx_state, (env->hflags >> HF_SMM_SHIFT) & 1);
  93 }
  94
  95
  96 /* IRQ handling */
  97 int cpu_get_pic_interrupt(CPUState *env)
  98 {
  99     int intno;
 100
 101     intno = apic_get_interrupt(env);
 102     if (intno >= 0) {
 103         /* set irq request if a PIC irq is still pending */
 104         /* XXX: improve that */
 105         pic_update_irq(isa_pic);
 106         return intno;
 107     }
 108     /* read the irq from the PIC */
 109     if (!apic_accept_pic_intr(env))
 110         return -1;
 111
 112     intno = pic_read_irq(isa_pic);
 113     return intno;
 114 }
 115
 116 static void pic_irq_request(void *opaque, int irq, int level)
 117 {
 118     CPUState *env = first_cpu;
 119
 120     if (!level)
 121         return;
 122
 123     while (env) {
 124         if (apic_accept_pic_intr(env))
 125             apic_local_deliver(env, APIC_LINT0);
 126         env = env->next_cpu;
 127     }
 128 }
 129
 130 /* PC cmos mappings */
 131
 132 #define REG_EQUIPMENT_BYTE          0x14
 133
 134 static int cmos_get_fd_drive_type(int fd0)
 135 {
 136     int val;
 137
 138     switch (fd0) {
 139     case 0:
 140         /* 1.44 Mb 3"5 drive */
 141         val = 4;
 142         break;
 143     case 1:
 144         /* 2.88 Mb 3"5 drive */
 145         val = 5;
 146         break;
 147     case 2:
 148         /* 1.2 Mb 5"5 drive */
 149         val = 2;
 150         break;
 151     default:
 152         val = 0;
 153         break;
 154     }
 155     return val;
 156 }
 157
 158 static void cmos_init_hd(int type_ofs, int info_ofs, BlockDriverState *hd)
 159 {
 160     RTCState *s = rtc_state;
 161     int cylinders, heads, sectors;
 162     bdrv_get_geometry_hint(hd, &cylinders, &heads, &sectors);
 163     rtc_set_memory(s, type_ofs, 47);
 164     rtc_set_memory(s, info_ofs, cylinders);
 165     rtc_set_memory(s, info_ofs + 1, cylinders >> 8);
 166     rtc_set_memory(s, info_ofs + 2, heads);
 167     rtc_set_memory(s, info_ofs + 3, 0xff);
 168     rtc_set_memory(s, info_ofs + 4, 0xff);
 169     rtc_set_memory(s, info_ofs + 5, 0xc0 | ((heads > 8) << 3));
 170     rtc_set_memory(s, info_ofs + 6, cylinders);
 171     rtc_set_memory(s, info_ofs + 7, cylinders >> 8);
 172     rtc_set_memory(s, info_ofs + 8, sectors);
 173 }
 174
 175 /* convert boot_device letter to something recognizable by the bios */
 176 static int boot_device2nibble(char boot_device)
 177 {
 178     switch(boot_device) {
 179     case 'a':
 180     case 'b':
 181         return 0x01; /* floppy boot */
 182     case 'c':
 183         return 0x02; /* hard drive boot */
 184     case 'd':
 185         return 0x03; /* CD-ROM boot */
 186     case 'n':
 187         return 0x04; /* Network boot */
 188     }
 189     return 0;
 190 }
 191
 192 /* hd_table must contain 4 block drivers */
 193 static void cmos_init(ram_addr_t ram_size, ram_addr_t above_4g_mem_size,
 194                       const char *boot_device, BlockDriverState **hd_table)
 195 {
 196     RTCState *s = rtc_state;
 197     int nbds, bds[3] = { 0, };
 198     int val;
 199     int fd0, fd1, nb;
 200     int i;
 201
 202     /* various important CMOS locations needed by PC/Bochs bios */
 203
 204     /* memory size */
 205     val = 640; /* base memory in K */
 206     rtc_set_memory(s, 0x15, val);
 207     rtc_set_memory(s, 0x16, val >> 8);
 208
 209     val = (ram_size / 1024) - 1024;
 210     if (val > 65535)
 211         val = 65535;
 212     rtc_set_memory(s, 0x17, val);
 213     rtc_set_memory(s, 0x18, val >> 8);
 214     rtc_set_memory(s, 0x30, val);
 215     rtc_set_memory(s, 0x31, val >> 8);
 216
 217     if (above_4g_mem_size) {
 218         rtc_set_memory(s, 0x5b, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 16);
 219         rtc_set_memory(s, 0x5c, (unsigned int)above_4g_mem_size >> 24);
