src/ata.c

   1 // Low level ATA disk access
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008,2009  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" // foreachpci
  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 "ata.h" // ATA_CB_STAT
  20
  21 #define IDE_TIMEOUT 32000 //32 seconds max for IDE ops
  22
  23 struct ata_channel_s ATA_channels[CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES] VAR16VISIBLE;
  24
  25
  26 /****************************************************************
  27  * Helper functions
  28  ****************************************************************/
  29
  30 // Wait for the specified ide state
  31 static inline int
  32 await_ide(u8 mask, u8 flags, u16 base, u16 timeout)
  33 {
  34     u64 end = calc_future_tsc(timeout);
  35     for (;;) {
  36         u8 status = inb(base+ATA_CB_STAT);
  37         if ((status & mask) == flags)
  38             return status;
  39         if (rdtscll() > end) {
  40             dprintf(1, "IDE time out\n");
  41             return -1;
  42         }
  43     }
  44 }
  45
  46 // Wait for the device to be not-busy.
  47 static int
  48 await_not_bsy(u16 base)
  49 {
  50     return await_ide(ATA_CB_STAT_BSY, 0, base, IDE_TIMEOUT);
  51 }
  52
  53 // Wait for the device to be ready.
  54 static int
  55 await_rdy(u16 base)
  56 {
  57     return await_ide(ATA_CB_STAT_RDY, ATA_CB_STAT_RDY, base, IDE_TIMEOUT);
  58 }
  59
  60 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  61 static inline int
  62 pause_await_not_bsy(u16 iobase1, u16 iobase2)
  63 {
  64     // Wait one PIO transfer cycle.
  65     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  66
  67     return await_not_bsy(iobase1);
  68 }
  69
  70 // Wait for ide state - pause for 400ns first.
  71 static inline int
  72 ndelay_await_not_bsy(u16 iobase1)
  73 {
  74     ndelay(400);
  75     return await_not_bsy(iobase1);
  76 }
  77
  78 // Reset a drive
  79 static void
  80 ata_reset(int driveid)
  81 {
  82     u8 ataid = GET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].cntl_id);
  83     u8 channel = ataid / 2;
  84     u8 slave = ataid % 2;
  85     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
  86     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
  87
  88     dprintf(6, "ata_reset driveid=%d\n", driveid);
  89     // Pulse SRST
  90     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
  91     udelay(5);
  92     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
  93     mdelay(2);
  94
  95     // wait for device to become not busy.
  96     int status = await_not_bsy(iobase1);
  97     if (status < 0)
  98         goto done;
  99     if (slave) {
 100         // Change device.
 101         u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 102         for (;;) {
 103             outb(ATA_CB_DH_DEV1, iobase1 + ATA_CB_DH);
 104             status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 105             if (status < 0)
 106                 goto done;
 107             if (inb(iobase1 + ATA_CB_DH) == ATA_CB_DH_DEV1)
 108                 break;
 109             // Change drive request failed to take effect - retry.
 110             if (rdtscll() > end) {
 111                 dprintf(1, "ata_reset slave time out\n");
 112                 goto done;
 113             }
 114         }
 115     } else {
 116         // QEMU doesn't reset dh on reset, so set it explicitly.
 117         outb(ATA_CB_DH_DEV0, iobase1 + ATA_CB_DH);
 118     }
 119
 120     // On a user-reset request, wait for RDY if it is an ATA device.
 121     u8 type=GET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].type);
 122     if (type == DTYPE_ATA)
 123         status = await_rdy(iobase1);
 124
 125 done:
 126     // Enable interrupts
 127     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 128
 129     dprintf(6, "ata_reset exit status=%x\n", status);
 130 }
 131
 132 static int
 133 isready(int driveid)
 134 {
 135     // Read the status from controller
 136     u8 ataid = GET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].cntl_id);
 137     u8 channel = ataid / 2;
 138     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 139     u8 status = inb(iobase1 + ATA_CB_STAT);
 140     if ((status & (ATA_CB_STAT_BSY|ATA_CB_STAT_RDY)) == ATA_CB_STAT_RDY)
 141         return DISK_RET_SUCCESS;
 142     return DISK_RET_ENOTREADY;
 143 }
 144
 145 static int
 146 process_ata_misc_op(struct disk_op_s *op)
 147 {
 148     if (!CONFIG_ATA)
 149         return 0;
 150
 151     switch (op->command) {
 152     case CMD_RESET:
 153         ata_reset(op->driveid);
 154         return DISK_RET_SUCCESS;
 155     case CMD_ISREADY:
 156         return isready(op->driveid);
 157     case CMD_FORMAT:
 158     case CMD_VERIFY:
 159     case CMD_SEEK:
 160         return DISK_RET_SUCCESS;
 161     default:
 162         op->count = 0;
 163         return DISK_RET_EPARAM;
 164     }
 165 }
 166
 167
 168 /****************************************************************
 169  * ATA send command
 170  ****************************************************************/
 171
 172 struct ata_pio_command {
 173     u8 feature;
 174     u8 sector_count;
 175     u8 lba_low;
 176     u8 lba_mid;
 177     u8 lba_high;
 178     u8 device;
 179     u8 command;
 180
 181     u8 sector_count2;
 182     u8 lba_low2;
 183     u8 lba_mid2;
 184     u8 lba_high2;
 185 };
 186
 187 // Send an ata command to the drive.
