hw/core/loader.c

   1 /*
   2  * QEMU Executable loader
   3  *
   4  * Copyright (c) 2006 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  * Gunzip functionality in this file is derived from u-boot:
  25  *
  26  * (C) Copyright 2008 Semihalf
  27  *
  28  * (C) Copyright 2000-2005
  29  * Wolfgang Denk, DENX Software Engineering, [email protected].
  30  *
  31  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  32  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  33  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  34  * the License, or (at your option) any later version.
  35  *
  36  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  37  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  38  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  39  * GNU General Public License for more details.
  40  *
  41  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  42  * with this program; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  43  */
  44
  45 #include "qemu/osdep.h"
  46 #include "qapi/error.h"
  47 #include "hw/hw.h"
  48 #include "disas/disas.h"
  49 #include "monitor/monitor.h"
  50 #include "sysemu/sysemu.h"
  51 #include "uboot_image.h"
  52 #include "hw/loader.h"
  53 #include "hw/nvram/fw_cfg.h"
  54 #include "exec/memory.h"
  55 #include "exec/address-spaces.h"
  56 #include "hw/boards.h"
  57 #include "qemu/cutils.h"
  58
  59 #include <zlib.h>
  60
  61 static int roms_loaded;
  62
  63 /* return the size or -1 if error */
  64 int get_image_size(const char *filename)
  65 {
  66     int fd, size;
  67     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
  68     if (fd < 0)
  69         return -1;
  70     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
  71     close(fd);
  72     return size;
  73 }
  74
  75 /* return the size or -1 if error */
  76 /* deprecated, because caller does not specify buffer size! */
  77 int load_image(const char *filename, uint8_t *addr)
  78 {
  79     int fd, size;
  80     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
  81     if (fd < 0)
  82         return -1;
  83     size = lseek(fd, 0, SEEK_END);
  84     if (size == -1) {
  85         fprintf(stderr, "file %-20s: get size error: %s\n",
  86                 filename, strerror(errno));
  87         close(fd);
  88         return -1;
  89     }
  90
  91     lseek(fd, 0, SEEK_SET);
  92     if (read(fd, addr, size) != size) {
  93         close(fd);
  94         return -1;
  95     }
  96     close(fd);
  97     return size;
  98 }
  99
 100 /* return the size or -1 if error */
 101 ssize_t load_image_size(const char *filename, void *addr, size_t size)
 102 {
 103     int fd;
 104     ssize_t actsize;
 105
 106     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
 107     if (fd < 0) {
 108         return -1;
 109     }
 110
 111     actsize = read(fd, addr, size);
 112     if (actsize < 0) {
 113         close(fd);
 114         return -1;
 115     }
 116     close(fd);
 117
 118     return actsize;
 119 }
 120
 121 /* read()-like version */
 122 ssize_t read_targphys(const char *name,
 123                       int fd, hwaddr dst_addr, size_t nbytes)
 124 {
 125     uint8_t *buf;
 126     ssize_t did;
 127
 128     buf = g_malloc(nbytes);
 129     did = read(fd, buf, nbytes);
 130     if (did > 0)
 131         rom_add_blob_fixed("read", buf, did, dst_addr);
 132     g_free(buf);
 133     return did;
 134 }
 135
 136 int load_image_targphys(const char *filename,
 137                         hwaddr addr, uint64_t max_sz)
 138 {
 139     return load_image_targphys_as(filename, addr, max_sz, NULL);
 140 }
 141
 142 /* return the size or -1 if error */
 143 int load_image_targphys_as(const char *filename,
 144                            hwaddr addr, uint64_t max_sz, AddressSpace *as)
 145 {
 146     int size;
 147
 148     size = get_image_size(filename);
 149     if (size < 0 || size > max_sz) {
 150         return -1;
 151     }
 152     if (size > 0) {
 153         if (rom_add_file_fixed_as(filename, addr, -1, as) < 0) {
 154             return -1;
 155         }
 156     }
 157     return size;
 158 }
 159
 160 int load_image_mr(const char *filename, MemoryRegion *mr)
 161 {
 162     int size;
 163
 164     if (!memory_access_is_direct(mr, false)) {
 165         /* Can only load an image into RAM or ROM */
 166         return -1;
 167     }
 168
 169     size = get_image_size(filename);
 170
 171     if (size < 0 || size > memory_region_size(mr)) {
 172         return -1;
 173     }
 174     if (size > 0) {
 175         if (rom_add_file_mr(filename, mr, -1) < 0) {
 176             return -1;
 177         }
 178     }
 179     return size;
 180 }
 181
 182 void pstrcpy_targphys(const char *name, hwaddr dest, int buf_size,
 183                       const char *source)
 184 {
 185     const char *nulp;
 186     char *ptr;
 187
 188     if (buf_size <= 0) return;
 189     nulp = memchr(source, 0, buf_size);
 190     if (nulp) {
 191         rom_add_blob_fixed(name, source, (nulp - source) + 1, dest);
 192     } else {
 193         rom_add_blob_fixed(name, source, buf_size, dest);