 220         rtc_set_memory(s, 0x5d, (uint64_t)above_4g_mem_size >> 32);
 221     }
 222
 223     if (ram_size > (16 * 1024 * 1024))
 224         val = (ram_size / 65536) - ((16 * 1024 * 1024) / 65536);
 225     else
 226         val = 0;
 227     if (val > 65535)
 228         val = 65535;
 229     rtc_set_memory(s, 0x34, val);
 230     rtc_set_memory(s, 0x35, val >> 8);
 231
 232     /* set the number of CPU */
 233     rtc_set_memory(s, 0x5f, smp_cpus - 1);
 234
 235     /* set boot devices, and disable floppy signature check if requested */
 236 #define PC_MAX_BOOT_DEVICES 3
 237     nbds = strlen(boot_device);
 238     if (nbds > PC_MAX_BOOT_DEVICES) {
 239         fprintf(stderr, "Too many boot devices for PC\n");
 240         exit(1);
 241     }
 242     for (i = 0; i < nbds; i++) {
 243         bds[i] = boot_device2nibble(boot_device[i]);
 244         if (bds[i] == 0) {
 245             fprintf(stderr, "Invalid boot device for PC: '%c'\n",
 246                     boot_device[i]);
 247             exit(1);
 248         }
 249     }
 250     rtc_set_memory(s, 0x3d, (bds[1] << 4) | bds[0]);
 251     rtc_set_memory(s, 0x38, (bds[2] << 4) | (fd_bootchk ?  0x0 : 0x1));
 252
 253     /* floppy type */
 254
 255     fd0 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 0);
 256     fd1 = fdctrl_get_drive_type(floppy_controller, 1);
 257
 258     val = (cmos_get_fd_drive_type(fd0) << 4) | cmos_get_fd_drive_type(fd1);
 259     rtc_set_memory(s, 0x10, val);
 260
 261     val = 0;
 262     nb = 0;
 263     if (fd0 < 3)
 264         nb++;
 265     if (fd1 < 3)
 266         nb++;
 267     switch (nb) {
 268     case 0:
 269         break;
 270     case 1:
 271         val |= 0x01; /* 1 drive, ready for boot */
 272         break;
 273     case 2:
 274         val |= 0x41; /* 2 drives, ready for boot */
 275         break;
 276     }
 277     val |= 0x02; /* FPU is there */
 278     val |= 0x04; /* PS/2 mouse installed */
 279     rtc_set_memory(s, REG_EQUIPMENT_BYTE, val);
 280
 281     /* hard drives */
 282
 283     rtc_set_memory(s, 0x12, (hd_table[0] ? 0xf0 : 0) | (hd_table[1] ? 0x0f : 0));
 284     if (hd_table[0])
 285         cmos_init_hd(0x19, 0x1b, hd_table[0]);
 286     if (hd_table[1])
 287         cmos_init_hd(0x1a, 0x24, hd_table[1]);
 288
 289     val = 0;
 290     for (i = 0; i < 4; i++) {
 291         if (hd_table[i]) {
 292             int cylinders, heads, sectors, translation;
 293             /* NOTE: bdrv_get_geometry_hint() returns the physical
 294                 geometry.  It is always such that: 1 <= sects <= 63, 1
 295                 <= heads <= 16, 1 <= cylinders <= 16383. The BIOS
 296                 geometry can be different if a translation is done. */
 297             translation = bdrv_get_translation_hint(hd_table[i]);
 298             if (translation == BIOS_ATA_TRANSLATION_AUTO) {
 299                 bdrv_get_geometry_hint(hd_table[i], &cylinders, &heads, &sectors);
 300                 if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && sectors <= 63) {
 301                     /* No translation. */
 302                     translation = 0;
 303                 } else {
 304                     /* LBA translation. */
 305                     translation = 1;
 306                 }
 307             } else {
 308                 translation--;
 309             }
 310             val |= translation << (i * 2);
 311         }
 312     }
 313     rtc_set_memory(s, 0x39, val);
 314 }
 315
 316 void ioport_set_a20(int enable)
 317 {
 318     /* XXX: send to all CPUs ? */
 319     cpu_x86_set_a20(first_cpu, enable);
 320 }
 321
 322 int ioport_get_a20(void)
 323 {
 324     return ((first_cpu->a20_mask >> 20) & 1);
 325 }
 326
 327 static void ioport92_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 328 {
 329     ioport_set_a20((val >> 1) & 1);
