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 GPLv3 license.
   7
   8 #include "ata.h" // ATA_*
   9 #include "types.h" // u8
  10 #include "ioport.h" // inb
  11 #include "util.h" // BX_INFO
  12 #include "cmos.h" // inb_cmos
  13
  14 #define TIMEOUT 0
  15 #define BSY 1
  16 #define NOT_BSY 2
  17 #define NOT_BSY_DRQ 3
  18 #define NOT_BSY_NOT_DRQ 4
  19 #define NOT_BSY_RDY 5
  20
  21 #define IDE_SECTOR_SIZE 512
  22 #define CDROM_SECTOR_SIZE 2048
  23
  24 #define IDE_TIMEOUT 32000u //32 seconds max for IDE ops
  25
  26 #define DEBUGF1(fmt, args...) bprintf(0, fmt , ##args)
  27 #define DEBUGF(fmt, args...)
  28
  29
  30 /****************************************************************
  31  * Helper functions
  32  ****************************************************************/
  33
  34 // Wait for the specified ide state
  35 static int
  36 await_ide(u8 when_done, u16 base, u16 timeout)
  37 {
  38     u32 time=0, last=0;
  39     for (;;) {
  40         u8 status = inb(base+ATA_CB_STAT);
  41         time++;
  42         u8 result = 0;
  43         if (when_done == BSY)
  44             result = status & ATA_CB_STAT_BSY;
  45         else if (when_done == NOT_BSY)
  46             result = !(status & ATA_CB_STAT_BSY);
  47         else if (when_done == NOT_BSY_DRQ)
  48             result = !(status & ATA_CB_STAT_BSY) && (status & ATA_CB_STAT_DRQ);
  49         else if (when_done == NOT_BSY_NOT_DRQ)
  50             result = !(status & ATA_CB_STAT_BSY) && !(status & ATA_CB_STAT_DRQ);
  51         else if (when_done == NOT_BSY_RDY)
  52             result = !(status & ATA_CB_STAT_BSY) && (status & ATA_CB_STAT_RDY);
  53
  54         if (result)
  55             return status;
  56         // mod 2048 each 16 ms
  57         if (time>>16 != last) {
  58             last = time >>16;
  59             DEBUGF("await_ide: (TIMEOUT,BSY,!BSY,!BSY_DRQ,!BSY_!DRQ,!BSY_RDY)"
  60                    " %d time= %d timeout= %d\n"
  61                    , when_done, time>>11, timeout);
  62         }
  63         if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
  64             DEBUGF("await_ide: ERROR (TIMEOUT,BSY,!BSY,!BSY_DRQ"
  65                    ",!BSY_!DRQ,!BSY_RDY) %d time= %d timeout= %d\n"
  66                    , when_done, time>>11, timeout);
  67             return -1;
  68         }
  69         if (timeout == 0 || (time>>11) > timeout)
  70             break;
  71     }
  72     BX_INFO("IDE time out\n");
  73     return -1;
  74 }
  75
  76 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  77 static __always_inline int
  78 pause_await_ide(u8 when_done, u16 iobase1, u16 iobase2, u16 timeout)
  79 {
  80     // Wait one PIO transfer cycle.
  81     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  82
  83     return await_ide(when_done, iobase1, timeout);
  84 }
  85
  86 // Delay for x nanoseconds
  87 static void
  88 nsleep(u32 delay)
  89 {
  90     // XXX - how to implement ndelay?