 194         ptr = rom_ptr(dest + buf_size - 1, sizeof(*ptr));
 195         *ptr = 0;
 196     }
 197 }
 198
 199 /* A.OUT loader */
 200
 201 struct exec
 202 {
 203   uint32_t a_info;   /* Use macros N_MAGIC, etc for access */
 204   uint32_t a_text;   /* length of text, in bytes */
 205   uint32_t a_data;   /* length of data, in bytes */
 206   uint32_t a_bss;    /* length of uninitialized data area, in bytes */
 207   uint32_t a_syms;   /* length of symbol table data in file, in bytes */
 208   uint32_t a_entry;  /* start address */
 209   uint32_t a_trsize; /* length of relocation info for text, in bytes */
 210   uint32_t a_drsize; /* length of relocation info for data, in bytes */
 211 };
 212
 213 static void bswap_ahdr(struct exec *e)
 214 {
 215     bswap32s(&e->a_info);
 216     bswap32s(&e->a_text);
 217     bswap32s(&e->a_data);
 218     bswap32s(&e->a_bss);
 219     bswap32s(&e->a_syms);
 220     bswap32s(&e->a_entry);
 221     bswap32s(&e->a_trsize);
 222     bswap32s(&e->a_drsize);
 223 }
 224
 225 #define N_MAGIC(exec) ((exec).a_info & 0xffff)
 226 #define OMAGIC 0407
 227 #define NMAGIC 0410
 228 #define ZMAGIC 0413
 229 #define QMAGIC 0314
 230 #define _N_HDROFF(x) (1024 - sizeof (struct exec))
 231 #define N_TXTOFF(x)                                                     \
 232     (N_MAGIC(x) == ZMAGIC ? _N_HDROFF((x)) + sizeof (struct exec) :     \
 233      (N_MAGIC(x) == QMAGIC ? 0 : sizeof (struct exec)))
 234 #define N_TXTADDR(x, target_page_size) (N_MAGIC(x) == QMAGIC ? target_page_size : 0)
 235 #define _N_SEGMENT_ROUND(x, target_page_size) (((x) + target_page_size - 1) & ~(target_page_size - 1))
 236
 237 #define _N_TXTENDADDR(x, target_page_size) (N_TXTADDR(x, target_page_size)+(x).a_text)
 238
 239 #define N_DATADDR(x, target_page_size) \
 240     (N_MAGIC(x)==OMAGIC? (_N_TXTENDADDR(x, target_page_size)) \
 241      : (_N_SEGMENT_ROUND (_N_TXTENDADDR(x, target_page_size), target_page_size)))
 242
 243
 244 int load_aout(const char *filename, hwaddr addr, int max_sz,
 245               int bswap_needed, hwaddr target_page_size)
 246 {
 247     int fd;
 248     ssize_t size, ret;
 249     struct exec e;
 250     uint32_t magic;
 251
 252     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
 253     if (fd < 0)
 254         return -1;
 255
 256     size = read(fd, &e, sizeof(e));
 257     if (size < 0)
 258         goto fail;
 259
 260     if (bswap_needed) {
 261         bswap_ahdr(&e);
 262     }
 263
 264     magic = N_MAGIC(e);
 265     switch (magic) {
 266     case ZMAGIC:
 267     case QMAGIC:
 268     case OMAGIC:
 269         if (e.a_text + e.a_data > max_sz)
 270             goto fail;
 271         lseek(fd, N_TXTOFF(e), SEEK_SET);
 272         size = read_targphys(filename, fd, addr, e.a_text + e.a_data);
 273         if (size < 0)
 274             goto fail;
 275         break;
 276     case NMAGIC:
 277         if (N_DATADDR(e, target_page_size) + e.a_data > max_sz)
 278             goto fail;
 279         lseek(fd, N_TXTOFF(e), SEEK_SET);
 280         size = read_targphys(filename, fd, addr, e.a_text);
 281         if (size < 0)
 282             goto fail;
 283         ret = read_targphys(filename, fd, addr + N_DATADDR(e, target_page_size),
 284                             e.a_data);
 285         if (ret < 0)
 286             goto fail;
 287         size += ret;
 288         break;
 289     default:
 290         goto fail;
 291     }
 292     close(fd);
 293     return size;
 294  fail:
 295     close(fd);
 296     return -1;
 297 }
 298
 299 /* ELF loader */
 300
 301 static void *load_at(int fd, off_t offset, size_t size)
 302 {
 303     void *ptr;
 304     if (lseek(fd, offset, SEEK_SET) < 0)
 305         return NULL;
 306     ptr = g_malloc(size);
 307     if (read(fd, ptr, size) != size) {
 308         g_free(ptr);
 309         return NULL;
 310     }
 311     return ptr;
 312 }
 313
 314 #ifdef ELF_CLASS
 315 #undef ELF_CLASS
 316 #endif
 317
 318 #define ELF_CLASS   ELFCLASS32
 319 #include "elf.h"
 320
 321 #define SZ              32
 322 #define elf_word        uint32_t
 323 #define elf_sword        int32_t
 324 #define bswapSZs        bswap32s
 325 #include "hw/elf_ops.h"
 326
 327 #undef elfhdr
 328 #undef elf_phdr
 329 #undef elf_shdr
 330 #undef elf_sym
 331 #undef elf_rela
 332 #undef elf_note
 333 #undef elf_word
 334 #undef elf_sword
 335 #undef bswapSZs
 336 #undef SZ
 337 #define elfhdr          elf64_hdr
 338 #define elf_phdr        elf64_phdr
 339 #define elf_note        elf64_note
 340 #define elf_shdr        elf64_shdr
 341 #define elf_sym         elf64_sym
 342 #define elf_rela        elf64_rela
 343 #define elf_word        uint64_t
 344 #define elf_sword        int64_t
 345 #define bswapSZs        bswap64s
 346 #define SZ              64
 347 #include "hw/elf_ops.h"
 348
 349 const char *load_elf_strerror(int error)
 350 {
 351     switch (error) {
 352     case 0:
 353         return "No error";
 354     case ELF_LOAD_FAILED:
 355         return "Failed to load ELF";
 356     case ELF_LOAD_NOT_ELF:
 357         return "The image is not ELF";