 330     /* XXX: bit 0 is fast reset */
 331 }
 332
 333 static uint32_t ioport92_read(void *opaque, uint32_t addr)
 334 {
 335     return ioport_get_a20() << 1;
 336 }
 337
 338 /***********************************************************/
 339 /* Bochs BIOS debug ports */
 340
 341 static void bochs_bios_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
 342 {
 343     static const char shutdown_str[8] = "Shutdown";
 344     static int shutdown_index = 0;
 345
 346     switch(addr) {
 347         /* Bochs BIOS messages */
 348     case 0x400:
 349     case 0x401:
 350         fprintf(stderr, "BIOS panic at rombios.c, line %d\n", val);
 351         exit(1);
 352     case 0x402:
 353     case 0x403:
 354 #ifdef DEBUG_BIOS
 355         fprintf(stderr, "%c", val);
 356 #endif
 357         break;
 358     case 0x8900:
 359         /* same as Bochs power off */
 360         if (val == shutdown_str[shutdown_index]) {
 361             shutdown_index++;
 362             if (shutdown_index == 8) {
 363                 shutdown_index = 0;
 364                 qemu_system_shutdown_request();
 365             }
 366         } else {
 367             shutdown_index = 0;
 368         }
 369         break;
 370
 371         /* LGPL'ed VGA BIOS messages */
 372     case 0x501:
 373     case 0x502:
 374         fprintf(stderr, "VGA BIOS panic, line %d\n", val);
 375         exit(1);
 376     case 0x500:
 377     case 0x503:
 378 #ifdef DEBUG_BIOS
 379         fprintf(stderr, "%c", val);
 380 #endif
 381         break;
 382     }
 383 }
 384
 385 static void bochs_bios_init(void)
 386 {
 387     register_ioport_write(0x400, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 388     register_ioport_write(0x401, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 389     register_ioport_write(0x402, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 390     register_ioport_write(0x403, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 391     register_ioport_write(0x8900, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 392
 393     register_ioport_write(0x501, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 394     register_ioport_write(0x502, 1, 2, bochs_bios_write, NULL);
 395     register_ioport_write(0x500, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 396     register_ioport_write(0x503, 1, 1, bochs_bios_write, NULL);
 397 }
 398
 399 /* Generate an initial boot sector which sets state and jump to
 400    a specified vector */
 401 static void generate_bootsect(uint32_t gpr[8], uint16_t segs[6], uint16_t ip)
 402 {
 403     uint8_t bootsect[512], *p;
 404     int i;
 405     int hda;
 406
 407     hda = drive_get_index(IF_IDE, 0, 0);
 408     if (hda == -1) {
 409         fprintf(stderr, "A disk image must be given for 'hda' when booting "
 410                 "a Linux kernel\n");
 411         exit(1);
 412     }
 413
 414     memset(bootsect, 0, sizeof(bootsect));
 415
 416     /* Copy the MSDOS partition table if possible */
 417     bdrv_read(drives_table[hda].bdrv, 0, bootsect, 1);
 418
 419     /* Make sure we have a partition signature */
 420     bootsect[510] = 0x55;
 421     bootsect[511] = 0xaa;
 422
 423     /* Actual code */
 424     p = bootsect;
 425     *p++ = 0xfa;                /* CLI */
 426     *p++ = 0xfc;                /* CLD */
 427
 428     for (i = 0; i < 6; i++) {
 429         if (i == 1)             /* Skip CS */
 430             continue;
 431
 432         *p++ = 0xb8;            /* MOV AX,imm16 */
 433         *p++ = segs[i];
 434         *p++ = segs[i] >> 8;
 435         *p++ = 0x8e;            /* MOV <seg>,AX */
 436         *p++ = 0xc0 + (i << 3);
 437     }
 438
 439     for (i = 0; i < 8; i++) {
 440         *p++ = 0x66;            /* 32-bit operand size */
 441         *p++ = 0xb8 + i;        /* MOV <reg>,imm32 */
 442         *p++ = gpr[i];