  91     while (delay--)
  92         nop();
  93 }
  94
  95 // Reset a drive
  96 void
  97 ata_reset(int driveid)
  98 {
  99     u16 iobase1, iobase2;
 100     u8  channel, slave, sn, sc;
 101     u8  type;
 102
 103     channel = driveid / 2;
 104     slave = driveid % 2;
 105
 106     iobase1 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase1);
 107     iobase2 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase2);
 108
 109     // Reset
 110
 111     // 8.2.1 (a) -- set SRST in DC
 112     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
 113
 114     // 8.2.1 (b) -- wait for BSY
 115     await_ide(BSY, iobase1, 20);
 116
 117     // 8.2.1 (f) -- clear SRST
 118     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
 119
 120     type=GET_EBDA(ata.devices[driveid].type);
 121     if (type != ATA_TYPE_NONE) {
 122
 123         // 8.2.1 (g) -- check for sc==sn==0x01
 124         // select device
 125         outb(slave?ATA_CB_DH_DEV1:ATA_CB_DH_DEV0, iobase1+ATA_CB_DH);
 126         sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 127         sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 128
 129         if ( (sc==0x01) && (sn==0x01) ) {
 130             if (type == ATA_TYPE_ATA) //ATA
 131                 await_ide(NOT_BSY_RDY, iobase1, IDE_TIMEOUT);
 132             else //ATAPI
 133                 await_ide(NOT_BSY, iobase1, IDE_TIMEOUT);
 134         }
 135
 136         // 8.2.1 (h) -- wait for not BSY
 137         await_ide(NOT_BSY, iobase1, IDE_TIMEOUT);
 138     }
 139
 140     // Enable interrupts
 141     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 142 }
 143
 144 struct ata_pio_command {
 145     u8 feature;
 146     u8 sector_count;
 147     u8 lba_low;
 148     u8 lba_mid;
 149     u8 lba_high;
 150     u8 device;
 151     u8 command;
 152
 153     u8 sector_count2;
 154     u8 lba_low2;
 155     u8 lba_mid2;
 156     u8 lba_high2;
 157 };
 158
 159 // Send an ata command to the drive.
 160 static int
 161 send_cmd(int driveid, struct ata_pio_command *cmd)
 162 {
 163     u8 channel = driveid / 2;
 164     u16 iobase1 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase1);
 165     u16 iobase2 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase2);
 166
 167     int status = inb(iobase1 + ATA_CB_STAT);
 168     if (status & ATA_CB_STAT_BSY)
 169         return 1;
 170
 171     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 172     if (cmd->command & 0x04) {
 173         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 174         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 175         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 176         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 177         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 178     }
 179     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 180     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 181     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 182     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 183     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 184     outb(cmd->device, iobase1 + ATA_CB_DH);
 185     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 186
 187     nsleep(400);
 188
 189     status = await_ide(NOT_BSY_DRQ, iobase1, IDE_TIMEOUT);
 190     if (status < 0)
 191         return status;
 192
 193     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 194         DEBUGF("send_cmd : read error\n");
 195         return 2;
 196     }
 197     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 198         DEBUGF("send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n"
 199                , (unsigned) status);
 200         return 3;
 201     }
 202
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 // Read and discard x number of bytes from an io channel.
 207 static void
 208 insx_discard(int mode, int iobase1, int bytes)
 209 {
 210     int count, i;
 211     if (mode == ATA_MODE_PIO32) {
 212         count = bytes / 4;
 213         for (i=0; i<count; i++)
 214             inl(iobase1);
 215     } else {
 216         count = bytes / 2;
 217         for (i=0; i<count; i++)
 218             inw(iobase1);
 219     }
 220 }
 221
 222 // Transfer 'count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 223 // 'driveid'.  If 'skipfirst' or 'skiplast' is set then the first
 224 // and/or last block may be partially transferred.  This function is
 225 // inlined because all the callers use different forms and because the
 226 // large number of parameters would consume a lot of stack space.