 358     case ELF_LOAD_WRONG_ARCH:
 359         return "The image is from incompatible architecture";
 360     case ELF_LOAD_WRONG_ENDIAN:
 361         return "The image has incorrect endianness";
 362     default:
 363         return "Unknown error";
 364     }
 365 }
 366
 367 void load_elf_hdr(const char *filename, void *hdr, bool *is64, Error **errp)
 368 {
 369     int fd;
 370     uint8_t e_ident_local[EI_NIDENT];
 371     uint8_t *e_ident;
 372     size_t hdr_size, off;
 373     bool is64l;
 374
 375     if (!hdr) {
 376         hdr = e_ident_local;
 377     }
 378     e_ident = hdr;
 379
 380     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
 381     if (fd < 0) {
 382         error_setg_errno(errp, errno, "Failed to open file: %s", filename);
 383         return;
 384     }
 385     if (read(fd, hdr, EI_NIDENT) != EI_NIDENT) {
 386         error_setg_errno(errp, errno, "Failed to read file: %s", filename);
 387         goto fail;
 388     }
 389     if (e_ident[0] != ELFMAG0 ||
 390         e_ident[1] != ELFMAG1 ||
 391         e_ident[2] != ELFMAG2 ||
 392         e_ident[3] != ELFMAG3) {
 393         error_setg(errp, "Bad ELF magic");
 394         goto fail;
 395     }
 396
 397     is64l = e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS64;
 398     hdr_size = is64l ? sizeof(Elf64_Ehdr) : sizeof(Elf32_Ehdr);
 399     if (is64) {
 400         *is64 = is64l;
 401     }
 402
 403     off = EI_NIDENT;
 404     while (hdr != e_ident_local && off < hdr_size) {
 405         size_t br = read(fd, hdr + off, hdr_size - off);
 406         switch (br) {
 407         case 0:
 408             error_setg(errp, "File too short: %s", filename);
 409             goto fail;
 410         case -1:
 411             error_setg_errno(errp, errno, "Failed to read file: %s",
 412                              filename);
 413             goto fail;
 414         }
 415         off += br;
 416     }
 417
 418 fail:
 419     close(fd);
 420 }
 421
 422 /* return < 0 if error, otherwise the number of bytes loaded in memory */
 423 int load_elf(const char *filename, uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 424              void *translate_opaque, uint64_t *pentry, uint64_t *lowaddr,
 425              uint64_t *highaddr, int big_endian, int elf_machine,
 426              int clear_lsb, int data_swab)
 427 {
 428     return load_elf_as(filename, translate_fn, translate_opaque, pentry,
 429                        lowaddr, highaddr, big_endian, elf_machine, clear_lsb,
 430                        data_swab, NULL);
 431 }
 432
 433 /* return < 0 if error, otherwise the number of bytes loaded in memory */
 434 int load_elf_as(const char *filename,
 435                 uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 436                 void *translate_opaque, uint64_t *pentry, uint64_t *lowaddr,
 437                 uint64_t *highaddr, int big_endian, int elf_machine,
 438                 int clear_lsb, int data_swab, AddressSpace *as)
 439 {
 440     return load_elf_ram(filename, translate_fn, translate_opaque,
 441                         pentry, lowaddr, highaddr, big_endian, elf_machine,
 442                         clear_lsb, data_swab, as, true);
 443 }
 444
 445 /* return < 0 if error, otherwise the number of bytes loaded in memory */
 446 int load_elf_ram(const char *filename,
 447                  uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 448                  void *translate_opaque, uint64_t *pentry, uint64_t *lowaddr,
 449                  uint64_t *highaddr, int big_endian, int elf_machine,
 450                  int clear_lsb, int data_swab, AddressSpace *as,
 451                  bool load_rom)
 452 {
 453     return load_elf_ram_sym(filename, translate_fn, translate_opaque,
 454                             pentry, lowaddr, highaddr, big_endian,
 455                             elf_machine, clear_lsb, data_swab, as,
 456                             load_rom, NULL);
 457 }
 458
 459 /* return < 0 if error, otherwise the number of bytes loaded in memory */
 460 int load_elf_ram_sym(const char *filename,
 461                      uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 462                      void *translate_opaque, uint64_t *pentry,
 463                      uint64_t *lowaddr, uint64_t *highaddr, int big_endian,
 464                      int elf_machine, int clear_lsb, int data_swab,
 465                      AddressSpace *as, bool load_rom, symbol_fn_t sym_cb)
 466 {
 467     int fd, data_order, target_data_order, must_swab, ret = ELF_LOAD_FAILED;
 468     uint8_t e_ident[EI_NIDENT];
 469
 470     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
 471     if (fd < 0) {
 472         perror(filename);
 473         return -1;
 474     }
 475     if (read(fd, e_ident, sizeof(e_ident)) != sizeof(e_ident))
 476         goto fail;
 477     if (e_ident[0] != ELFMAG0 ||
 478         e_ident[1] != ELFMAG1 ||
 479         e_ident[2] != ELFMAG2 ||
 480         e_ident[3] != ELFMAG3) {
 481         ret = ELF_LOAD_NOT_ELF;
 482         goto fail;
 483     }