 188 static int
 189 send_cmd(int driveid, struct ata_pio_command *cmd)
 190 {
 191     u8 ataid = GET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].cntl_id);
 192     u8 channel = ataid / 2;
 193     u8 slave = ataid % 2;
 194     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 195     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 196
 197     // Disable interrupts
 198     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 199
 200     // Select device
 201     int status = await_not_bsy(iobase1);
 202     if (status < 0)
 203         return status;
 204     u8 newdh = ((cmd->device & ~ATA_CB_DH_DEV1)
 205                 | (slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0));
 206     u8 olddh = inb(iobase1 + ATA_CB_DH);
 207     outb(newdh, iobase1 + ATA_CB_DH);
 208     if ((olddh ^ newdh) & (1<<4)) {
 209         // Was a device change - wait for device to become not busy.
 210         status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 211         if (status < 0)
 212             return status;
 213     }
 214
 215     if (cmd->command & 0x04) {
 216         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 217         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 218         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 219         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 220         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 221     }
 222     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 223     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 224     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 225     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 226     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 227     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 228
 229     status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 230     if (status < 0)
 231         return status;
 232
 233     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 234         dprintf(6, "send_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 235                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 236         return -4;
 237     }
 238     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 239         dprintf(6, "send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 240         return -5;
 241     }
 242
 243     return 0;
 244 }
 245
 246
 247 /****************************************************************
 248  * ATA transfers
 249  ****************************************************************/
 250
 251 // Transfer 'op->count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 252 // 'op->driveid'.
 253 static int
 254 ata_transfer(struct disk_op_s *op, int iswrite, int blocksize)
 255 {
 256     dprintf(16, "ata_transfer id=%d write=%d count=%d bs=%d buf=%p\n"
 257             , op->driveid, iswrite, op->count, blocksize, op->buf_fl);
 258
 259     u8 ataid = GET_GLOBAL(Drives.drives[op->driveid].cntl_id);
 260     u8 channel = ataid / 2;
 261     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 262     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 263     int count = op->count;
 264     void *buf_fl = op->buf_fl;
 265     int status;
 266     for (;;) {
 267         if (iswrite) {
 268             // Write data to controller
 269             dprintf(16, "Write sector id=%d dest=%p\n", op->driveid, buf_fl);
 270             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 271                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 272             else
 273                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 274         } else {
 275             // Read data from controller
 276             dprintf(16, "Read sector id=%d dest=%p\n", op->driveid, buf_fl);
 277             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 278                 insl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 279             else
 280                 insw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 281         }
 282         buf_fl += blocksize;
 283
 284         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 285         if (status < 0) {
 286             // Error
 287             op->count -= count;
 288             return status;
 289         }
 290
 291         count--;
 292         if (!count)
 293             break;
 294         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 295         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 296             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 297                     , status);
 298             op->count -= count;
 299             return -6;
 300         }
 301     }
 302
 303     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 304                | ATA_CB_STAT_ERR);
 305     if (!iswrite)
 306         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 307     if (status != 0) {
 308         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 309         return -7;
 310     }
 311
 312     // Enable interrupts
 313     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 314     return 0;
 315 }
 316
 317
 318 /****************************************************************
 319  * ATA hard drive functions
 320  ****************************************************************/
 321
 322 // Read/write count blocks from a harddrive.
