arch/x86/lib/bios.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * From Coreboot file device/oprom/realmode/x86.c
   4  *
   5  * Copyright (C) 2007 Advanced Micro Devices, Inc.
   6  * Copyright (C) 2009-2010 coresystems GmbH
   7  */
   8 #include <common.h>
   9 #include <compiler.h>
  10 #include <bios_emul.h>
  11 #include <irq_func.h>
  12 #include <log.h>
  13 #include <vbe.h>
  14 #include <linux/linkage.h>
  15 #include <asm/cache.h>
  16 #include <asm/processor.h>
  17 #include <asm/i8259.h>
  18 #include <asm/io.h>
  19 #include <asm/post.h>
  20 #include "bios.h"
  21
  22 /* Interrupt handlers for each interrupt the ROM can call */
  23 static int (*int_handler[256])(void);
  24
  25 /* to have a common register file for interrupt handlers */
  26 X86EMU_sysEnv _X86EMU_env;
  27
  28 asmlinkage void (*realmode_call)(u32 addr, u32 eax, u32 ebx, u32 ecx, u32 edx,
  29                                  u32 esi, u32 edi);
  30
  31 asmlinkage void (*realmode_interrupt)(u32 intno, u32 eax, u32 ebx, u32 ecx,
  32                                       u32 edx, u32 esi, u32 edi);
  33
  34 static void setup_realmode_code(void)
  35 {
  36         memcpy((void *)REALMODE_BASE, &asm_realmode_code,
  37                asm_realmode_code_size);
  38
  39         /* Ensure the global pointers are relocated properly. */
  40         realmode_call = PTR_TO_REAL_MODE(asm_realmode_call);
  41         realmode_interrupt = PTR_TO_REAL_MODE(__realmode_interrupt);
  42
  43         debug("Real mode stub @%x: %d bytes\n", REALMODE_BASE,
  44               asm_realmode_code_size);
  45 }
  46
  47 static void setup_rombios(void)
  48 {
  49         const char date[] = "06/11/99";
  50         memcpy((void *)0xffff5, &date, 8);
  51
  52         const char ident[] = "PCI_ISA";
  53         memcpy((void *)0xfffd9, &ident, 7);
  54
  55         /* system model: IBM-AT */
  56         writeb(0xfc, 0xffffe);
  57 }
  58
  59 static int int_exception_handler(void)
  60 {
  61         /* compatibility shim */
  62         struct eregs reg_info = {
  63                 .eax = M.x86.R_EAX,
  64                 .ecx = M.x86.R_ECX,
  65                 .edx = M.x86.R_EDX,
  66                 .ebx = M.x86.R_EBX,
  67                 .esp = M.x86.R_ESP,
  68                 .ebp = M.x86.R_EBP,
  69                 .esi = M.x86.R_ESI,
  70                 .edi = M.x86.R_EDI,
  71                 .vector = M.x86.intno,
  72                 .error_code = 0,
  73                 .eip = M.x86.R_EIP,
  74                 .cs = M.x86.R_CS,
  75                 .eflags = M.x86.R_EFLG
  76         };
  77         struct eregs *regs = &reg_info;
  78
  79         debug("Oops, exception %d while executing option rom\n", regs->vector);
  80         cpu_hlt();
  81
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 static int int_unknown_handler(void)
  86 {
  87         debug("Unsupported software interrupt #0x%x eax 0x%x\n",
  88               M.x86.intno, M.x86.R_EAX);
  89
  90         return -1;
  91 }
  92
  93 /* setup interrupt handlers for mainboard */
  94 void bios_set_interrupt_handler(int intnum, int (*int_func)(void))
  95 {
  96         int_handler[intnum] = int_func;
  97 }
  98
  99 static void setup_interrupt_handlers(void)
 100 {
 101         int i;
 102
 103         /*
 104          * The first 16 int_handler functions are not BIOS services,
 105          * but the CPU-generated exceptions ("hardware interrupts")
 106          */
 107         for (i = 0; i < 0x10; i++)
 108                 int_handler[i] = &int_exception_handler;
 109
 110         /* Mark all other int_handler calls as unknown first */
 111         for (i = 0x10; i < 0x100; i++) {
 112                 /* Skip if bios_set_interrupt_handler() isn't called first */
 113                 if (int_handler[i])
 114                         continue;
 115
 116                  /*
 117                   * Now set the default functions that are actually needed
 118                   * to initialize the option roms. The board may override
 119                   * these with bios_set_interrupt_handler()
 120                  */
 121                 switch (i) {
 122                 case 0x10:
 123                         int_handler[0x10] = &int10_handler;
 124                         break;
 125                 case 0x12:
 126                         int_handler[0x12] = &int12_handler;
 127                         break;
 128                 case 0x16:
 129                         int_handler[0x16] = &int16_handler;
 130                         break;
 131                 case 0x1a:
 132                         int_handler[0x1a] = &int1a_handler;
 133                         break;
 134                 default:
 135                         int_handler[i] = &int_unknown_handler;
 136                         break;
 137                 }
 138         }
 139 }
 140
 141 static void write_idt_stub(void *target, u8 intnum)
 142 {
 143         unsigned char *codeptr;
 144
 145         codeptr = (unsigned char *)target;
 146         memcpy(codeptr, &__idt_handler, __idt_handler_size);
 147         codeptr[3] = intnum; /* modify int# in the code stub. */
 148 }
 149
 150 static void setup_realmode_idt(void)
 151 {
 152         struct realmode_idt *idts = NULL;
 153         int i;
 154
 155         /*
 156          * Copy IDT stub code for each interrupt. This might seem wasteful
 157          * but it is really simple
 158          */
 159          for (i = 0; i < 256; i++) {
 160                 idts[i].cs = 0;
 161                 idts[i].offset = 0x1000 + (i * __idt_handler_size);
 162                 write_idt_stub((void *)((ulong)idts[i].offset), i);
 163         }
 164
 165         /*
 166          * Many option ROMs use the hard coded interrupt entry points in the
 167          * system bios. So install them at the known locations.
