src/ata.c

   1 // Low level ATA disk access
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
   5 //
   6 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
   7
   8 #include "types.h" // u8
   9 #include "ioport.h" // inb
  10 #include "util.h" // dprintf
  11 #include "cmos.h" // inb_cmos
  12 #include "pic.h" // enable_hwirq
  13 #include "biosvar.h" // GET_EBDA
  14 #include "pci.h" // pci_find_class
  15 #include "pci_ids.h" // PCI_CLASS_STORAGE_OTHER
  16 #include "pci_regs.h" // PCI_INTERRUPT_LINE
  17 #include "boot.h" // add_bcv_hd
  18 #include "disk.h" // struct ata_s
  19 #include "atabits.h" // ATA_CB_STAT
  20
  21 #define IDE_SECTOR_SIZE 512
  22 #define CDROM_SECTOR_SIZE 2048
  23
  24 #define IDE_TIMEOUT 32000 //32 seconds max for IDE ops
  25
  26 struct ata_s ATA VAR16_32;
  27
  28
  29 /****************************************************************
  30  * Helper functions
  31  ****************************************************************/
  32
  33 // Wait for the specified ide state
  34 static inline int
  35 await_ide(u8 mask, u8 flags, u16 base, u16 timeout)
  36 {
  37     u64 end = calc_future_tsc(timeout);
  38     for (;;) {
  39         u8 status = inb(base+ATA_CB_STAT);
  40         if ((status & mask) == flags)
  41             return status;
  42         if (rdtscll() > end) {
  43             dprintf(1, "IDE time out\n");
  44             return -1;
  45         }
  46     }
  47 }
  48
  49 // Wait for the device to be not-busy.
  50 static int
  51 await_not_bsy(u16 base)
  52 {
  53     return await_ide(ATA_CB_STAT_BSY, 0, base, IDE_TIMEOUT);
  54 }
  55
  56 // Wait for the device to be ready.
  57 static int
  58 await_rdy(u16 base)
  59 {
  60     return await_ide(ATA_CB_STAT_RDY, ATA_CB_STAT_RDY, base, IDE_TIMEOUT);
  61 }
  62
  63 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  64 static inline int
  65 pause_await_not_bsy(u16 iobase1, u16 iobase2)
  66 {
  67     // Wait one PIO transfer cycle.
  68     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  69
  70     return await_not_bsy(iobase1);
  71 }
  72
  73 // Wait for ide state - pause for 400ns first.
  74 static inline int
  75 ndelay_await_not_bsy(u16 iobase1)
  76 {
  77     ndelay(400);
  78     return await_not_bsy(iobase1);
  79 }
  80
  81 // Reset a drive
  82 void
  83 ata_reset(int driveid)
  84 {
  85     u8 channel = driveid / 2;
  86     u8 slave = driveid % 2;
  87     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
  88     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
  89
  90     dprintf(6, "ata_reset driveid=%d\n", driveid);
  91     // Pulse SRST
  92     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
  93     udelay(5);
  94     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
  95     mdelay(2);
  96
  97     // wait for device to become not busy.
  98     int status = await_not_bsy(iobase1);
  99     if (status < 0)
 100         goto done;
 101     if (slave) {
 102         // Change device.
 103         u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 104         for (;;) {
 105             outb(ATA_CB_DH_DEV1, iobase1 + ATA_CB_DH);
 106             status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 107             if (status < 0)
 108                 goto done;
 109             if (inb(iobase1 + ATA_CB_DH) == ATA_CB_DH_DEV1)
 110                 break;
 111             // Change drive request failed to take effect - retry.
 112             if (rdtscll() > end) {
 113                 dprintf(1, "ata_reset slave time out\n");
 114                 goto done;
 115             }
 116         }
 117     }
 118
 119     // On a user-reset request, wait for RDY if it is an ATA device.