 323 static int
 324 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op, int iswrite, int command)
 325 {
 326     u64 lba = op->lba;
 327
 328     struct ata_pio_command cmd;
 329     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 330
 331     cmd.command = command;
 332     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 333         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 334         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 335         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 336         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 337
 338         cmd.command |= 0x04;
 339         lba &= 0xffffff;
 340     }
 341
 342     cmd.feature = 0;
 343     cmd.sector_count = op->count;
 344     cmd.lba_low = lba;
 345     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 346     cmd.lba_high = lba >> 16;
 347     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 348
 349     int ret = send_cmd(op->driveid, &cmd);
 350     if (ret)
 351         return ret;
 352     return ata_transfer(op, iswrite, DISK_SECTOR_SIZE);
 353 }
 354
 355 int
 356 process_ata_op(struct disk_op_s *op)
 357 {
 358     if (!CONFIG_ATA)
 359         return 0;
 360
 361     int ret;
 362     switch (op->command) {
 363     case CMD_READ:
 364         ret = ata_cmd_data(op, 0, ATA_CMD_READ_SECTORS);
 365         break;
 366     case CMD_WRITE:
 367         ret = ata_cmd_data(op, 1, ATA_CMD_WRITE_SECTORS);
 368         break;
 369     default:
 370         return process_ata_misc_op(op);
 371     }
 372     if (ret)
 373         return DISK_RET_EBADTRACK;
 374     return DISK_RET_SUCCESS;
 375 }
 376
 377
 378 /****************************************************************
 379  * ATAPI functions
 380  ****************************************************************/
 381
 382 // Low-level atapi command transmit function.
 383 static int
 384 send_atapi_cmd(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 385 {
 386     u8 ataid = GET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].cntl_id);
 387     u8 channel = ataid / 2;
 388     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 389     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 390
 391     struct ata_pio_command cmd;
 392     cmd.sector_count = 0;
 393     cmd.feature = 0;
 394     cmd.lba_low = 0;
 395     cmd.lba_mid = blocksize;
 396     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 397     cmd.device = 0;
 398     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 399
 400     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 401     if (ret)
 402         return ret;
 403
 404     // Send command to device
 405     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 406
 407     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 408     if (status < 0)
 409         return status;
 410
 411     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 412         u8 err = inb(iobase1 + ATA_CB_ERR);
 413         // skip "Not Ready"
 414         if (err != 0x20)
 415             dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 416                     , status, err);
 417         return -2;
 418     }
 419     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 420         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 421         return -3;
 422     }
 423
 424     return 0;
 425 }
 426
 427 // Read sectors from the cdrom.
 428 int
 429 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 430 {
 431     u8 atacmd[12];
 432     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 433     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 434     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 435     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 436     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 437     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 438     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 439     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 440
 441     int ret = send_atapi_cmd(op->driveid, atacmd, sizeof(atacmd)
 442                              , CDROM_SECTOR_SIZE);
 443     if (ret)
 444         return ret;
 445
 446     return ata_transfer(op, 0, CDROM_SECTOR_SIZE);
 447 }
 448
 449 int
 450 process_atapi_op(struct disk_op_s *op)
 451 {
 452     int ret;
 453     switch (op->command) {
 454     case CMD_READ:
 455         ret = cdrom_read(op);
 456         break;
 457     case CMD_FORMAT:
 458     case CMD_WRITE:
 459         return DISK_RET_EWRITEPROTECT;
 460     default:
 461         return process_ata_misc_op(op);
 462     }
 463     if (ret)
 464         return DISK_RET_EBADTRACK;
 465     return DISK_RET_SUCCESS;
 466 }
 467
 468 // Send a simple atapi command to a drive.
 469 int
 470 ata_cmd_packet(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 471                , u32 length, void *buf_fl)
 472 {
 473     int ret = send_atapi_cmd(driveid, cmdbuf, cmdlen, length);
 474     if (ret)
 475         return ret;
 476
 477     struct disk_op_s dop;
 478     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 479     dop.driveid = driveid;
 480     dop.count = 1;
 481     dop.buf_fl = buf_fl;
 482
 483     return ata_transfer(&dop, 0, length);
 484 }
 485
 486
 487 /****************************************************************
 488  * ATA detect and init
 489  ****************************************************************/
 490
 491 // Extract the ATA/ATAPI version info.
 492 static int
 493 extract_version(u16 *buffer)
 494 {
 495     // Extract ATA/ATAPI version.
 496     u16 ataversion = buffer[80];
 497     u8 version;
 498     for (version=15; version>0; version--)
 499         if (ataversion & (1<<version))
 500             break;
 501     return version;
 502 }
 503
 504 // Extract common information from IDENTIFY commands.