 443         *p++ = gpr[i] >> 8;
 444         *p++ = gpr[i] >> 16;
 445         *p++ = gpr[i] >> 24;
 446     }
 447
 448     *p++ = 0xea;                /* JMP FAR */
 449     *p++ = ip;                  /* IP */
 450     *p++ = ip >> 8;
 451     *p++ = segs[1];             /* CS */
 452     *p++ = segs[1] >> 8;
 453
 454     bdrv_set_boot_sector(drives_table[hda].bdrv, bootsect, sizeof(bootsect));
 455 }
 456
 457 static long get_file_size(FILE *f)
 458 {
 459     long where, size;
 460
 461     /* XXX: on Unix systems, using fstat() probably makes more sense */
 462
 463     where = ftell(f);
 464     fseek(f, 0, SEEK_END);
 465     size = ftell(f);
 466     fseek(f, where, SEEK_SET);
 467
 468     return size;
 469 }
 470
 471 static void load_linux(const char *kernel_filename,
 472                        const char *initrd_filename,
 473                        const char *kernel_cmdline)
 474 {
 475     uint16_t protocol;
 476     uint32_t gpr[8];
 477     uint16_t seg[6];
 478     uint16_t real_seg;
 479     int setup_size, kernel_size, initrd_size, cmdline_size;
 480     uint32_t initrd_max;
 481     uint8_t header[1024];
 482     uint8_t *real_addr, *prot_addr, *cmdline_addr, *initrd_addr;
 483     FILE *f, *fi;
 484
 485     /* Align to 16 bytes as a paranoia measure */
 486     cmdline_size = (strlen(kernel_cmdline)+16) & ~15;
 487
 488     /* load the kernel header */
 489     f = fopen(kernel_filename, "rb");
 490     if (!f || !(kernel_size = get_file_size(f)) ||
 491         fread(header, 1, 1024, f) != 1024) {
 492         fprintf(stderr, "qemu: could not load kernel '%s'\n",
 493                 kernel_filename);
 494         exit(1);
 495     }
 496
 497     /* kernel protocol version */
 498 #if 0
 499     fprintf(stderr, "header magic: %#x\n", ldl_p(header+0x202));
 500 #endif
 501     if (ldl_p(header+0x202) == 0x53726448)
 502         protocol = lduw_p(header+0x206);
 503     else
 504         protocol = 0;
 505
 506     if (protocol < 0x200 || !(header[0x211] & 0x01)) {
 507         /* Low kernel */
 508         real_addr    = phys_ram_base + 0x90000;
 509         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x9a000 - cmdline_size;
 510         prot_addr    = phys_ram_base + 0x10000;
 511     } else if (protocol < 0x202) {
 512         /* High but ancient kernel */
 513         real_addr    = phys_ram_base + 0x90000;
 514         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x9a000 - cmdline_size;
 515         prot_addr    = phys_ram_base + 0x100000;
 516     } else {
 517         /* High and recent kernel */
 518         real_addr    = phys_ram_base + 0x10000;
 519         cmdline_addr = phys_ram_base + 0x20000;
 520         prot_addr    = phys_ram_base + 0x100000;
 521     }
 522
 523 #if 0
 524     fprintf(stderr,
 525             "qemu: real_addr     = %#zx\n"
 526             "qemu: cmdline_addr  = %#zx\n"
 527             "qemu: prot_addr     = %#zx\n",
 528             real_addr-phys_ram_base,
 529             cmdline_addr-phys_ram_base,
 530             prot_addr-phys_ram_base);
 531 #endif
 532
 533     /* highest address for loading the initrd */
 534     if (protocol >= 0x203)
 535         initrd_max = ldl_p(header+0x22c);
 536     else
 537         initrd_max = 0x37ffffff;
 538
 539     if (initrd_max >= ram_size-ACPI_DATA_SIZE)
 540         initrd_max = ram_size-ACPI_DATA_SIZE-1;
 541
 542     /* kernel command line */
 543     pstrcpy((char*)cmdline_addr, 4096, kernel_cmdline);
 544
 545     if (protocol >= 0x202) {
 546         stl_p(header+0x228, cmdline_addr-phys_ram_base);
 547     } else {
 548         stw_p(header+0x20, 0xA33F);
 549         stw_p(header+0x22, cmdline_addr-real_addr);
 550     }
 551
 552     /* loader type */
 553     /* High nybble = B reserved for Qemu; low nybble is revision number.