 120     u8 type=GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type);
 121     if (type == DTYPE_ATA)
 122         status = await_rdy(iobase1);
 123
 124 done:
 125     // Enable interrupts
 126     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 127
 128     dprintf(6, "ata_reset exit status=%x\n", status);
 129 }
 130
 131 static int
 132 isready(int driveid)
 133 {
 134     // Read the status from controller
 135     u8 channel = driveid / 2;
 136     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 137     u8 status = inb(iobase1 + ATA_CB_STAT);
 138     return (status & ( ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_RDY )) == ATA_CB_STAT_RDY;
 139 }
 140
 141 static int
 142 process_ata_misc_op(struct disk_op_s *op)
 143 {
 144     switch (op->command) {
 145     default:
 146         return 0;
 147     case CMD_RESET:
 148         ata_reset(op->driveid);
 149         return 0;
 150     case CMD_ISREADY:
 151         return isready(op->driveid);
 152     }
 153 }
 154
 155
 156 /****************************************************************
 157  * ATA send command
 158  ****************************************************************/
 159
 160 struct ata_pio_command {
 161     u8 feature;
 162     u8 sector_count;
 163     u8 lba_low;
 164     u8 lba_mid;
 165     u8 lba_high;
 166     u8 device;
 167     u8 command;
 168
 169     u8 sector_count2;
 170     u8 lba_low2;
 171     u8 lba_mid2;
 172     u8 lba_high2;
 173 };
 174
 175 // Send an ata command to the drive.
 176 static int
 177 send_cmd(int driveid, struct ata_pio_command *cmd)
 178 {
 179     u8 channel = driveid / 2;
 180     u8 slave = driveid % 2;
 181     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 182     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 183
 184     // Disable interrupts
 185     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 186
 187     // Select device
 188     int status = await_not_bsy(iobase1);
 189     if (status < 0)
 190         return status;
 191     u8 newdh = ((cmd->device & ~ATA_CB_DH_DEV1)
 192                 | (slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0));
 193     u8 olddh = inb(iobase1 + ATA_CB_DH);
 194     outb(newdh, iobase1 + ATA_CB_DH);
 195     if ((olddh ^ newdh) & (1<<4)) {
 196         // Was a device change - wait for device to become not busy.
 197         status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 198         if (status < 0)
 199             return status;
 200     }
 201
 202     if (cmd->command & 0x04) {
 203         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 204         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 205         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 206         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 207         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 208     }
 209     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 210     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 211     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 212     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 213     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 214     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 215
 216     status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 217     if (status < 0)
 218         return status;
 219
 220     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 221         dprintf(6, "send_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 222                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 223         return -4;
 224     }
 225     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 226         dprintf(6, "send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 227         return -5;
 228     }
 229
 230     return 0;
 231 }
 232
 233
 234 /****************************************************************
 235  * ATA transfers
 236  ****************************************************************/
 237
 238 // Transfer 'op->count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 239 // 'op->driveid'.
 240 static int
 241 ata_transfer(struct disk_op_s *op, int iswrite, int blocksize)
 242 {
 243     dprintf(16, "ata_transfer id=%d write=%d count=%d bs=%d buf=%p\n"
 244             , op->driveid, iswrite, op->count, blocksize, op->buf_fl);
 245
 246     u8 channel  = op->driveid / 2;
 247     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 248     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 249     int count = op->count;
 250     void *buf_fl = op->buf_fl;
 251     int status;
 252     for (;;) {
 253         if (iswrite) {
 254             // Write data to controller
 255             dprintf(16, "Write sector id=%d dest=%p\n", op->driveid, buf_fl);
 256             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 257                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 258             else
 259                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 260         } else {
 261             // Read data from controller
 262             dprintf(16, "Read sector id=%d dest=%p\n", op->driveid, buf_fl);
 263             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 264                 insl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 265             else
 266                 insw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 267         }
 268         buf_fl += blocksize;
 269
 270         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 271         if (status < 0) {
 272             // Error
 273             op->count -= count;
 274             return status;
 275         }
 276
 277         count--;
 278         if (!count)
 279             break;
 280         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 281         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 282             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 283                     , status);
 284             op->count -= count;
 285             return -6;
 286         }
 287     }
 288
 289     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 290                | ATA_CB_STAT_ERR);
 291     if (!iswrite)
 292         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 293     if (status != 0) {
 294         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 295         return -7;
 296     }
 297
 298     // Enable interrupts
 299     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 300     return 0;
 301 }
 302
 303
 304 /****************************************************************
 305  * ATA hard drive functions
 306  ****************************************************************/
 307
 308 // Read/write count blocks from a harddrive.