 484 #ifdef HOST_WORDS_BIGENDIAN
 485     data_order = ELFDATA2MSB;
 486 #else
 487     data_order = ELFDATA2LSB;
 488 #endif
 489     must_swab = data_order != e_ident[EI_DATA];
 490     if (big_endian) {
 491         target_data_order = ELFDATA2MSB;
 492     } else {
 493         target_data_order = ELFDATA2LSB;
 494     }
 495
 496     if (target_data_order != e_ident[EI_DATA]) {
 497         ret = ELF_LOAD_WRONG_ENDIAN;
 498         goto fail;
 499     }
 500
 501     lseek(fd, 0, SEEK_SET);
 502     if (e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS64) {
 503         ret = load_elf64(filename, fd, translate_fn, translate_opaque, must_swab,
 504                          pentry, lowaddr, highaddr, elf_machine, clear_lsb,
 505                          data_swab, as, load_rom, sym_cb);
 506     } else {
 507         ret = load_elf32(filename, fd, translate_fn, translate_opaque, must_swab,
 508                          pentry, lowaddr, highaddr, elf_machine, clear_lsb,
 509                          data_swab, as, load_rom, sym_cb);
 510     }
 511
 512  fail:
 513     close(fd);
 514     return ret;
 515 }
 516
 517 static void bswap_uboot_header(uboot_image_header_t *hdr)
 518 {
 519 #ifndef HOST_WORDS_BIGENDIAN
 520     bswap32s(&hdr->ih_magic);
 521     bswap32s(&hdr->ih_hcrc);
 522     bswap32s(&hdr->ih_time);
 523     bswap32s(&hdr->ih_size);
 524     bswap32s(&hdr->ih_load);
 525     bswap32s(&hdr->ih_ep);
 526     bswap32s(&hdr->ih_dcrc);
 527 #endif
 528 }
 529
 530
 531 #define ZALLOC_ALIGNMENT        16
 532
 533 static void *zalloc(void *x, unsigned items, unsigned size)
 534 {
 535     void *p;
 536
 537     size *= items;
 538     size = (size + ZALLOC_ALIGNMENT - 1) & ~(ZALLOC_ALIGNMENT - 1);
 539
 540     p = g_malloc(size);
 541
 542     return (p);
 543 }
 544
 545 static void zfree(void *x, void *addr)
 546 {
 547     g_free(addr);
 548 }
 549
 550
 551 #define HEAD_CRC        2
 552 #define EXTRA_FIELD     4
 553 #define ORIG_NAME       8
 554 #define COMMENT         0x10
 555 #define RESERVED        0xe0
 556
 557 #define DEFLATED        8
 558
 559 ssize_t gunzip(void *dst, size_t dstlen, uint8_t *src, size_t srclen)
 560 {
 561     z_stream s;
 562     ssize_t dstbytes;
 563     int r, i, flags;
 564
 565     /* skip header */
 566     i = 10;
 567     flags = src[3];
 568     if (src[2] != DEFLATED || (flags & RESERVED) != 0) {
 569         puts ("Error: Bad gzipped data\n");
 570         return -1;
 571     }
 572     if ((flags & EXTRA_FIELD) != 0)
 573         i = 12 + src[10] + (src[11] << 8);
 574     if ((flags & ORIG_NAME) != 0)
 575         while (src[i++] != 0)
 576             ;
 577     if ((flags & COMMENT) != 0)
 578         while (src[i++] != 0)
 579             ;
 580     if ((flags & HEAD_CRC) != 0)
 581         i += 2;
 582     if (i >= srclen) {
 583         puts ("Error: gunzip out of data in header\n");
 584         return -1;
 585     }
 586
 587     s.zalloc = zalloc;
 588     s.zfree = zfree;
 589
 590     r = inflateInit2(&s, -MAX_WBITS);
 591     if (r != Z_OK) {
 592         printf ("Error: inflateInit2() returned %d\n", r);
 593         return (-1);
 594     }
 595     s.next_in = src + i;
 596     s.avail_in = srclen - i;
 597     s.next_out = dst;
 598     s.avail_out = dstlen;
 599     r = inflate(&s, Z_FINISH);
 600     if (r != Z_OK && r != Z_STREAM_END) {
 601         printf ("Error: inflate() returned %d\n", r);
 602         return -1;
 603     }
 604     dstbytes = s.next_out - (unsigned char *) dst;
 605     inflateEnd(&s);
 606
 607     return dstbytes;
 608 }
 609
 610 /* Load a U-Boot image.  */
 611 static int load_uboot_image(const char *filename, hwaddr *ep, hwaddr *loadaddr,
 612                             int *is_linux, uint8_t image_type,
 613                             uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 614                             void *translate_opaque, AddressSpace *as)
 615 {
 616     int fd;
 617     int size;
 618     hwaddr address;
 619     uboot_image_header_t h;
 620     uboot_image_header_t *hdr = &h;
 621     uint8_t *data = NULL;
 622     int ret = -1;
 623     int do_uncompress = 0;
 624
 625     fd = open(filename, O_RDONLY | O_BINARY);
 626     if (fd < 0)
 627         return -1;
 628
 629     size = read(fd, hdr, sizeof(uboot_image_header_t));
 630     if (size < sizeof(uboot_image_header_t)) {
 631         goto out;
 632     }
 633
 634     bswap_uboot_header(hdr);
 635
 636     if (hdr->ih_magic != IH_MAGIC)
 637         goto out;
 638
 639     if (hdr->ih_type != image_type) {
 640         fprintf(stderr, "Wrong image type %d, expected %d\n", hdr->ih_type,
 641                 image_type);
 642         goto out;
 643     }
 644
 645     /* TODO: Implement other image types.  */
 646     switch (hdr->ih_type) {
 647     case IH_TYPE_KERNEL:
 648         address = hdr->ih_load;
 649         if (translate_fn) {
 650             address = translate_fn(translate_opaque, address);
 651         }
 652         if (loadaddr) {
 653             *loadaddr = hdr->ih_load;
 654         }
 655
 656         switch (hdr->ih_comp) {