 554        If this code is substantially changed, you may want to consider
 555        incrementing the revision. */
 556     if (protocol >= 0x200)
 557         header[0x210] = 0xB0;
 558
 559     /* heap */
 560     if (protocol >= 0x201) {
 561         header[0x211] |= 0x80;  /* CAN_USE_HEAP */
 562         stw_p(header+0x224, cmdline_addr-real_addr-0x200);
 563     }
 564
 565     /* load initrd */
 566     if (initrd_filename) {
 567         if (protocol < 0x200) {
 568             fprintf(stderr, "qemu: linux kernel too old to load a ram disk\n");
 569             exit(1);
 570         }
 571
 572         fi = fopen(initrd_filename, "rb");
 573         if (!fi) {
 574             fprintf(stderr, "qemu: could not load initial ram disk '%s'\n",
 575                     initrd_filename);
 576             exit(1);
 577         }
 578
 579         initrd_size = get_file_size(fi);
 580         initrd_addr = phys_ram_base + ((initrd_max-initrd_size) & ~4095);
 581
 582         fprintf(stderr, "qemu: loading initrd (%#x bytes) at %#zx\n",
 583                 initrd_size, initrd_addr-phys_ram_base);
 584
 585         if (fread(initrd_addr, 1, initrd_size, fi) != initrd_size) {
 586             fprintf(stderr, "qemu: read error on initial ram disk '%s'\n",
 587                     initrd_filename);
 588             exit(1);
 589         }
 590         fclose(fi);
 591
 592         stl_p(header+0x218, initrd_addr-phys_ram_base);
 593         stl_p(header+0x21c, initrd_size);
 594     }
 595
 596     /* store the finalized header and load the rest of the kernel */
 597     memcpy(real_addr, header, 1024);
 598
 599     setup_size = header[0x1f1];
 600     if (setup_size == 0)
 601         setup_size = 4;
 602
 603     setup_size = (setup_size+1)*512;
 604     kernel_size -= setup_size;  /* Size of protected-mode code */
 605
 606     if (fread(real_addr+1024, 1, setup_size-1024, f) != setup_size-1024 ||
 607         fread(prot_addr, 1, kernel_size, f) != kernel_size) {
 608         fprintf(stderr, "qemu: read error on kernel '%s'\n",
 609                 kernel_filename);
 610         exit(1);
 611     }
 612     fclose(f);
 613
 614     /* generate bootsector to set up the initial register state */
 615     real_seg = (real_addr-phys_ram_base) >> 4;
 616     seg[0] = seg[2] = seg[3] = seg[4] = seg[4] = real_seg;
 617     seg[1] = real_seg+0x20;     /* CS */
 618     memset(gpr, 0, sizeof gpr);
 619     gpr[4] = cmdline_addr-real_addr-16; /* SP (-16 is paranoia) */
 620
 621     generate_bootsect(gpr, seg, 0);
 622 }
 623
 624 static void main_cpu_reset(void *opaque)
 625 {
 626     CPUState *env = opaque;
 627     cpu_reset(env);
 628 }
 629
 630 static const int ide_iobase[2] = { 0x1f0, 0x170 };
 631 static const int ide_iobase2[2] = { 0x3f6, 0x376 };
 632 static const int ide_irq[2] = { 14, 15 };
 633
 634 #define NE2000_NB_MAX 6
 635
 636 static int ne2000_io[NE2000_NB_MAX] = { 0x300, 0x320, 0x340, 0x360, 0x280, 0x380 };
 637 static int ne2000_irq[NE2000_NB_MAX] = { 9, 10, 11, 3, 4, 5 };
 638
 639 static int serial_io[MAX_SERIAL_PORTS] = { 0x3f8, 0x2f8, 0x3e8, 0x2e8 };
 640 static int serial_irq[MAX_SERIAL_PORTS] = { 4, 3, 4, 3 };
 641
 642 static int parallel_io[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 0x378, 0x278, 0x3bc };
 643 static int parallel_irq[MAX_PARALLEL_PORTS] = { 7, 7, 7 };
 644
 645 #ifdef HAS_AUDIO
 646 static void audio_init (PCIBus *pci_bus, qemu_irq *pic)
 647 {
 648     struct soundhw *c;
 649     int audio_enabled = 0;
 650
 651     for (c = soundhw; !audio_enabled && c->name; ++c) {
 652         audio_enabled = c->enabled;
 653     }
 654
 655     if (audio_enabled) {
 656         AudioState *s;
 657
 658         s = AUD_init ();
 659         if (s) {
 660             for (c = soundhw; c->name; ++c) {
 661                 if (c->enabled) {
 662                     if (c->isa) {
 663                         c->init.init_isa (s, pic);
 664                     }
 665                     else {
 666                         if (pci_bus) {
 667                             c->init.init_pci (pci_bus, s);
 668                         }
 669                     }
 670                 }
 671             }
 672         }
 673     }
 674 }
 675 #endif
 676
 677 static void pc_init_ne2k_isa(NICInfo *nd, qemu_irq *pic)
 678 {
 679     static int nb_ne2k = 0;
 680
 681     if (nb_ne2k == NE2000_NB_MAX)
 682         return;
 683     isa_ne2000_init(ne2000_io[nb_ne2k], pic[ne2000_irq[nb_ne2k]], nd);
 684     nb_ne2k++;
 685 }
 686
