stand/i386/libi386/biosmem.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 /*
  31  * Obtain memory configuration information from the BIOS
  32  */
  33 #include <stand.h>
  34 #include <machine/pc/bios.h>
  35 #include "bootstrap.h"
  36 #include "libi386.h"
  37 #include "btxv86.h"
  38 #include "smbios.h"
  39
  40 vm_offset_t     memtop, memtop_copyin, high_heap_base;
  41 uint32_t        bios_basemem, bios_extmem, high_heap_size;
  42
  43 static struct bios_smap_xattr smap;
  44
  45 /*
  46  * Used to track which method was used to set BIOS memory
  47  * regions.
  48  */
  49 static uint8_t b_bios_probed;
  50 #define B_BASEMEM_E820  0x1
  51 #define B_BASEMEM_12    0x2
  52 #define B_EXTMEM_E820   0x4
  53 #define B_EXTMEM_E801   0x8
  54 #define B_EXTMEM_8800   0x10
  55
  56 /*
  57  * The minimum amount of memory to reserve in bios_extmem for the heap.
  58  */
  59 #define HEAP_MIN        (64 * 1024 * 1024)
  60
  61 /*
  62  * Products in this list need quirks to detect
  63  * memory correctly. You need both maker and product as
  64  * reported by smbios.
  65  */
  66 /* e820 might not return useful extended memory */
  67 #define BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM 0x1
  68 struct bios_getmem_quirks {
  69         const char *bios_vendor;
  70         const char *maker;
  71         const char *product;
  72         int quirk;
  73 };
  74
  75 static struct bios_getmem_quirks quirks[] = {
  76         {"coreboot", "Acer", "Peppy", BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM},
  77         {"coreboot", "Dell", "Wolf", BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM},
  78         {NULL, NULL, NULL, 0}
  79 };
  80
  81 static int
  82 bios_getquirks(void)
  83 {
  84         int i;
  85
  86         for (i = 0; quirks[i].quirk != 0; ++i) {
  87                 if (smbios_match(quirks[i].bios_vendor, quirks[i].maker,
  88                     quirks[i].product))
  89                         return (quirks[i].quirk);
  90         }
  91
  92         return (0);
  93 }
  94
  95 void
  96 bios_getmem(void)
  97 {
  98         uint64_t size;
  99
 100         /* Parse system memory map */
 101         v86.ebx = 0;
 102         do {
 103                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 104                 v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe820 */
 105                 v86.eax = 0xe820;
 106                 v86.ecx = sizeof(struct bios_smap_xattr);
 107                 v86.edx = SMAP_SIG;
 108                 v86.es = VTOPSEG(&smap);
 109                 v86.edi = VTOPOFF(&smap);
 110                 v86int();
 111                 if ((V86_CY(v86.efl)) || (v86.eax != SMAP_SIG))
 112                         break;
 113                 /* look for a low-memory segment that's large enough */
 114                 if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base == 0) &&
 115                     (smap.length >= (512 * 1024))) {
 116                         bios_basemem = smap.length;
 117                         b_bios_probed |= B_BASEMEM_E820;
 118                 }
 119
 120                 /* look for the first segment in 'extended' memory */
 121                 if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) &&
 122                     (smap.base == 0x100000) &&
 123                     !(bios_getquirks() & BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM)) {
 124                         bios_extmem = smap.length;
 125                         b_bios_probed |= B_EXTMEM_E820;
 126                 }
 127
 128                 /*
 129                  * Look for the highest segment in 'extended' memory beyond
 130                  * 1MB but below 4GB.
 131                  */
 132                 if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) &&
 133                     (smap.base > 0x100000) &&
 134                     (smap.base < 0x100000000ull)) {
 135                         size = smap.length;
 136
 137                         /*
 138                          * If this segment crosses the 4GB boundary,
 139                          * truncate it.
 140                          */
 141                         if (smap.base + size > 0x100000000ull)
 142                                 size = 0x100000000ull - smap.base;
 143
 144                         /*
 145                          * To make maximum space for the kernel and the modules,
 146                          * set heap to use highest HEAP_MIN bytes below 4GB.