 657         case IH_COMP_NONE:
 658             break;
 659         case IH_COMP_GZIP:
 660             do_uncompress = 1;
 661             break;
 662         default:
 663             fprintf(stderr,
 664                     "Unable to load u-boot images with compression type %d\n",
 665                     hdr->ih_comp);
 666             goto out;
 667         }
 668
 669         if (ep) {
 670             *ep = hdr->ih_ep;
 671         }
 672
 673         /* TODO: Check CPU type.  */
 674         if (is_linux) {
 675             if (hdr->ih_os == IH_OS_LINUX) {
 676                 *is_linux = 1;
 677             } else {
 678                 *is_linux = 0;
 679             }
 680         }
 681
 682         break;
 683     case IH_TYPE_RAMDISK:
 684         address = *loadaddr;
 685         break;
 686     default:
 687         fprintf(stderr, "Unsupported u-boot image type %d\n", hdr->ih_type);
 688         goto out;
 689     }
 690
 691     data = g_malloc(hdr->ih_size);
 692
 693     if (read(fd, data, hdr->ih_size) != hdr->ih_size) {
 694         fprintf(stderr, "Error reading file\n");
 695         goto out;
 696     }
 697
 698     if (do_uncompress) {
 699         uint8_t *compressed_data;
 700         size_t max_bytes;
 701         ssize_t bytes;
 702
 703         compressed_data = data;
 704         max_bytes = UBOOT_MAX_GUNZIP_BYTES;
 705         data = g_malloc(max_bytes);
 706
 707         bytes = gunzip(data, max_bytes, compressed_data, hdr->ih_size);
 708         g_free(compressed_data);
 709         if (bytes < 0) {
 710             fprintf(stderr, "Unable to decompress gzipped image!\n");
 711             goto out;
 712         }
 713         hdr->ih_size = bytes;
 714     }
 715
 716     rom_add_blob_fixed_as(filename, data, hdr->ih_size, address, as);
 717
 718     ret = hdr->ih_size;
 719
 720 out:
 721     g_free(data);
 722     close(fd);
 723     return ret;
 724 }
 725
 726 int load_uimage(const char *filename, hwaddr *ep, hwaddr *loadaddr,
 727                 int *is_linux,
 728                 uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 729                 void *translate_opaque)
 730 {
 731     return load_uboot_image(filename, ep, loadaddr, is_linux, IH_TYPE_KERNEL,
 732                             translate_fn, translate_opaque, NULL);
 733 }
 734
 735 int load_uimage_as(const char *filename, hwaddr *ep, hwaddr *loadaddr,
 736                    int *is_linux,
 737                    uint64_t (*translate_fn)(void *, uint64_t),
 738                    void *translate_opaque, AddressSpace *as)
 739 {
 740     return load_uboot_image(filename, ep, loadaddr, is_linux, IH_TYPE_KERNEL,
 741                             translate_fn, translate_opaque, as);
 742 }
 743
 744 /* Load a ramdisk.  */
 745 int load_ramdisk(const char *filename, hwaddr addr, uint64_t max_sz)
 746 {
 747     return load_ramdisk_as(filename, addr, max_sz, NULL);
 748 }
 749
 750 int load_ramdisk_as(const char *filename, hwaddr addr, uint64_t max_sz,
 751                     AddressSpace *as)
 752 {
 753     return load_uboot_image(filename, NULL, &addr, NULL, IH_TYPE_RAMDISK,
 754                             NULL, NULL, as);
 755 }
 756
 757 /* Load a gzip-compressed kernel to a dynamically allocated buffer. */
 758 int load_image_gzipped_buffer(const char *filename, uint64_t max_sz,
 759                               uint8_t **buffer)
 760 {
 761     uint8_t *compressed_data = NULL;
 762     uint8_t *data = NULL;
 763     gsize len;
 764     ssize_t bytes;
 765     int ret = -1;
 766
 767     if (!g_file_get_contents(filename, (char **) &compressed_data, &len,
 768                              NULL)) {
 769         goto out;
 770     }
 771
 772     /* Is it a gzip-compressed file? */
 773     if (len < 2 ||
 774         compressed_data[0] != 0x1f ||
 775         compressed_data[1] != 0x8b) {
 776         goto out;
 777     }
 778
 779     if (max_sz > LOAD_IMAGE_MAX_GUNZIP_BYTES) {
 780         max_sz = LOAD_IMAGE_MAX_GUNZIP_BYTES;
 781     }
 782
 783     data = g_malloc(max_sz);
 784     bytes = gunzip(data, max_sz, compressed_data, len);
 785     if (bytes < 0) {
 786         fprintf(stderr, "%s: unable to decompress gzipped kernel file\n",
 787                 filename);
 788         goto out;
 789     }
 790
 791     /* trim to actual size and return to caller */
 792     *buffer = g_realloc(data, bytes);
 793     ret = bytes;
 794     /* ownership has been transferred to caller */
 795     data = NULL;
 796
 797  out:
 798     g_free(compressed_data);
 799     g_free(data);
 800     return ret;
 801 }
 802
 803 /* Load a gzip-compressed kernel. */
 804 int load_image_gzipped(const char *filename, hwaddr addr, uint64_t max_sz)
 805 {
 806     int bytes;
 807     uint8_t *data;
 808
 809     bytes = load_image_gzipped_buffer(filename, max_sz, &data);
 810     if (bytes != -1) {
 811         rom_add_blob_fixed(filename, data, bytes, addr);
 812         g_free(data);
 813     }
 814     return bytes;
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Functions for reboot-persistent memory regions.
