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