 687 /* PC hardware initialisation */
 688 static void pc_init1(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
 689                      const char *boot_device, DisplayState *ds,
 690                      const char *kernel_filename, const char *kernel_cmdline,
 691                      const char *initrd_filename,
 692                      int pci_enabled, const char *cpu_model)
 693 {
 694     char buf[1024];
 695     int ret, linux_boot, i;
 696     ram_addr_t ram_addr, vga_ram_addr, bios_offset, vga_bios_offset;
 697     ram_addr_t below_4g_mem_size, above_4g_mem_size = 0;
 698     int bios_size, isa_bios_size, vga_bios_size;
 699     PCIBus *pci_bus;
 700     int piix3_devfn = -1;
 701     CPUState *env;
 702     NICInfo *nd;
 703     qemu_irq *cpu_irq;
 704     qemu_irq *i8259;
 705     int index;
 706     BlockDriverState *hd[MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS];
 707     BlockDriverState *fd[MAX_FD];
 708
 709     if (ram_size >= 0xe0000000 ) {
 710         above_4g_mem_size = ram_size - 0xe0000000;
 711         below_4g_mem_size = 0xe0000000;
 712     } else {
 713         below_4g_mem_size = ram_size;
 714     }
 715
 716     linux_boot = (kernel_filename != NULL);
 717
 718     /* init CPUs */
 719     if (cpu_model == NULL) {
 720 #ifdef TARGET_X86_64
 721         cpu_model = "qemu64";
 722 #else
 723         cpu_model = "qemu32";
 724 #endif
 725     }
 726
 727     for(i = 0; i < smp_cpus; i++) {
 728         env = cpu_init(cpu_model);
 729         if (!env) {
 730             fprintf(stderr, "Unable to find x86 CPU definition\n");
 731             exit(1);
 732         }
 733         if (i != 0)
 734             env->hflags |= HF_HALTED_MASK;
 735         if (smp_cpus > 1) {
 736             /* XXX: enable it in all cases */
 737             env->cpuid_features |= CPUID_APIC;
 738         }
 739         register_savevm("cpu", i, 4, cpu_save, cpu_load, env);
 740         qemu_register_reset(main_cpu_reset, env);
 741         if (pci_enabled) {
 742             apic_init(env);
 743         }
 744     }
 745
 746     vmport_init();
 747
 748     /* allocate RAM */
 749     ram_addr = qemu_ram_alloc(ram_size);
 750     cpu_register_physical_memory(0, below_4g_mem_size, ram_addr);
 751
 752     /* above 4giga memory allocation */
 753     if (above_4g_mem_size > 0) {
 754         cpu_register_physical_memory(0x100000000ULL, above_4g_mem_size,
 755                                      ram_addr + below_4g_mem_size);
 756     }
 757
 758     /* allocate VGA RAM */
 759     vga_ram_addr = qemu_ram_alloc(vga_ram_size);
 760
 761     /* BIOS load */
 762     if (bios_name == NULL)
 763         bios_name = BIOS_FILENAME;
 764     snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, bios_name);
 765     bios_size = get_image_size(buf);
 766     if (bios_size <= 0 ||
 767         (bios_size % 65536) != 0) {
 768         goto bios_error;
 769     }
 770     bios_offset = qemu_ram_alloc(bios_size);
 771     ret = load_image(buf, phys_ram_base + bios_offset);
 772     if (ret != bios_size) {
 773     bios_error:
 774         fprintf(stderr, "qemu: could not load PC BIOS '%s'\n", buf);
 775         exit(1);
 776     }
 777
 778     /* VGA BIOS load */
 779     if (cirrus_vga_enabled) {
 780         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_CIRRUS_FILENAME);
 781     } else {
 782         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/%s", bios_dir, VGABIOS_FILENAME);
 783     }
 784     vga_bios_size = get_image_size(buf);
 785     if (vga_bios_size <= 0 || vga_bios_size > 65536)
 786         goto vga_bios_error;
 787     vga_bios_offset = qemu_ram_alloc(65536);
 788
 789     ret = load_image(buf, phys_ram_base + vga_bios_offset);
 790     if (ret != vga_bios_size) {
 791     vga_bios_error:
 792         fprintf(stderr, "qemu: could not load VGA BIOS '%s'\n", buf);
 793         exit(1);
 794     }
 795
 796     /* setup basic memory access */
 797     cpu_register_physical_memory(0xc0000, 0x10000,
 798                                  vga_bios_offset | IO_MEM_ROM);
 799
 800     /* map the last 128KB of the BIOS in ISA space */
 801     isa_bios_size = bios_size;
 802     if (isa_bios_size > (128 * 1024))
 803         isa_bios_size = 128 * 1024;
 804     cpu_register_physical_memory(0xd0000, (192 * 1024) - isa_bios_size,
 805                                  IO_MEM_UNASSIGNED);
 806     cpu_register_physical_memory(0x100000 - isa_bios_size,
 807                                  isa_bios_size,