 819  *  - used for vga bios and option roms.
 820  *  - also linux kernel (-kernel / -initrd).
 821  */
 822
 823 typedef struct Rom Rom;
 824
 825 struct Rom {
 826     char *name;
 827     char *path;
 828
 829     /* datasize is the amount of memory allocated in "data". If datasize is less
 830      * than romsize, it means that the area from datasize to romsize is filled
 831      * with zeros.
 832      */
 833     size_t romsize;
 834     size_t datasize;
 835
 836     uint8_t *data;
 837     MemoryRegion *mr;
 838     AddressSpace *as;
 839     int isrom;
 840     char *fw_dir;
 841     char *fw_file;
 842
 843     hwaddr addr;
 844     QTAILQ_ENTRY(Rom) next;
 845 };
 846
 847 static FWCfgState *fw_cfg;
 848 static QTAILQ_HEAD(, Rom) roms = QTAILQ_HEAD_INITIALIZER(roms);
 849
 850 static inline bool rom_order_compare(Rom *rom, Rom *item)
 851 {
 852     return ((uintptr_t)(void *)rom->as > (uintptr_t)(void *)item->as) ||
 853            (rom->as == item->as && rom->addr >= item->addr);
 854 }
 855
 856 static void rom_insert(Rom *rom)
 857 {
 858     Rom *item;
 859
 860     if (roms_loaded) {
 861         hw_error ("ROM images must be loaded at startup\n");
 862     }
 863
 864     /* The user didn't specify an address space, this is the default */
 865     if (!rom->as) {
 866         rom->as = &address_space_memory;
 867     }
 868
 869     /* List is ordered by load address in the same address space */
 870     QTAILQ_FOREACH(item, &roms, next) {
 871         if (rom_order_compare(rom, item)) {
 872             continue;
 873         }
 874         QTAILQ_INSERT_BEFORE(item, rom, next);
 875         return;
 876     }
 877     QTAILQ_INSERT_TAIL(&roms, rom, next);
 878 }
 879
 880 static void fw_cfg_resized(const char *id, uint64_t length, void *host)
 881 {
 882     if (fw_cfg) {
 883         fw_cfg_modify_file(fw_cfg, id + strlen("/rom@"), host, length);
 884     }
 885 }
 886
 887 static void *rom_set_mr(Rom *rom, Object *owner, const char *name, bool ro)
 888 {
 889     void *data;
 890
 891     rom->mr = g_malloc(sizeof(*rom->mr));
 892     memory_region_init_resizeable_ram(rom->mr, owner, name,
 893                                       rom->datasize, rom->romsize,
 894                                       fw_cfg_resized,
 895                                       &error_fatal);
 896     memory_region_set_readonly(rom->mr, ro);
 897     vmstate_register_ram_global(rom->mr);
 898
 899     data = memory_region_get_ram_ptr(rom->mr);
 900     memcpy(data, rom->data, rom->datasize);
 901
 902     return data;
 903 }
 904
 905 int rom_add_file(const char *file, const char *fw_dir,
 906                  hwaddr addr, int32_t bootindex,
 907                  bool option_rom, MemoryRegion *mr,
 908                  AddressSpace *as)
 909 {
 910     MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(qdev_get_machine());
 911     Rom *rom;
 912     int rc, fd = -1;
 913     char devpath[100];
 914
 915     if (as && mr) {
 916         fprintf(stderr, "Specifying an Address Space and Memory Region is " \
 917                 "not valid when loading a rom\n");
 918         /* We haven't allocated anything so we don't need any cleanup */
 919         return -1;
 920     }
 921
 922     rom = g_malloc0(sizeof(*rom));
 923     rom->name = g_strdup(file);
 924     rom->path = qemu_find_file(QEMU_FILE_TYPE_BIOS, rom->name);
 925     rom->as = as;
 926     if (rom->path == NULL) {
 927         rom->path = g_strdup(file);
 928     }
 929
 930     fd = open(rom->path, O_RDONLY | O_BINARY);
 931     if (fd == -1) {
 932         fprintf(stderr, "Could not open option rom '%s': %s\n",
 933                 rom->path, strerror(errno));
 934         goto err;
 935     }
 936
 937     if (fw_dir) {
 938         rom->fw_dir  = g_strdup(fw_dir);
 939         rom->fw_file = g_strdup(file);
 940     }
 941     rom->addr     = addr;
 942     rom->romsize  = lseek(fd, 0, SEEK_END);
 943     if (rom->romsize == -1) {
 944         fprintf(stderr, "rom: file %-20s: get size error: %s\n",
 945                 rom->name, strerror(errno));
 946         goto err;
 947     }
 948
 949     rom->datasize = rom->romsize;
 950     rom->data     = g_malloc0(rom->datasize);
 951     lseek(fd, 0, SEEK_SET);
 952     rc = read(fd, rom->data, rom->datasize);
 953     if (rc != rom->datasize) {
 954         fprintf(stderr, "rom: file %-20s: read error: rc=%d (expected %zd)\n",
 955                 rom->name, rc, rom->datasize);
 956         goto err;
 957     }
 958     close(fd);
 959     rom_insert(rom);
 960     if (rom->fw_file && fw_cfg) {
 961         const char *basename;
 962         char fw_file_name[FW_CFG_MAX_FILE_PATH];
 963         void *data;
 964
 965         basename = strrchr(rom->fw_file, '/');
 966         if (basename) {
 967             basename++;
 968         } else {
 969             basename = rom->fw_file;
 970         }