 309 static int
 310 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op, int iswrite, int command)
 311 {
 312     u64 lba = op->lba;
 313
 314     struct ata_pio_command cmd;
 315     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 316
 317     cmd.command = command;
 318     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 319         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 320         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 321         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 322         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 323
 324         cmd.command |= 0x04;
 325         lba &= 0xffffff;
 326     }
 327
 328     cmd.feature = 0;
 329     cmd.sector_count = op->count;
 330     cmd.lba_low = lba;
 331     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 332     cmd.lba_high = lba >> 16;
 333     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 334
 335     int ret = send_cmd(op->driveid, &cmd);
 336     if (ret)
 337         return ret;
 338     return ata_transfer(op, iswrite, IDE_SECTOR_SIZE);
 339 }
 340
 341 int
 342 process_ata_op(struct disk_op_s *op)
 343 {
 344     switch (op->command) {
 345     case CMD_READ:
 346         return ata_cmd_data(op, 0, ATA_CMD_READ_SECTORS);
 347     case CMD_WRITE:
 348         return ata_cmd_data(op, 1, ATA_CMD_WRITE_SECTORS);
 349     default:
 350         return process_ata_misc_op(op);
 351     }
 352 }
 353
 354
 355 /****************************************************************
 356  * ATAPI functions
 357  ****************************************************************/
 358
 359 // Low-level atapi command transmit function.
 360 static int
 361 send_atapi_cmd(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 362 {
 363     u8 channel = driveid / 2;
 364     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 365     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 366
 367     struct ata_pio_command cmd;
 368     cmd.sector_count = 0;
 369     cmd.feature = 0;
 370     cmd.lba_low = 0;
 371     cmd.lba_mid = blocksize;
 372     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 373     cmd.device = 0;
 374     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 375
 376     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 377     if (ret)
 378         return ret;
 379
 380     // Send command to device
 381     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 382
 383     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 384     if (status < 0)
 385         return status;
 386
 387     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 388         u8 err = inb(iobase1 + ATA_CB_ERR);
 389         // skip "Not Ready"
 390         if (err != 0x20)
 391             dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 392                     , status, err);
 393         return -2;
 394     }
 395     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 396         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 397         return -3;
 398     }
 399
 400     return 0;
 401 }
 402
 403 // Read sectors from the cdrom.
 404 int
 405 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 406 {
 407     u8 atacmd[12];
 408     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 409     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 410     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 411     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 412     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 413     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 414     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 415     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 416
 417     int ret = send_atapi_cmd(op->driveid, atacmd, sizeof(atacmd)
 418                              , CDROM_SECTOR_SIZE);
 419     if (ret)
 420         return ret;
 421
 422     return ata_transfer(op, 0, CDROM_SECTOR_SIZE);
 423 }
 424
 425 int
 426 process_atapi_op(struct disk_op_s *op)
 427 {
 428     switch (op->command) {
 429     case CMD_READ:
 430         return cdrom_read(op);
 431     default:
 432         return process_ata_misc_op(op);
 433     }
 434 }
 435
 436 // Send a simple atapi command to a drive.
 437 int
 438 ata_cmd_packet(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 439                , u32 length, void *buf_fl)
 440 {
 441     int ret = send_atapi_cmd(driveid, cmdbuf, cmdlen, length);
 442     if (ret)
 443         return ret;
 444
 445     struct disk_op_s dop;
 446     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 447     dop.driveid = driveid;
 448     dop.count = 1;
 449     dop.buf_fl = buf_fl;
 450
 451     return ata_transfer(&dop, 0, length);
 452 }
 453
 454
 455 /****************************************************************
 456  * Disk geometry translation
 457  ****************************************************************/
 458
 459 static u8
 460 get_translation(int driveid)
 461 {
 462     if (! CONFIG_COREBOOT) {
 463         // Emulators pass in the translation info via nvram.
 464         u8 channel = driveid / 2;
 465         u8 translation = inb_cmos(CMOS_BIOS_DISKTRANSFLAG + channel/2);
 466         translation >>= 2 * (driveid % 4);
 467         translation &= 0x03;
 468         return translation;
 469     }
 470
 471     // On COREBOOT, use a heuristic to determine translation type.
