sys/boot/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 #define BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM 0x1     /* e820 might not return useful
  67                                            extended memory */
  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     {NULL, NULL, NULL, 0}
  78 };
  79
  80 static int
  81 bios_getquirks(void)
  82 {
  83     int i;
  84
  85     for (i=0; quirks[i].quirk != 0; ++i)
  86         if (smbios_match(quirks[i].bios_vendor, quirks[i].maker,
  87             quirks[i].product))
  88             return (quirks[i].quirk);
  89
  90     return (0);
  91 }
  92
  93 void
  94 bios_getmem(void)
  95 {
  96     uint64_t size;
  97
  98     /* Parse system memory map */
  99     v86.ebx = 0;
 100     do {
 101         v86.ctl = V86_FLAGS;
 102         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe820*/
 103         v86.eax = 0xe820;
 104         v86.ecx = sizeof(struct bios_smap_xattr);
 105         v86.edx = SMAP_SIG;
 106         v86.es = VTOPSEG(&smap);
 107         v86.edi = VTOPOFF(&smap);
 108         v86int();
 109         if ((V86_CY(v86.efl)) || (v86.eax != SMAP_SIG))
 110             break;
 111         /* look for a low-memory segment that's large enough */
 112         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base == 0) &&
 113             (smap.length >= (512 * 1024))) {
 114             bios_basemem = smap.length;
 115             b_bios_probed |= B_BASEMEM_E820;
 116         }
 117
 118         /* look for the first segment in 'extended' memory */
 119         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base == 0x100000) &&
 120             !(bios_getquirks() & BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM)) {
 121             bios_extmem = smap.length;
 122             b_bios_probed |= B_EXTMEM_E820;
 123         }
 124
 125         /*
 126          * Look for the largest segment in 'extended' memory beyond
 127          * 1MB but below 4GB.
 128          */
 129         if ((smap.type == SMAP_TYPE_MEMORY) && (smap.base > 0x100000) &&
 130             (smap.base < 0x100000000ull)) {
 131             size = smap.length;
 132
 133             /*
 134              * If this segment crosses the 4GB boundary, truncate it.
 135              */
 136             if (smap.base + size > 0x100000000ull)
 137                 size = 0x100000000ull - smap.base;
 138
 139             if (size > high_heap_size) {
 140                 high_heap_size = size;
 141                 high_heap_base = smap.base;
 142             }
 143         }
 144     } while (v86.ebx != 0);
 145
 146     /* Fall back to the old compatibility function for base memory */
 147     if (bios_basemem == 0) {
 148         v86.ctl = 0;
 149         v86.addr = 0x12;                /* int 0x12 */
 150         v86int();
 151
 152         bios_basemem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 153         b_bios_probed |= B_BASEMEM_12;
 154     }
 155
 156     /* Fall back through several compatibility functions for extended memory */
 157     if (bios_extmem == 0) {
 158         v86.ctl = V86_FLAGS;
 159         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0xe801*/
 160         v86.eax = 0xe801;
 161         v86int();
 162         if (!(V86_CY(v86.efl))) {
 163             /*
 164              * Clear high_heap; it may end up overlapping
 165              * with the segment we're determining here.
 166              * Let the default "steal stuff from top of
 167              * bios_extmem" code below pick up on it.
 168              */
 169             high_heap_size = 0;
 170             high_heap_base = 0;
 171
 172             /*
 173              * %cx is the number of 1KiB blocks between 1..16MiB.
 174              * It can only be up to 0x3c00; if it's smaller then
 175              * there's a PC AT memory hole so we can't treat
 176              * it as contiguous.
 177              */
 178             bios_extmem = (v86.ecx & 0xffff) * 1024;
 179             if (bios_extmem == (1024 * 0x3c00))
 180                 bios_extmem += (v86.edx & 0xffff) * 64 * 1024;
 181
 182             /* truncate bios_extmem */
 183             if (bios_extmem > 0x3ff00000)
 184                 bios_extmem = 0x3ff00000;
 185
 186             b_bios_probed |= B_EXTMEM_E801;
 187         }
 188     }
 189     if (bios_extmem == 0) {
 190         v86.ctl = 0;
 191         v86.addr = 0x15;                /* int 0x15 function 0x88*/
 192         v86.eax = 0x8800;
 193         v86int();
 194         bios_extmem = (v86.eax & 0xffff) * 1024;
 195         b_bios_probed |= B_EXTMEM_8800;
 196     }
 197
 198     /* Set memtop to actual top of memory */
 199     memtop = memtop_copyin = 0x100000 + bios_extmem;
 200
 201     /*
 202      * If we have extended memory and did not find a suitable heap
 203      * region in the SMAP, use the last HEAP_MIN of 'extended' memory as a
 204      * high heap candidate.
 205      */
 206     if (bios_extmem >= HEAP_MIN && high_heap_size < HEAP_MIN) {
 207         high_heap_size = HEAP_MIN;
 208         high_heap_base = memtop - HEAP_MIN;
 209     }
 210 }
 211
 212 static int
 213 command_biosmem(int argc, char *argv[])
 214 {
 215         int bq = bios_getquirks();
 216
 217         printf("bios_basemem: 0x%llx\n", (unsigned long long) bios_basemem);
 218         printf("bios_extmem: 0x%llx\n", (unsigned long long) bios_extmem);
 219         printf("memtop: 0x%llx\n", (unsigned long long) memtop);
 220         printf("high_heap_base: 0x%llx\n", (unsigned long long) high_heap_base);
 221         printf("high_heap_size: 0x%llx\n", (unsigned long long) high_heap_size);
 222         printf("bios_quirks: 0x%02x", bq);
 223         if (bq & BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM)
 224                 printf(" BQ_DISTRUST_E820_EXTMEM");
 225         printf("\n");
 226         printf("b_bios_probed: 0x%02x", (int) b_bios_probed);
 227         if (b_bios_probed & B_BASEMEM_E820)
 228                 printf(" B_BASEMEM_E820");
 229         if (b_bios_probed & B_BASEMEM_12)
 230                 printf(" B_BASEMEM_12");
 231         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_E820)
 232                 printf(" B_EXTMEM_E820");
 233         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_E801)
 234                 printf(" B_EXTMEM_E801");
 235         if (b_bios_probed & B_EXTMEM_8800)
 236                 printf(" B_EXTMEM_8800");
 237         printf("\n");
 238
 239         return (CMD_OK);
 240 }
 241
 242 COMMAND_SET(biosmem, "biosmem", "show BIOS memory setup", command_biosmem);