 147                          */
 148                         if (high_heap_base < smap.base && size >= HEAP_MIN) {
 149                                 high_heap_base = smap.base + size - HEAP_MIN;
 150                                 high_heap_size = HEAP_MIN;
 151                         }
 152                 }
 153         } while (v86.ebx != 0);
 154
 155         /* Fall back to the old compatibility function for base memory */
 156         if (bios_basemem == 0) {
 157                 v86.ctl = 0;
 158                 v86.addr = 0x12;                /* int 0x12 */
 159                 v86int();
 160
 161                 bios_basemem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 162                 b_bios_probed |= B_BASEMEM_12;
 163         }
 164
 165         /*
 166          * Fall back through several compatibility functions for extended
 167          * memory.
 168          */
 169         if (bios_extmem == 0) {
 170                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 171                 v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe801 */
 172                 v86.eax = 0xe801;
 173                 v86int();
 174                 if (!(V86_CY(v86.efl))) {
 175                         /*
 176                          * Clear high_heap; it may end up overlapping
 177                          * with the segment we're determining here.
 178                          * Let the default "steal stuff from top of
 179                          * bios_extmem" code below pick up on it.
 180                          */
 181                         high_heap_size = 0;
 182                         high_heap_base = 0;
 183
 184                         /*
 185                          * %cx is the number of 1KiB blocks between 1..16MiB.
 186                          * It can only be up to 0x3c00; if it's smaller then
 187                          * there's a PC AT memory hole so we can't treat
 188                          * it as contiguous.
 189                          */
 190                         bios_extmem = (v86.ecx & 0xffff) * 1024;
 191                         if (bios_extmem == (1024 * 0x3c00))
 192                                 bios_extmem += (v86.edx & 0xffff) * 64 * 1024;
 193
 194                         /* truncate bios_extmem */
 195                         if (bios_extmem > 0x3ff00000)
 196                                 bios_extmem = 0x3ff00000;
 197
 198                         b_bios_probed |= B_EXTMEM_E801;
 199                 }
 200         }
 201         if (bios_extmem == 0) {
 202                 v86.ctl = 0;
 203                 v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0x88 */
 204                 v86.eax = 0x8800;
 205                 v86int();
 206                 bios_extmem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 207                 b_bios_probed |= B_EXTMEM_8800;
 208         }
 209
 210         /* Set memtop to actual top of memory */
 211         if (high_heap_size != 0) {
 212                 memtop = memtop_copyin = high_heap_base;
 213         } else {
 214                 memtop = memtop_copyin = 0x100000 + bios_extmem;
 215         }
 216
 217         /*
 218          * If we have extended memory and did not find a suitable heap
 219          * region in the SMAP, use the last HEAP_MIN of 'extended' memory as a
 220          * high heap candidate.
 221          */
 222         if (bios_extmem >= HEAP_MIN && high_heap_size < HEAP_MIN) {
 223                 high_heap_size = HEAP_MIN;
 224                 high_heap_base = memtop - HEAP_MIN;
 225                 memtop = memtop_copyin = high_heap_base;
 226         }
 227 }
 228
 229 static int
 230 command_biosmem(int argc, char *argv[])
 231 {
 232         int bq = bios_getquirks();
 233
 234         printf("bios_basemem: 0x%llx\n", (unsigned long long)bios_basemem);
 235         printf("bios_extmem: 0x%llx\n", (unsigned long long)bios_extmem);
 236         printf("memtop: 0x%llx\n", (unsigned long long)memtop);
 237         printf("high_heap_base: 0x%llx\n", (unsigned long long)high_heap_base);
 238         printf("high_heap_size: 0x%llx\n", (unsigned long long)high_heap_size);
 239         printf("bios_quirks: 0x%02x", bq);
 240         if (bq & BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM)
 241                 printf(" BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM");
 242         printf("\n");
 243         printf("b_bios_probed: 0x%02x", (int)b_bios_probed);
 244         if (b_bios_probed & B_BASEMEM_E820)
 245                 printf(" B_BASEMEM_E820");
 246         if (b_bios_probed & B_BASEMEM_12)
 247                 printf(" B_BASEMEM_12");
 248         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_E820)
 249                 printf(" B_EXTMEM_E820");
 250         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_E801)
 251                 printf(" B_EXTMEM_E801");
 252         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_8800)
 253                 printf(" B_EXTMEM_8800");
 254         printf("\n");
 255
 256         return (CMD_OK);
 257 }
 258
 259 COMMAND_SET(biosmem, "biosmem", "show BIOS memory setup", command_biosmem);