 472     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 473     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 474     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 475
 476     if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && spt <= 63)
 477         return TRANSLATION_NONE;
 478     if (cylinders * heads <= 131072)
 479         return TRANSLATION_LARGE;
 480     return TRANSLATION_LBA;
 481 }
 482
 483 static void
 484 setup_translation(int driveid)
 485 {
 486     u8 translation = get_translation(driveid);
 487     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].translation, translation);
 488
 489     u8 channel = driveid / 2;
 490     u8 slave = driveid % 2;
 491     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 492     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 493     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 494     u64 sectors = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors);
 495
 496     dprintf(1, "ata%d-%d: PCHS=%u/%d/%d translation="
 497             , channel, slave, cylinders, heads, spt);
 498     switch (translation) {
 499     case TRANSLATION_NONE:
 500         dprintf(1, "none");
 501         break;
 502     case TRANSLATION_LBA:
 503         dprintf(1, "lba");
 504         spt = 63;
 505         if (sectors > 63*255*1024) {
 506             heads = 255;
 507             cylinders = 1024;
 508             break;
 509         }
 510         u32 sect = (u32)sectors / 63;
 511         heads = sect / 1024;
 512         if (heads>128)
 513             heads = 255;
 514         else if (heads>64)
 515             heads = 128;
 516         else if (heads>32)
 517             heads = 64;
 518         else if (heads>16)
 519             heads = 32;
 520         else
 521             heads = 16;
 522         cylinders = sect / heads;
 523         break;
 524     case TRANSLATION_RECHS:
 525         dprintf(1, "r-echs");
 526         // Take care not to overflow
 527         if (heads==16) {
 528             if (cylinders>61439)
 529                 cylinders=61439;
 530             heads=15;
 531             cylinders = (u16)((u32)(cylinders)*16/15);
 532         }
 533         // then go through the large bitshift process
 534     case TRANSLATION_LARGE:
 535         if (translation == TRANSLATION_LARGE)
 536             dprintf(1, "large");
 537         while (cylinders > 1024) {
 538             cylinders >>= 1;
 539             heads <<= 1;
 540
 541             // If we max out the head count
 542             if (heads > 127)
 543                 break;
 544         }
 545         break;
 546     }
 547     // clip to 1024 cylinders in lchs
 548     if (cylinders > 1024)
 549         cylinders = 1024;
 550     dprintf(1, " LCHS=%d/%d/%d\n", cylinders, heads, spt);
 551
 552     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads, heads);
 553     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders, cylinders);
 554     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt, spt);
 555 }
 556
 557
 558 /****************************************************************
 559  * ATA detect and init
 560  ****************************************************************/
 561
 562 // Extract common information from IDENTIFY commands.
 563 static void
 564 extract_identify(int driveid, u16 *buffer)
 565 {
 566     dprintf(3, "Identify w0=%x w2=%x\n", buffer[0], buffer[2]);
 567
 568     // Read model name
 569     char *model = ATA.devices[driveid].model;
 570     int maxsize = ARRAY_SIZE(ATA.devices[driveid].model);
 571     int i;
 572     for (i=0; i<maxsize/2; i++) {
 573         u16 v = buffer[27+i];
 574         model[i*2] = v >> 8;
 575         model[i*2+1] = v & 0xff;
 576     }
 577     model[maxsize-1] = 0x00;
 578
 579     // Trim trailing spaces from model name.
 580     for (i=maxsize-2; i>0 && model[i] == 0x20; i--)
 581         model[i] = 0x00;
 582
 583     // Extract ATA/ATAPI version.
 584     u16 ataversion = buffer[80];
 585     u8 version;
 586     for (version=15; version>0; version--)
 587         if (ataversion & (1<<version))
 588             break;
 589     ATA.devices[driveid].version = version;
 590
 591     // Common flags.
 592     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].removable, (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0);
 593 }
 594
 595 static int
 596 init_drive_atapi(int driveid, u16 *buffer)
 597 {
 598     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 599     memset(buffer, 0, IDE_SECTOR_SIZE);
 600     struct disk_op_s dop;
 601     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 602     dop.driveid = driveid;
 603     dop.count = 1;
 604     dop.lba = 1;
 605     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 606     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET);
 607     if (ret)
 608         return ret;
 609
 610     // Success - setup as ATAPI.
 611     extract_identify(driveid, buffer);
 612     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, DTYPE_ATAPI);
 613     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, CDROM_SECTOR_SIZE);
 614     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors, (u64)-1);
 615     u8 iscd = ((buffer[0] >> 8) & 0x1f) == 0x05;
 616
 617     // Report drive info to user.