 808                                  (bios_offset + bios_size - isa_bios_size) | IO_MEM_ROM);
 809
 810     {
 811         ram_addr_t option_rom_offset;
 812         int size, offset;
 813
 814         offset = 0;
 815         for (i = 0; i < nb_option_roms; i++) {
 816             size = get_image_size(option_rom[i]);
 817             if (size < 0) {
 818                 fprintf(stderr, "Could not load option rom '%s'\n",
 819                         option_rom[i]);
 820                 exit(1);
 821             }
 822             if (size > (0x10000 - offset))
 823                 goto option_rom_error;
 824             option_rom_offset = qemu_ram_alloc(size);
 825             ret = load_image(option_rom[i], phys_ram_base + option_rom_offset);
 826             if (ret != size) {
 827             option_rom_error:
 828                 fprintf(stderr, "Too many option ROMS\n");
 829                 exit(1);
 830             }
 831             size = (size + 4095) & ~4095;
 832             cpu_register_physical_memory(0xd0000 + offset,
 833                                          size, option_rom_offset | IO_MEM_ROM);
 834             offset += size;
 835         }
 836     }
 837
 838     /* map all the bios at the top of memory */
 839     cpu_register_physical_memory((uint32_t)(-bios_size),
 840                                  bios_size, bios_offset | IO_MEM_ROM);
 841
 842     bochs_bios_init();
 843
 844     if (linux_boot)
 845         load_linux(kernel_filename, initrd_filename, kernel_cmdline);
 846
 847     cpu_irq = qemu_allocate_irqs(pic_irq_request, NULL, 1);
 848     i8259 = i8259_init(cpu_irq[0]);
 849     ferr_irq = i8259[13];
 850
 851     if (pci_enabled) {
 852         pci_bus = i440fx_init(&i440fx_state, i8259);
 853         piix3_devfn = piix3_init(pci_bus, -1);
 854     } else {
 855         pci_bus = NULL;
 856     }
 857
 858     /* init basic PC hardware */
 859     register_ioport_write(0x80, 1, 1, ioport80_write, NULL);
 860
 861     register_ioport_write(0xf0, 1, 1, ioportF0_write, NULL);
 862
 863     if (cirrus_vga_enabled) {
 864         if (pci_enabled) {
 865             pci_cirrus_vga_init(pci_bus,
 866                                 ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 867                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 868         } else {
 869             isa_cirrus_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 870                                 vga_ram_addr, vga_ram_size);
 871         }
 872     } else if (vmsvga_enabled) {
 873         if (pci_enabled)
 874             pci_vmsvga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 875                             vga_ram_addr, vga_ram_size);
 876         else
 877             fprintf(stderr, "%s: vmware_vga: no PCI bus\n", __FUNCTION__);
 878     } else {
 879         if (pci_enabled) {
 880             pci_vga_init(pci_bus, ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 881                          vga_ram_addr, vga_ram_size, 0, 0);
 882         } else {
 883             isa_vga_init(ds, phys_ram_base + vga_ram_addr,
 884                          vga_ram_addr, vga_ram_size);
 885         }
 886     }
 887
 888     rtc_state = rtc_init(0x70, i8259[8]);
 889
 890     register_ioport_read(0x92, 1, 1, ioport92_read, NULL);
 891     register_ioport_write(0x92, 1, 1, ioport92_write, NULL);
 892
 893     if (pci_enabled) {
 894         ioapic = ioapic_init();
 895     }
 896     pit = pit_init(0x40, i8259[0]);
 897     pcspk_init(pit);
 898     if (pci_enabled) {
 899         pic_set_alt_irq_func(isa_pic, ioapic_set_irq, ioapic);
 900     }
 901
 902     for(i = 0; i < MAX_SERIAL_PORTS; i++) {
 903         if (serial_hds[i]) {
 904             serial_init(serial_io[i], i8259[serial_irq[i]], serial_hds[i]);
 905         }
 906     }
 907
 908     for(i = 0; i < MAX_PARALLEL_PORTS; i++) {
 909         if (parallel_hds[i]) {
 910             parallel_init(parallel_io[i], i8259[parallel_irq[i]],
 911                           parallel_hds[i]);
 912         }
 913     }
 914
 915     for(i = 0; i < nb_nics; i++) {
 916         nd = &nd_table[i];
 917         if (!nd->model) {
 918             if (pci_enabled) {
 919                 nd->model = "ne2k_pci";
 920             } else {
 921                 nd->model = "ne2k_isa";
 922             }
 923         }
 924         if (strcmp(nd->model, "ne2k_isa") == 0) {
 925             pc_init_ne2k_isa(nd, i8259);
 926         } else if (pci_enabled) {
 927             if (strcmp(nd->model, "?") == 0)