 971         snprintf(fw_file_name, sizeof(fw_file_name), "%s/%s", rom->fw_dir,
 972                  basename);
 973         snprintf(devpath, sizeof(devpath), "/rom@%s", fw_file_name);
 974
 975         if ((!option_rom || mc->option_rom_has_mr) && mc->rom_file_has_mr) {
 976             data = rom_set_mr(rom, OBJECT(fw_cfg), devpath, true);
 977         } else {
 978             data = rom->data;
 979         }
 980
 981         fw_cfg_add_file(fw_cfg, fw_file_name, data, rom->romsize);
 982     } else {
 983         if (mr) {
 984             rom->mr = mr;
 985             snprintf(devpath, sizeof(devpath), "/rom@%s", file);
 986         } else {
 987             snprintf(devpath, sizeof(devpath), "/rom@" TARGET_FMT_plx, addr);
 988         }
 989     }
 990
 991     add_boot_device_path(bootindex, NULL, devpath);
 992     return 0;
 993
 994 err:
 995     if (fd != -1)
 996         close(fd);
 997
 998     g_free(rom->data);
 999     g_free(rom->path);
1000     g_free(rom->name);
1001     if (fw_dir) {
1002         g_free(rom->fw_dir);
1003         g_free(rom->fw_file);
1004     }
1005     g_free(rom);
1006
1007     return -1;
1008 }
1009
1010 MemoryRegion *rom_add_blob(const char *name, const void *blob, size_t len,
1011                    size_t max_len, hwaddr addr, const char *fw_file_name,
1012                    FWCfgCallback fw_callback, void *callback_opaque,
1013                    AddressSpace *as, bool read_only)
1014 {
1015     MachineClass *mc = MACHINE_GET_CLASS(qdev_get_machine());
1016     Rom *rom;
1017     MemoryRegion *mr = NULL;
1018
1019     rom           = g_malloc0(sizeof(*rom));
1020     rom->name     = g_strdup(name);
1021     rom->as       = as;
1022     rom->addr     = addr;
1023     rom->romsize  = max_len ? max_len : len;
1024     rom->datasize = len;
1025     rom->data     = g_malloc0(rom->datasize);
1026     memcpy(rom->data, blob, len);
1027     rom_insert(rom);
1028     if (fw_file_name && fw_cfg) {
1029         char devpath[100];
1030         void *data;
1031
1032         if (read_only) {
1033             snprintf(devpath, sizeof(devpath), "/rom@%s", fw_file_name);
1034         } else {
1035             snprintf(devpath, sizeof(devpath), "/ram@%s", fw_file_name);
1036         }
1037
1038         if (mc->rom_file_has_mr) {
1039             data = rom_set_mr(rom, OBJECT(fw_cfg), devpath, read_only);
1040             mr = rom->mr;
1041         } else {
1042             data = rom->data;
1043         }
1044
1045         fw_cfg_add_file_callback(fw_cfg, fw_file_name,
1046                                  fw_callback, NULL, callback_opaque,
1047                                  data, rom->datasize, read_only);
1048     }
1049     return mr;
1050 }
1051
1052 /* This function is specific for elf program because we don't need to allocate
1053  * all the rom. We just allocate the first part and the rest is just zeros. This
1054  * is why romsize and datasize are different. Also, this function seize the
1055  * memory ownership of "data", so we don't have to allocate and copy the buffer.
1056  */
1057 int rom_add_elf_program(const char *name, void *data, size_t datasize,
1058                         size_t romsize, hwaddr addr, AddressSpace *as)
1059 {
1060     Rom *rom;
1061
1062     rom           = g_malloc0(sizeof(*rom));
1063     rom->name     = g_strdup(name);
1064     rom->addr     = addr;
1065     rom->datasize = datasize;
1066     rom->romsize  = romsize;
1067     rom->data     = data;
1068     rom->as       = as;
1069     rom_insert(rom);
1070     return 0;
1071 }
1072
1073 int rom_add_vga(const char *file)
1074 {
1075     return rom_add_file(file, "vgaroms", 0, -1, true, NULL, NULL);
1076 }
1077
1078 int rom_add_option(const char *file, int32_t bootindex)
1079 {
1080     return rom_add_file(file, "genroms", 0, bootindex, true, NULL, NULL);
1081 }
1082
1083 static void rom_reset(void *unused)
1084 {
1085     Rom *rom;
1086
1087     QTAILQ_FOREACH(rom, &roms, next) {
1088         if (rom->fw_file) {
1089             continue;
1090         }
1091         if (rom->data == NULL) {
1092             continue;
1093         }
1094         if (rom->mr) {
1095             void *host = memory_region_get_ram_ptr(rom->mr);
1096             memcpy(host, rom->data, rom->datasize);
1097         } else {
1098             cpu_physical_memory_write_rom(rom->as, rom->addr, rom->data,
1099                                           rom->datasize);
1100         }
1101         if (rom->isrom) {
1102             /* rom needs to be written only once */
1103             g_free(rom->data);
1104             rom->data = NULL;
1105         }
1106         /*
1107          * The rom loader is really on the same level as firmware in the guest
1108          * shadowing a ROM into RAM. Such a shadowing mechanism needs to ensure
1109          * that the instruction cache for that new region is clear, so that the
1110          * CPU definitely fetches its instructions from the just written data.