 618     u8 channel = driveid / 2;
 619     u8 slave = driveid % 2;
 620     printf("ata%d-%d: %s ATAPI-%d %s\n", channel, slave
 621            , ATA.devices[driveid].model, ATA.devices[driveid].version
 622            , (iscd ? "CD-Rom/DVD-Rom" : "Device"));
 623
 624     // fill cdidmap
 625     if (iscd) {
 626         u8 cdcount = GET_GLOBAL(ATA.cdcount);
 627         SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][cdcount], driveid);
 628         SET_GLOBAL(ATA.cdcount, cdcount+1);
 629     }
 630
 631     return 0;
 632 }
 633
 634 static int
 635 init_drive_ata(int driveid, u16 *buffer)
 636 {
 637     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 638     memset(buffer, 0, IDE_SECTOR_SIZE);
 639     struct disk_op_s dop;
 640     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 641     dop.driveid = driveid;
 642     dop.count = 1;
 643     dop.lba = 1;
 644     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 645     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE);
 646     if (ret)
 647         return ret;
 648
 649     // Success - setup as ATA.
 650     extract_identify(driveid, buffer);
 651     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, DTYPE_ATA);
 652     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, IDE_SECTOR_SIZE);
 653
 654     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders, buffer[1]);
 655     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads, buffer[3]);
 656     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt, buffer[6]);
 657
 658     u64 sectors;
 659     if (buffer[83] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 660         sectors = *(u64*)&buffer[100]; // word 100-103
 661     else
 662         sectors = *(u32*)&buffer[60]; // word 60 and word 61
 663     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors, sectors);
 664
 665     // Setup disk geometry translation.
 666     setup_translation(driveid);
 667
 668     // Report drive info to user.
 669     u8 channel = driveid / 2;
 670     u8 slave = driveid % 2;
 671     char *model = ATA.devices[driveid].model;
 672     printf("ata%d-%d: %s ATA-%d Hard-Disk ", channel, slave, model
 673            , ATA.devices[driveid].version);
 674     u64 sizeinmb = sectors >> 11;
 675     if (sizeinmb < (1 << 16))
 676         printf("(%u MiBytes)\n", (u32)sizeinmb);
 677     else
 678         printf("(%u GiBytes)\n", (u32)(sizeinmb >> 10));
 679
 680     // Register with bcv system.
 681     add_bcv_hd(driveid, model);
 682
 683     return 0;
 684 }
 685
 686 static int
 687 powerup_await_non_bsy(u16 base, u64 end)
 688 {
 689     u8 orstatus = 0;
 690     u8 status;
 691     for (;;) {
 692         status = inb(base+ATA_CB_STAT);
 693         if (!(status & ATA_CB_STAT_BSY))
 694             break;
 695         orstatus |= status;
 696         if (orstatus == 0xff) {
 697             dprintf(1, "powerup IDE floating\n");
 698             return orstatus;
 699         }
 700         if (rdtscll() > end) {
 701             dprintf(1, "powerup IDE time out\n");
 702             return -1;
 703         }
 704     }
 705     dprintf(6, "powerup iobase=%x st=%x\n", base, status);
 706     return status;
 707 }
 708
 709 static void
 710 ata_detect()
 711 {
 712     // Device detection
 713     u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 714     int driveid, last_reset_driveid=-1;
 715     for(driveid=0; driveid<CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; driveid++) {
 716         u8 channel = driveid / 2;
 717         u8 slave = driveid % 2;
 718
 719         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 720         if (!iobase1)
 721             break;
 722
 723         // Wait for not-bsy.
 724         int status = powerup_await_non_bsy(iobase1, end);
 725         if (status < 0)
 726             continue;
 727         u8 newdh = slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0;
 728         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 729         ndelay(400);
 730         status = powerup_await_non_bsy(iobase1, end);
 731         if (status < 0)
 732             continue;
 733
 734         // Check if ioport registers look valid.
 735         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 736         u8 dh = inb(iobase1+ATA_CB_DH);
 737         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 738         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 739         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 740         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 741         dprintf(6, "ata_detect drive=%d sc=%x sn=%x dh=%x\n"
 742                 , driveid, sc, sn, dh);
 743         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa || dh != newdh)
 744             continue;
 745
 746         // reset the channel
 747         if (slave && driveid == last_reset_driveid + 1) {
 748             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 749         } else {
 750             ata_reset(driveid);
 751             last_reset_driveid = driveid;
 752         }
 753
 754         // check for ATAPI
 755         u16 buffer[256];
 756         int ret = init_drive_atapi(driveid, buffer);
 757         if (!ret) {
 758             // Found an ATAPI drive.
 759         } else {
 760             u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 761             if (!st)
 762                 // Status not set - can't be a valid drive.