 227 static __always_inline int
 228 ata_transfer(int driveid, int iswrite, int count, int blocksize
 229              , int skipfirst, int skiplast, void *far_buffer)
 230 {
 231     DEBUGF("ata_transfer id=%d write=%d count=%d bs=%d"
 232            " skipf=%d skipl=%d buf=%p\n"
 233            , driveid, iswrite, count, blocksize
 234            , skipfirst, skiplast, far_buffer);
 235
 236     // Reset count of transferred data
 237     SET_EBDA(ata.trsfsectors, 0);
 238
 239     u8 channel  = driveid / 2;
 240     u16 iobase1 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase1);
 241     u16 iobase2 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase2);
 242     u8 mode     = GET_EBDA(ata.devices[driveid].mode);
 243     int current = 0;
 244     int status;
 245     for (;;) {
 246         int bsize = blocksize;
 247         if (skipfirst && current == 0) {
 248             insx_discard(mode, iobase1, skipfirst);
 249             bsize -= skipfirst;
 250         }
 251         if (skiplast && current == count-1)
 252             bsize -= skiplast;
 253
 254         if (iswrite) {
 255             // Write data to controller
 256             DEBUGF("Write sector id=%d dest=%p\n", driveid, far_buffer);
 257             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 258                 outsl_far(iobase1, far_buffer, bsize / 4);
 259             else
 260                 outsw_far(iobase1, far_buffer, bsize / 2);
 261         } else {
 262             // Read data from controller
 263             DEBUGF("Read sector id=%d dest=%p\n", driveid, far_buffer);
 264             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 265                 insl_far(iobase1, far_buffer, bsize / 4);
 266             else
 267                 insw_far(iobase1, far_buffer, bsize / 2);
 268         }
 269         far_buffer += bsize;
 270
 271         if (skiplast && current == count-1)
 272             insx_discard(mode, iobase1, skiplast);
 273
 274         status = pause_await_ide(NOT_BSY, iobase1, iobase2, IDE_TIMEOUT);
 275         if (status < 0)
 276             // Error
 277             return status;
 278
 279         current++;
 280         SET_EBDA(ata.trsfsectors, current);
 281         if (current == count)
 282             break;
 283         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_RDY | ATA_CB_STAT_DRQ
 284                    | ATA_CB_STAT_ERR);
 285         if (status != (ATA_CB_STAT_RDY | ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 286             DEBUGF("ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 287                    , (unsigned) status);
 288             return 5;
 289         }
 290     }
 291
 292     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_RDY | ATA_CB_STAT_DF
 293                | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 294     if (!iswrite)
 295         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 296     if (status != ATA_CB_STAT_RDY ) {
 297         DEBUGF("ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n"
 298                , (unsigned) status);
 299         return 4;
 300     }
 301
 302     // Enable interrupts
 303     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 304     return 0;
 305 }
 306
 307
 308 /****************************************************************
 309  * ATA hard drive functions
 310  ****************************************************************/
 311
 312 // Read/write count blocks from a harddrive.
 313 int
 314 ata_cmd_data(int driveid, u16 command, u32 lba, u16 count, void *far_buffer)
 315 {
 316     u8 slave   = driveid % 2;
 317
 318     struct ata_pio_command cmd;
 319     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 320
 321     cmd.command = command;
 322     if (count >= (1<<8) || lba + count >= (1<<28)) {
 323         cmd.sector_count2 = count >> 8;
 324         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 325         cmd.lba_mid2 = 0;
 326         cmd.lba_high2 = 0;
 327
 328         cmd.command |= 0x04;
 329         lba &= 0xffffff;
 330     }
 331
 332     cmd.feature = 0;
 333     cmd.sector_count = count;
 334     cmd.lba_low = lba;
 335     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 336     cmd.lba_high = lba >> 16;
 337     cmd.device = ((slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0)
 338                   | ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA);
 339
 340     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 341     if (ret)
 342         return ret;
 343
 344     int iswrite = command == ATA_CMD_WRITE_SECTORS;
 345     return ata_transfer(driveid, iswrite, count, IDE_SECTOR_SIZE
 346                         , 0, 0, far_buffer);
 347 }
 348
 349
 350 /****************************************************************
 351  * ATAPI functions
 352  ****************************************************************/
 353
 354 // Low-level atapi command transmit function.
 355 static int
 356 send_atapi_cmd(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 357 {
 358     u8 channel = driveid / 2;
 359     u8 slave = driveid % 2;
 360     u16 iobase1 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase1);
 361     u16 iobase2 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase2);
 362
 363     struct ata_pio_command cmd;
 364     cmd.sector_count = 0;
 365     cmd.feature = 0;
 366     cmd.lba_low = 0;
 367     cmd.lba_mid = blocksize;
 368     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 369     cmd.device = slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0;
 370     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 371
 372     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 373     if (ret)
 374         return ret;
 375
 376     // Send command to device
 377     outsw_far(iobase1, MAKE_FARPTR(GET_SEG(SS), (u32)cmdbuf), cmdlen / 2);
 378
 379     int status = pause_await_ide(NOT_BSY_DRQ, iobase1, iobase2, IDE_TIMEOUT);
 380     if (status < 0)
 381         return status;
 382
 383     return 0;
 384 }
 385
 386 // Low-level cdrom read atapi command transmit function.