 928                 fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
 929             pci_nic_init(pci_bus, nd, -1);
 930         } else if (strcmp(nd->model, "?") == 0) {
 931             fprintf(stderr, "qemu: Supported ISA NICs: ne2k_isa\n");
 932             exit(1);
 933         } else {
 934             fprintf(stderr, "qemu: Unsupported NIC: %s\n", nd->model);
 935             exit(1);
 936         }
 937     }
 938
 939     if (drive_get_max_bus(IF_IDE) >= MAX_IDE_BUS) {
 940         fprintf(stderr, "qemu: too many IDE bus\n");
 941         exit(1);
 942     }
 943
 944     for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS * MAX_IDE_DEVS; i++) {
 945         index = drive_get_index(IF_IDE, i / MAX_IDE_DEVS, i % MAX_IDE_DEVS);
 946         if (index != -1)
 947             hd[i] = drives_table[index].bdrv;
 948         else
 949             hd[i] = NULL;
 950     }
 951
 952     if (pci_enabled) {
 953         pci_piix3_ide_init(pci_bus, hd, piix3_devfn + 1, i8259);
 954     } else {
 955         for(i = 0; i < MAX_IDE_BUS; i++) {
 956             isa_ide_init(ide_iobase[i], ide_iobase2[i], i8259[ide_irq[i]],
 957                          hd[MAX_IDE_DEVS * i], hd[MAX_IDE_DEVS * i + 1]);
 958         }
 959     }
 960
 961     i8042_init(i8259[1], i8259[12], 0x60);
 962     DMA_init(0);
 963 #ifdef HAS_AUDIO
 964     audio_init(pci_enabled ? pci_bus : NULL, i8259);
 965 #endif
 966
 967     for(i = 0; i < MAX_FD; i++) {
 968         index = drive_get_index(IF_FLOPPY, 0, i);
 969         if (index != -1)
 970             fd[i] = drives_table[index].bdrv;
 971         else
 972             fd[i] = NULL;
 973     }
 974     floppy_controller = fdctrl_init(i8259[6], 2, 0, 0x3f0, fd);
 975
 976     cmos_init(below_4g_mem_size, above_4g_mem_size, boot_device, hd);
 977
 978     if (pci_enabled && usb_enabled) {
 979         usb_uhci_piix3_init(pci_bus, piix3_devfn + 2);
 980     }
 981
 982     if (pci_enabled && acpi_enabled) {
 983         uint8_t *eeprom_buf = qemu_mallocz(8 * 256); /* XXX: make this persistent */
 984         i2c_bus *smbus;
 985
 986         /* TODO: Populate SPD eeprom data.  */
 987         smbus = piix4_pm_init(pci_bus, piix3_devfn + 3, 0xb100, i8259[9]);
 988         for (i = 0; i < 8; i++) {
 989             smbus_eeprom_device_init(smbus, 0x50 + i, eeprom_buf + (i * 256));
 990         }
 991     }
 992
 993     if (i440fx_state) {
 994         i440fx_init_memory_mappings(i440fx_state);
 995     }
 996
 997     if (pci_enabled) {
 998         int max_bus;
 999         int bus, unit;
1000         void *scsi;
1001
1002         max_bus = drive_get_max_bus(IF_SCSI);
1003
1004         for (bus = 0; bus <= max_bus; bus++) {
1005             scsi = lsi_scsi_init(pci_bus, -1);
1006             for (unit = 0; unit < LSI_MAX_DEVS; unit++) {
1007                 index = drive_get_index(IF_SCSI, bus, unit);
1008                 if (index == -1)
1009                     continue;
1010                 lsi_scsi_attach(scsi, drives_table[index].bdrv, unit);
1011             }
1012         }
1013     }
1014 }
1015
1016 static void pc_init_pci(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1017                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1018                         const char *kernel_filename,
1019                         const char *kernel_cmdline,
1020                         const char *initrd_filename,
1021                         const char *cpu_model)
1022 {
1023     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1024              kernel_filename, kernel_cmdline,
1025              initrd_filename, 1, cpu_model);
1026 }
1027
1028 static void pc_init_isa(ram_addr_t ram_size, int vga_ram_size,
1029                         const char *boot_device, DisplayState *ds,
1030                         const char *kernel_filename,
1031                         const char *kernel_cmdline,
1032                         const char *initrd_filename,
1033                         const char *cpu_model)
1034 {
1035     pc_init1(ram_size, vga_ram_size, boot_device, ds,
1036              kernel_filename, kernel_cmdline,
1037              initrd_filename, 0, cpu_model);
1038 }
1039
1040 QEMUMachine pc_machine = {
1041     "pc",
1042     "Standard PC",
1043     pc_init_pci,
1044     VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1045 };
1046
1047 QEMUMachine isapc_machine = {
1048     "isapc",
1049     "ISA-only PC",
1050     pc_init_isa,
1051     VGA_RAM_SIZE + PC_MAX_BIOS_SIZE,
1052 };