 763                 continue;
 764
 765             // Wait for RDY.
 766             ret = await_rdy(iobase1);
 767             if (ret < 0)
 768                 continue;
 769
 770             // check for ATA.
 771             ret = init_drive_ata(driveid, buffer);
 772             if (ret)
 773                 // No ATA drive found
 774                 continue;
 775         }
 776
 777         u16 resetresult = buffer[93];
 778         dprintf(6, "ata_detect resetresult=%04x\n", resetresult);
 779         if (!slave && (resetresult & 0xdf61) == 0x4041)
 780             // resetresult looks valid and device 0 is responding to
 781             // device 1 requests - device 1 must not be present - skip
 782             // detection.
 783             driveid++;
 784     }
 785
 786     printf("\n");
 787 }
 788
 789 static void
 790 ata_init()
 791 {
 792     memset(&ATA, 0, sizeof(ATA));
 793
 794     // hdidmap and cdidmap init.
 795     u8 device;
 796     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 797         SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 798         SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 799     }
 800
 801     // Scan PCI bus for ATA adapters
 802     int count=0;
 803     int bdf, max;
 804     foreachpci(bdf, max) {
 805         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 806             continue;
 807         if (count >= ARRAY_SIZE(ATA.channels))
 808             break;
 809
 810         u8 irq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 811         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].irq, irq);
 812         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].pci_bdf, bdf);
 813
 814         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 815         u32 port1, port2;
 816
 817         if (prog_if & 1) {
 818             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 819             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 820         } else {
 821             port1 = 0x1f0;
 822             port2 = 0x3f0;
 823         }
 824         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 825         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 826         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 827                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 828         count++;
 829
 830         if (prog_if & 4) {
 831             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 832             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 833         } else {
 834             port1 = 0x170;
 835             port2 = 0x370;
 836         }
 837         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 838                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 839         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 840         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 841         count++;
 842     }
 843 }
 844
 845 void
 846 hard_drive_setup()
 847 {
 848     if (!CONFIG_ATA)
 849         return;
 850
 851     dprintf(3, "init hard drives\n");
 852     ata_init();
 853     ata_detect();
 854
 855     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 856
 857     enable_hwirq(14, entry_76);
 858 }
 859
 860
 861 /****************************************************************
 862  * Drive mapping
 863  ****************************************************************/
 864
 865 // Fill in Fixed Disk Parameter Table (located in ebda).
 866 static void
 867 fill_fdpt(int driveid)
 868 {
 869     if (driveid > 1)
 870         return;
 871
 872     u16 nlc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders);
 873     u16 nlh   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads);
 874     u16 nlspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt);
 875
 876     u16 npc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 877     u16 nph   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 878     u16 npspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 879
 880     struct fdpt_s *fdpt = &get_ebda_ptr()->fdpt[driveid];
 881     fdpt->precompensation = 0xffff;
 882     fdpt->drive_control_byte = 0xc0 | ((nph > 8) << 3);
 883     fdpt->landing_zone = npc;
 884     fdpt->cylinders = nlc;
 885     fdpt->heads = nlh;
 886     fdpt->sectors = nlspt;
 887
 888     if (nlc == npc && nlh == nph && nlspt == npspt)
 889         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 890         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 891         return;
 892
 893     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 894     // Table (FDPT)
 895     fdpt->phys_cylinders = npc;
 896     fdpt->phys_heads = nph;
 897     fdpt->phys_sectors = npspt;
 898     fdpt->a0h_signature = 0xa0;
 899
 900     // Checksum structure.
 901     fdpt->checksum -= checksum(fdpt, sizeof(*fdpt));
 902
 903     if (driveid == 0)
 904         SET_IVT(0x41, get_ebda_seg()
 905                 , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0]));
 906     else
 907         SET_IVT(0x46, get_ebda_seg()
 908                 , offsetof(struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1]));
 909 }
 910
 911 // Map a drive (that was registered via add_bcv_hd)
 912 void
 913 map_drive(int driveid)
 914 {
 915     // fill hdidmap
 916     u8 hdcount = GET_BDA(hdcount);
 917     dprintf(3, "Mapping driveid %d to %d\n", driveid, hdcount);
 918     SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][hdcount], driveid);
 919     SET_BDA(hdcount, hdcount + 1);
 920
 921     // Fill "fdpt" structure.
 922     fill_fdpt(hdcount);
 923 }