 505 static void
 506 extract_identify(int driveid, u16 *buffer)
 507 {
 508     dprintf(3, "Identify w0=%x w2=%x\n", buffer[0], buffer[2]);
 509
 510     // Read model name
 511     char *model = Drives.drives[driveid].model;
 512     int maxsize = ARRAY_SIZE(Drives.drives[driveid].model);
 513     int i;
 514     for (i=0; i<maxsize/2; i++) {
 515         u16 v = buffer[27+i];
 516         model[i*2] = v >> 8;
 517         model[i*2+1] = v & 0xff;
 518     }
 519     model[maxsize-1] = 0x00;
 520
 521     // Trim trailing spaces from model name.
 522     for (i=maxsize-2; i>0 && model[i] == 0x20; i--)
 523         model[i] = 0x00;
 524
 525     // Common flags.
 526     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].removable, (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0);
 527     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].cntl_info, extract_version(buffer));
 528 }
 529
 530 void
 531 describe_atapi(int driveid)
 532 {
 533     u8 ataid = Drives.drives[driveid].cntl_id;
 534     u8 channel = ataid / 2;
 535     u8 slave = ataid % 2;
 536     u8 version = Drives.drives[driveid].cntl_info;
 537     int iscd = Drives.drives[driveid].floppy_type;
 538     printf("ata%d-%d: %s ATAPI-%d %s", channel, slave
 539            , Drives.drives[driveid].model, version
 540            , (iscd ? "CD-Rom/DVD-Rom" : "Device"));
 541 }
 542
 543 static int
 544 init_drive_atapi(int driveid, u16 *buffer)
 545 {
 546     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 547     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 548     struct disk_op_s dop;
 549     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 550     dop.driveid = driveid;
 551     dop.count = 1;
 552     dop.lba = 1;
 553     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 554     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET);
 555     if (ret)
 556         return ret;
 557
 558     // Success - setup as ATAPI.
 559     extract_identify(driveid, buffer);
 560     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].type, DTYPE_ATAPI);
 561     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].blksize, CDROM_SECTOR_SIZE);
 562     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].sectors, (u64)-1);
 563     u8 iscd = ((buffer[0] >> 8) & 0x1f) == 0x05;
 564     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].floppy_type, iscd);
 565
 566     // fill cdidmap
 567     if (iscd)
 568         map_cd_drive(driveid);
 569
 570     return 0;
 571 }
 572
 573 void
 574 describe_ata(int driveid)
 575 {
 576     u8 ataid = Drives.drives[driveid].cntl_id;
 577     u8 channel = ataid / 2;
 578     u8 slave = ataid % 2;
 579     u64 sectors = Drives.drives[driveid].sectors;
 580     u8 version = Drives.drives[driveid].cntl_info;
 581     char *model = Drives.drives[driveid].model;
 582     printf("ata%d-%d: %s ATA-%d Hard-Disk", channel, slave, model, version);
 583     u64 sizeinmb = sectors >> 11;
 584     if (sizeinmb < (1 << 16))
 585         printf(" (%u MiBytes)", (u32)sizeinmb);
 586     else
 587         printf(" (%u GiBytes)", (u32)(sizeinmb >> 10));
 588 }
 589
 590 static int
 591 init_drive_ata(int driveid, u16 *buffer)
 592 {
 593     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 594     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 595     struct disk_op_s dop;
 596     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 597     dop.driveid = driveid;
 598     dop.count = 1;
 599     dop.lba = 1;
 600     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 601     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE);
 602     if (ret)
 603         return ret;
 604
 605     // Success - setup as ATA.
 606     extract_identify(driveid, buffer);
 607     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].type, DTYPE_ATA);
 608     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].blksize, DISK_SECTOR_SIZE);
 609
 610     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].pchs.cylinders, buffer[1]);
 611     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].pchs.heads, buffer[3]);
 612     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].pchs.spt, buffer[6]);
 613
 614     u64 sectors;
 615     if (buffer[83] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 616         sectors = *(u64*)&buffer[100]; // word 100-103
 617     else
 618         sectors = *(u32*)&buffer[60]; // word 60 and word 61
 619     SET_GLOBAL(Drives.drives[driveid].sectors, sectors);
 620
 621     // Setup disk geometry translation.
 622     setup_translation(driveid);
 623
 624     // Register with bcv system.