1111          */
1112         cpu_flush_icache_range(rom->addr, rom->datasize);
1113     }
1114 }
1115
1116 int rom_check_and_register_reset(void)
1117 {
1118     hwaddr addr = 0;
1119     MemoryRegionSection section;
1120     Rom *rom;
1121     AddressSpace *as = NULL;
1122
1123     QTAILQ_FOREACH(rom, &roms, next) {
1124         if (rom->fw_file) {
1125             continue;
1126         }
1127         if (!rom->mr) {
1128             if ((addr > rom->addr) && (as == rom->as)) {
1129                 fprintf(stderr, "rom: requested regions overlap "
1130                         "(rom %s. free=0x" TARGET_FMT_plx
1131                         ", addr=0x" TARGET_FMT_plx ")\n",
1132                         rom->name, addr, rom->addr);
1133                 return -1;
1134             }
1135             addr  = rom->addr;
1136             addr += rom->romsize;
1137             as = rom->as;
1138         }
1139         section = memory_region_find(rom->mr ? rom->mr : get_system_memory(),
1140                                      rom->addr, 1);
1141         rom->isrom = int128_nz(section.size) && memory_region_is_rom(section.mr);
1142         memory_region_unref(section.mr);
1143     }
1144     qemu_register_reset(rom_reset, NULL);
1145     roms_loaded = 1;
1146     return 0;
1147 }
1148
1149 void rom_set_fw(FWCfgState *f)
1150 {
1151     fw_cfg = f;
1152 }
1153
1154 void rom_set_order_override(int order)
1155 {
1156     if (!fw_cfg)
1157         return;
1158     fw_cfg_set_order_override(fw_cfg, order);
1159 }
1160
1161 void rom_reset_order_override(void)
1162 {
1163     if (!fw_cfg)
1164         return;
1165     fw_cfg_reset_order_override(fw_cfg);
1166 }
1167
1168 static Rom *find_rom(hwaddr addr, size_t size)
1169 {
1170     Rom *rom;
1171
1172     QTAILQ_FOREACH(rom, &roms, next) {
1173         if (rom->fw_file) {
1174             continue;
1175         }
1176         if (rom->mr) {
1177             continue;
1178         }
1179         if (rom->addr > addr) {
1180             continue;
1181         }
1182         if (rom->addr + rom->romsize < addr + size) {
1183             continue;
1184         }
1185         return rom;
1186     }
1187     return NULL;
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Copies memory from registered ROMs to dest. Any memory that is contained in
1192  * a ROM between addr and addr + size is copied. Note that this can involve
1193  * multiple ROMs, which need not start at addr and need not end at addr + size.
1194  */
1195 int rom_copy(uint8_t *dest, hwaddr addr, size_t size)
1196 {
1197     hwaddr end = addr + size;
1198     uint8_t *s, *d = dest;
1199     size_t l = 0;
1200     Rom *rom;
1201
1202     QTAILQ_FOREACH(rom, &roms, next) {
1203         if (rom->fw_file) {
1204             continue;
1205         }
1206         if (rom->mr) {
1207             continue;
1208         }
1209         if (rom->addr + rom->romsize < addr) {
1210             continue;
1211         }
1212         if (rom->addr > end) {
1213             break;
1214         }
1215
1216         d = dest + (rom->addr - addr);
1217         s = rom->data;
1218         l = rom->datasize;
1219
1220         if ((d + l) > (dest + size)) {
1221             l = dest - d;
1222         }
1223
1224         if (l > 0) {
1225             memcpy(d, s, l);
1226         }
1227
1228         if (rom->romsize > rom->datasize) {
1229             /* If datasize is less than romsize, it means that we didn't
1230              * allocate all the ROM because the trailing data are only zeros.
1231              */
1232
1233             d += l;
1234             l = rom->romsize - rom->datasize;
1235
1236             if ((d + l) > (dest + size)) {
1237                 /* Rom size doesn't fit in the destination area. Adjust to avoid
1238                  * overflow.
1239                  */
1240                 l = dest - d;
1241             }
1242
1243             if (l > 0) {
1244                 memset(d, 0x0, l);
1245             }
1246         }
1247     }
1248
1249     return (d + l) - dest;
1250 }
1251
1252 void *rom_ptr(hwaddr addr, size_t size)
1253 {
1254     Rom *rom;
1255
1256     rom = find_rom(addr, size);
1257     if (!rom || !rom->data)
1258         return NULL;
1259     return rom->data + (addr - rom->addr);
1260 }
1261
1262 void hmp_info_roms(Monitor *mon, const QDict *qdict)
1263 {
1264     Rom *rom;
1265
1266     QTAILQ_FOREACH(rom, &roms, next) {
1267         if (rom->mr) {
1268             monitor_printf(mon, "%s"
1269                            " size=0x%06zx name=\"%s\"\n",
1270                            memory_region_name(rom->mr),
1271                            rom->romsize,
1272                            rom->name);
1273         } else if (!rom->fw_file) {
1274             monitor_printf(mon, "addr=" TARGET_FMT_plx
1275                            " size=0x%06zx mem=%s name=\"%s\"\n",
1276                            rom->addr, rom->romsize,
1277                            rom->isrom ? "rom" : "ram",
1278                            rom->name);
1279         } else {
1280             monitor_printf(mon, "fw=%s/%s"
1281                            " size=0x%06zx name=\"%s\"\n",
1282                            rom->fw_dir,
1283                            rom->fw_file,
1284                            rom->romsize,
1285                            rom->name);
1286         }
1287     }
1288 }