 168          */
 169
 170         /* int42 is the relocated int10 */
 171         write_idt_stub((void *)0xff065, 0x42);
 172         /* BIOS Int 11 Handler F000:F84D */
 173         write_idt_stub((void *)0xff84d, 0x11);
 174         /* BIOS Int 12 Handler F000:F841 */
 175         write_idt_stub((void *)0xff841, 0x12);
 176         /* BIOS Int 13 Handler F000:EC59 */
 177         write_idt_stub((void *)0xfec59, 0x13);
 178         /* BIOS Int 14 Handler F000:E739 */
 179         write_idt_stub((void *)0xfe739, 0x14);
 180         /* BIOS Int 15 Handler F000:F859 */
 181         write_idt_stub((void *)0xff859, 0x15);
 182         /* BIOS Int 16 Handler F000:E82E */
 183         write_idt_stub((void *)0xfe82e, 0x16);
 184         /* BIOS Int 17 Handler F000:EFD2 */
 185         write_idt_stub((void *)0xfefd2, 0x17);
 186         /* ROM BIOS Int 1A Handler F000:FE6E */
 187         write_idt_stub((void *)0xffe6e, 0x1a);
 188 }
 189
 190 #ifdef CONFIG_FRAMEBUFFER_SET_VESA_MODE
 191 static u8 vbe_get_mode_info(struct vbe_mode_info *mi)
 192 {
 193         u16 buffer_seg;
 194         u16 buffer_adr;
 195         char *buffer;
 196
 197         debug("VBE: Getting information about VESA mode %04x\n",
 198               mi->video_mode);
 199         buffer = PTR_TO_REAL_MODE(asm_realmode_buffer);
 200         buffer_seg = (((unsigned long)buffer) >> 4) & 0xff00;
 201         buffer_adr = ((unsigned long)buffer) & 0xffff;
 202
 203         realmode_interrupt(0x10, VESA_GET_MODE_INFO, 0x0000, mi->video_mode,
 204                            0x0000, buffer_seg, buffer_adr);
 205         memcpy(mi->mode_info_block, buffer, sizeof(struct vbe_mode_info));
 206         mi->valid = true;
 207
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 static u8 vbe_set_mode(struct vbe_mode_info *mi)
 212 {
 213         int video_mode = mi->video_mode;
 214
 215         debug("VBE: Setting VESA mode %#04x\n", video_mode);
 216         /* request linear framebuffer mode */
 217         video_mode |= (1 << 14);
 218         /* don't clear the framebuffer, we do that later */
 219         video_mode |= (1 << 15);
 220         realmode_interrupt(0x10, VESA_SET_MODE, video_mode,
 221                            0x0000, 0x0000, 0x0000, 0x0000);
 222
 223         return 0;
 224 }
 225
 226 static void vbe_set_graphics(int vesa_mode, struct vbe_mode_info *mode_info)
 227 {
 228         unsigned char *framebuffer;
 229
 230         mode_info->video_mode = (1 << 14) | vesa_mode;
 231         vbe_get_mode_info(mode_info);
 232
 233         framebuffer = (unsigned char *)(ulong)mode_info->vesa.phys_base_ptr;
 234         debug("VBE: resolution:  %dx%d@%d\n",
 235               le16_to_cpu(mode_info->vesa.x_resolution),
 236               le16_to_cpu(mode_info->vesa.y_resolution),
 237               mode_info->vesa.bits_per_pixel);
 238         debug("VBE: framebuffer: %p\n", framebuffer);
 239         if (!framebuffer) {
 240                 debug("VBE: Mode does not support linear framebuffer\n");
 241                 return;
 242         }
 243
 244         mode_info->video_mode &= 0x3ff;
 245         vbe_set_mode(mode_info);
 246 }
 247 #endif /* CONFIG_FRAMEBUFFER_SET_VESA_MODE */
 248
 249 void bios_run_on_x86(struct udevice *dev, unsigned long addr, int vesa_mode,
 250                      struct vbe_mode_info *mode_info)
 251 {
 252         pci_dev_t pcidev = dm_pci_get_bdf(dev);
 253         u32 num_dev;
 254
 255         num_dev = PCI_BUS(pcidev) << 8 | PCI_DEV(pcidev) << 3 |
 256                         PCI_FUNC(pcidev);
 257
 258         /* Needed to avoid exceptions in some ROMs */
 259         interrupt_init();