 625     add_bcv_internal(driveid);
 626
 627     return 0;
 628 }
 629
 630 static int
 631 powerup_await_non_bsy(u16 base, u64 end)
 632 {
 633     u8 orstatus = 0;
 634     u8 status;
 635     for (;;) {
 636         status = inb(base+ATA_CB_STAT);
 637         if (!(status & ATA_CB_STAT_BSY))
 638             break;
 639         orstatus |= status;
 640         if (orstatus == 0xff) {
 641             dprintf(1, "powerup IDE floating\n");
 642             return orstatus;
 643         }
 644         if (rdtscll() > end) {
 645             dprintf(1, "powerup IDE time out\n");
 646             return -1;
 647         }
 648     }
 649     dprintf(6, "powerup iobase=%x st=%x\n", base, status);
 650     return status;
 651 }
 652
 653 static void
 654 ata_detect()
 655 {
 656     // Device detection
 657     u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 658     int ataid, last_reset_ataid=-1;
 659     for (ataid=0; ataid<CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES*2; ataid++) {
 660         u8 channel = ataid / 2;
 661         u8 slave = ataid % 2;
 662
 663         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 664         if (!iobase1)
 665             break;
 666
 667         // Wait for not-bsy.
 668         int status = powerup_await_non_bsy(iobase1, end);
 669         if (status < 0)
 670             continue;
 671         u8 newdh = slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0;
 672         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 673         ndelay(400);
 674         status = powerup_await_non_bsy(iobase1, end);
 675         if (status < 0)
 676             continue;
 677
 678         // Check if ioport registers look valid.
 679         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 680         u8 dh = inb(iobase1+ATA_CB_DH);
 681         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 682         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 683         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 684         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 685         dprintf(6, "ata_detect ataid=%d sc=%x sn=%x dh=%x\n"
 686                 , ataid, sc, sn, dh);
 687         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa || dh != newdh)
 688             continue;
 689
 690         // Prepare new driveid.
 691         u8 driveid = GET_GLOBAL(Drives.drivecount);
 692         if (driveid >= ARRAY_SIZE(Drives.drives))
 693             break;
 694         memset(&Drives.drives[driveid], 0, sizeof(Drives.drives[0]));
 695         Drives.drives[driveid].cntl_id = ataid;
 696
 697         // reset the channel
 698         if (slave && ataid == last_reset_ataid + 1) {
 699             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 700         } else {
 701             ata_reset(driveid);
 702             last_reset_ataid = ataid;
 703         }
 704
 705         // check for ATAPI
 706         u16 buffer[256];
 707         int ret = init_drive_atapi(driveid, buffer);
 708         if (ret) {
 709             // Didn't find an ATAPI drive - look for ATA drive.
 710             u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 711             if (!st)
 712                 // Status not set - can't be a valid drive.
 713                 continue;
 714
 715             // Wait for RDY.
 716             ret = await_rdy(iobase1);
 717             if (ret < 0)
 718                 continue;
 719
 720             // check for ATA.
 721             ret = init_drive_ata(driveid, buffer);
 722             if (ret)
 723                 // No ATA drive found
 724                 continue;
 725         }
 726         SET_GLOBAL(Drives.drivecount, driveid+1);
 727
 728         // Report drive info to user.
 729         describe_drive(driveid);
 730         printf("\n");
 731
 732         u16 resetresult = buffer[93];
 733         dprintf(6, "ata_detect resetresult=%04x\n", resetresult);
 734         if (!slave && (resetresult & 0xdf61) == 0x4041)
 735             // resetresult looks valid and device 0 is responding to
 736             // device 1 requests - device 1 must not be present - skip
 737             // detection.
 738             ataid++;
 739     }
 740
 741     printf("\n");
 742 }
 743
 744 static void
 745 ata_init()
 746 {
 747     // Scan PCI bus for ATA adapters
 748     int count=0;
 749     int bdf, max;
 750     foreachpci(bdf, max) {
 751         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 752             continue;
 753         if (count >= ARRAY_SIZE(ATA_channels))
 754             break;
 755
 756         u8 irq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 757         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].irq, irq);
 758         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].pci_bdf, bdf);
 759
 760         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 761         u32 port1, port2;
 762
 763         if (prog_if & 1) {
 764             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 765             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 766         } else {
 767             port1 = 0x1f0;
 768             port2 = 0x3f0;
 769         }
 770         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].iobase1, port1);
 771         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].iobase2, port2);
 772         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 773                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 774         count++;
 775
 776         if (prog_if & 4) {
 777             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 778             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 779         } else {
 780             port1 = 0x170;
 781             port2 = 0x370;
 782         }
 783         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 784                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 785         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].iobase1, port1);
 786         SET_GLOBAL(ATA_channels[count].iobase2, port2);
 787         count++;
 788     }
 789 }
 790
 791 void
 792 ata_setup()
 793 {
 794     if (!CONFIG_ATA)
 795         return;
 796
 797     dprintf(3, "init hard drives\n");
 798     ata_init();
 799     ata_detect();
 800
 801     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 802
 803     enable_hwirq(14, entry_76);
 804 }