 387 static __always_inline int
 388 send_cdrom_cmd(int driveid, u32 lba, u16 count)
 389 {
 390     u8 atacmd[12];
 391     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 392
 393     atacmd[0]=0x28;                     // READ command
 394     atacmd[7]=(count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 395     atacmd[8]=(count & 0x00ff);         // Sectors
 396     atacmd[2]=(lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 397     atacmd[3]=(lba & 0x00ff0000) >> 16;
 398     atacmd[4]=(lba & 0x0000ff00) >> 8;
 399     atacmd[5]=(lba & 0x000000ff);
 400
 401     return send_atapi_cmd(driveid, atacmd, sizeof(atacmd), CDROM_SECTOR_SIZE);
 402 }
 403
 404 // Read sectors from the cdrom.
 405 int
 406 cdrom_read(int driveid, u32 lba, u32 count, void *far_buffer)
 407 {
 408     int ret = send_cdrom_cmd(driveid, lba, count);
 409     if (ret)
 410         return ret;
 411
 412     return ata_transfer(driveid, 0, count, CDROM_SECTOR_SIZE, 0, 0, far_buffer);
 413 }
 414
 415 // Pretend the cdrom has 512 byte sectors (instead of 2048) and read
 416 // sectors.
 417 int
 418 cdrom_read_512(int driveid, u32 vlba, u32 vcount, void *far_buffer)
 419 {
 420     u32 velba = vlba + vcount - 1;
 421     u32 lba = vlba / 4;
 422     u32 elba = velba / 4;
 423     int count = elba - lba + 1;
 424     int before = vlba % 4;
 425     int after = 3 - (velba % 4);
 426
 427     DEBUGF("cdrom_read_512: id=%d vlba=%d vcount=%d buf=%p lba=%d elba=%d"
 428            " count=%d before=%d after=%d\n"
 429            , driveid, vlba, vcount, far_buffer, lba, elba
 430            , count, before, after);
 431
 432     int ret = send_cdrom_cmd(driveid, lba, count);
 433     if (ret)
 434         return ret;
 435
 436     ret = ata_transfer(driveid, 0, count, CDROM_SECTOR_SIZE
 437                        , before*512, after*512, far_buffer);
 438     if (ret) {
 439         SET_EBDA(ata.trsfsectors, 0);
 440         return ret;
 441     }
 442     SET_EBDA(ata.trsfsectors, vcount);
 443     return 0;
 444 }
 445
 446 // Send a simple atapi command to a drive.
 447 int
 448 ata_cmd_packet(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 449                , u32 length, void *far_buffer)
 450 {
 451     int ret = send_atapi_cmd(driveid, cmdbuf, cmdlen, length);
 452     if (ret)
 453         return ret;
 454
 455     return ata_transfer(driveid, 0, 1, length, 0, 0, far_buffer);
 456 }
 457
 458
 459 /****************************************************************
 460  * ATA detect and init
 461  ****************************************************************/
 462
 463 static void
 464 report_model(int driveid, u8 *buffer)
 465 {
 466     u8 model[41];
 467
 468     // Read model name
 469     int i;
 470     for (i=0; i<40; i+=2) {
 471         model[i] = buffer[i+54+1];
 472         model[i+1] = buffer[i+54];
 473     }
 474
 475     // Reformat
 476     model[40] = 0x00;
 477     for (i=39; i>0; i--) {
 478         if (model[i] != 0x20)
 479             break;
 480         model[i] = 0x00;
 481     }
 482
 483     u8 channel = driveid / 2;
 484     u8 slave = driveid % 2;
 485     // XXX - model on stack not %cs
 486     printf("ata%d %s: %s", channel, slave ? " slave" : "master", model);
 487 }
 488
 489 static u8
 490 get_ata_version(u8 *buffer)
 491 {
 492     u16 ataversion = *(u16*)&buffer[160];
 493     u8 version;
 494     for (version=15; version>0; version--)
 495         if (ataversion & (1<<version))