 260
 261         /* Set up some legacy information in the F segment */
 262         setup_rombios();
 263
 264         /* Set up C interrupt handlers */
 265         setup_interrupt_handlers();
 266
 267         /* Set up real-mode IDT */
 268         setup_realmode_idt();
 269
 270         /* Make sure the code is placed. */
 271         setup_realmode_code();
 272
 273         debug("Calling Option ROM at %lx, pci device %#x...", addr, num_dev);
 274
 275         /* Option ROM entry point is at OPROM start + 3 */
 276         realmode_call(addr + 0x0003, num_dev, 0xffff, 0x0000, 0xffff, 0x0,
 277                       0x0);
 278         debug("done\n");
 279
 280 #ifdef CONFIG_FRAMEBUFFER_SET_VESA_MODE
 281         if (vesa_mode != -1)
 282                 vbe_set_graphics(vesa_mode, mode_info);
 283 #endif
 284 }
 285
 286 asmlinkage int interrupt_handler(u32 intnumber, u32 gsfs, u32 dses,
 287                                  u32 edi, u32 esi, u32 ebp, u32 esp,
 288                                  u32 ebx, u32 edx, u32 ecx, u32 eax,
 289                                  u32 cs_ip, u16 stackflags)
 290 {
 291         u32 ip;
 292         u32 cs;
 293         u32 flags;
 294         int ret = 0;
 295
 296         ip = cs_ip & 0xffff;
 297         cs = cs_ip >> 16;
 298         flags = stackflags;
 299
 300 #ifdef CONFIG_REALMODE_DEBUG
 301         debug("oprom: INT# 0x%x\n", intnumber);
 302         debug("oprom: eax: %08x ebx: %08x ecx: %08x edx: %08x\n",
 303               eax, ebx, ecx, edx);
 304         debug("oprom: ebp: %08x esp: %08x edi: %08x esi: %08x\n",
 305               ebp, esp, edi, esi);
 306         debug("oprom:  ip: %04x      cs: %04x   flags: %08x\n",
 307               ip, cs, flags);
 308         debug("oprom: stackflags = %04x\n", stackflags);
 309 #endif
 310
 311         /*
 312          * Fetch arguments from the stack and put them to a place
 313          * suitable for the interrupt handlers
 314          */
 315         M.x86.R_EAX = eax;
 316         M.x86.R_ECX = ecx;
 317         M.x86.R_EDX = edx;
 318         M.x86.R_EBX = ebx;
 319         M.x86.R_ESP = esp;
 320         M.x86.R_EBP = ebp;
 321         M.x86.R_ESI = esi;
 322         M.x86.R_EDI = edi;
 323         M.x86.intno = intnumber;
 324         M.x86.R_EIP = ip;
 325         M.x86.R_CS = cs;
 326         M.x86.R_EFLG = flags;
 327
 328         /* Call the interrupt handler for this interrupt number */
 329         ret = int_handler[intnumber]();
 330
 331         /*
 332          * This code is quite strange...
 333          *
 334          * Put registers back on the stack. The assembler code will pop them
 335          * later. We force (volatile!) changing the values of the parameters
 336          * of this function. We know that they stay alive on the stack after
 337          * we leave this function.
 338          */
 339         *(volatile u32 *)&eax = M.x86.R_EAX;
 340         *(volatile u32 *)&ecx = M.x86.R_ECX;
 341         *(volatile u32 *)&edx = M.x86.R_EDX;
 342         *(volatile u32 *)&ebx = M.x86.R_EBX;
 343         *(volatile u32 *)&esi = M.x86.R_ESI;
 344         *(volatile u32 *)&edi = M.x86.R_EDI;
 345         flags = M.x86.R_EFLG;
 346
 347         /* Pass success or error back to our caller via the CARRY flag */
 348         if (ret) {
 349                 flags &= ~1; /* no error: clear carry */
 350         } else {
 351                 debug("int%02x call returned error\n", intnumber);
 352                 flags |= 1;  /* error: set carry */
 353         }
 354         *(volatile u16 *)&stackflags = flags;
 355
 356         return ret;
 357 }