 496             break;
 497     return version;
 498 }
 499
 500 static void
 501 init_drive_atapi(int driveid)
 502 {
 503     SET_EBDA(ata.devices[driveid].type,ATA_TYPE_ATAPI);
 504
 505     // Temporary values to do the transfer
 506     SET_EBDA(ata.devices[driveid].device,ATA_DEVICE_CDROM);
 507     SET_EBDA(ata.devices[driveid].mode, ATA_MODE_PIO16);
 508
 509     // Now we send a IDENTIFY command to ATAPI device
 510     u8 buffer[0x0200];
 511     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 512     u16 ret = ata_cmd_data(driveid, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET
 513                            , 1, 1
 514                            , MAKE_FARPTR(GET_SEG(SS), (u32)buffer));
 515     if (ret != 0)
 516         BX_PANIC("ata-detect: Failed to detect ATAPI device\n");
 517
 518     u8 type      = buffer[1] & 0x1f;
 519     u8 removable = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 520     u8 mode      = buffer[96] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 521     u16 blksize  = CDROM_SECTOR_SIZE;
 522
 523     SET_EBDA(ata.devices[driveid].device, type);
 524     SET_EBDA(ata.devices[driveid].removable, removable);
 525     SET_EBDA(ata.devices[driveid].mode, mode);
 526     SET_EBDA(ata.devices[driveid].blksize, blksize);
 527
 528     // fill cdidmap
 529     u8 cdcount = GET_EBDA(ata.cdcount);
 530     SET_EBDA(ata.idmap[1][cdcount], driveid);
 531     SET_EBDA(ata.cdcount, ++cdcount);
 532
 533     report_model(driveid, buffer);
 534     u8 version = get_ata_version(buffer);
 535     if (GET_EBDA(ata.devices[driveid].device)==ATA_DEVICE_CDROM)
 536         printf(" ATAPI-%d CD-Rom/DVD-Rom\n", version);
 537     else
 538         printf(" ATAPI-%d Device\n", version);
 539 }
 540
 541 static void
 542 init_drive_ata(int driveid)
 543 {
 544     SET_EBDA(ata.devices[driveid].type,ATA_TYPE_ATA);
 545
 546     // Temporary values to do the transfer
 547     SET_EBDA(ata.devices[driveid].device, ATA_DEVICE_HD);
 548     SET_EBDA(ata.devices[driveid].mode, ATA_MODE_PIO16);
 549
 550     // Now we send a IDENTIFY command to ATA device
 551     u8 buffer[0x0200];
 552     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 553     u16 ret = ata_cmd_data(driveid, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE
 554                            , 1, 1
 555                            , MAKE_FARPTR(GET_SEG(SS), (u32)buffer));
 556     if (ret)
 557         BX_PANIC("ata-detect: Failed to detect ATA device\n");
 558
 559     u8 removable  = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 560     u8 mode       = buffer[96] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 561     u16 blksize   = *(u16*)&buffer[10];
 562
 563     u16 cylinders = *(u16*)&buffer[1*2]; // word 1
 564     u16 heads     = *(u16*)&buffer[3*2]; // word 3
 565     u16 spt       = *(u16*)&buffer[6*2]; // word 6
 566
 567     u32 sectors   = *(u32*)&buffer[60*2]; // word 60 and word 61
 568
 569     SET_EBDA(ata.devices[driveid].device,ATA_DEVICE_HD);
 570     SET_EBDA(ata.devices[driveid].removable, removable);
 571     SET_EBDA(ata.devices[driveid].mode, mode);
 572     SET_EBDA(ata.devices[driveid].blksize, blksize);
 573     SET_EBDA(ata.devices[driveid].pchs.heads, heads);
 574     SET_EBDA(ata.devices[driveid].pchs.cylinders, cylinders);
 575     SET_EBDA(ata.devices[driveid].pchs.spt, spt);
 576     SET_EBDA(ata.devices[driveid].sectors, sectors);
 577
 578     u8 channel = driveid / 2;
 579     u8 slave = driveid % 2;
 580     u8 translation = inb_cmos(CMOS_BIOS_DISKTRANSFLAG + channel/2);
 581     u8 shift;
 582     for (shift=driveid%4; shift>0; shift--)
 583         translation >>= 2;
 584     translation &= 0x03;
 585
 586     SET_EBDA(ata.devices[driveid].translation, translation);
 587
 588     BX_INFO("ata%d-%d: PCHS=%u/%d/%d translation="
 589             , channel, slave, cylinders, heads, spt);
 590     switch (translation) {
 591     case ATA_TRANSLATION_NONE:
 592         BX_INFO("none");
 593         break;
 594     case ATA_TRANSLATION_LBA:
 595         BX_INFO("lba");
 596         spt = 63;
 597         sectors /= 63;
 598         heads = sectors / 1024;
 599         if (heads>128)
 600             heads = 255;
 601         else if (heads>64)
 602             heads = 128;
 603         else if (heads>32)
 604             heads = 64;
 605         else if (heads>16)
 606             heads = 32;
 607         else
 608             heads = 16;
 609         cylinders = sectors / heads;
 610         break;
 611     case ATA_TRANSLATION_RECHS:
 612         BX_INFO("r-echs");
 613         // Take care not to overflow
 614         if (heads==16) {
 615             if (cylinders>61439)
 616                 cylinders=61439;
 617             heads=15;
 618             cylinders = (u16)((u32)(cylinders)*16/15);
 619         }
 620         // then go through the large bitshift process
 621     case ATA_TRANSLATION_LARGE:
 622         if (translation == ATA_TRANSLATION_LARGE)
 623             BX_INFO("large");
 624         while (cylinders > 1024) {
 625             cylinders >>= 1;
 626             heads <<= 1;
 627
 628             // If we max out the head count
 629             if (heads > 127)
 630                 break;
 631         }
 632         break;
 633     }
 634     // clip to 1024 cylinders in lchs
 635     if (cylinders > 1024)
 636         cylinders = 1024;
 637     BX_INFO(" LCHS=%d/%d/%d\n", cylinders, heads, spt);
 638
 639     SET_EBDA(ata.devices[driveid].lchs.heads, heads);
 640     SET_EBDA(ata.devices[driveid].lchs.cylinders, cylinders);
 641     SET_EBDA(ata.devices[driveid].lchs.spt, spt);
 642
 643     // fill hdidmap
 644     u8 hdcount = GET_EBDA(ata.hdcount);
 645     SET_EBDA(ata.idmap[0][hdcount], driveid);
 646     SET_EBDA(ata.hdcount, ++hdcount);
 647
 648     u32 sizeinmb = GET_EBDA(ata.devices[driveid].sectors);
 649     sizeinmb >>= 11;
 650
 651     report_model(driveid, buffer);
 652     u8 version = get_ata_version(buffer);
 653     if (sizeinmb < (1 << 16))
 654         printf(" ATA-%d Hard-Disk (%u MBytes)\n", version, sizeinmb);
 655     else
 656         printf(" ATA-%d Hard-Disk (%u GBytes)\n", version, sizeinmb >> 10);
 657 }
 658
 659 static void
 660 init_drive_unknown(int driveid)
 661 {
 662     SET_EBDA(ata.devices[driveid].type,ATA_TYPE_UNKNOWN);
 663
 664     u8 channel = driveid / 2;
 665     u8 slave = driveid % 2;
 666     printf("ata%d %s: Unknown device\n", channel, slave ? " slave" : "master");
 667 }
 668
 669 static void
 670 ata_detect()
 671 {
 672 #if CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES > 0
 673     SET_EBDA(ata.channels[0].iface,ATA_IFACE_ISA);
 674     SET_EBDA(ata.channels[0].iobase1,0x1f0);
 675     SET_EBDA(ata.channels[0].iobase2,0x3f0);
 676     SET_EBDA(ata.channels[0].irq,14);
 677 #endif
 678 #if CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES > 1
 679     SET_EBDA(ata.channels[1].iface,ATA_IFACE_ISA);
 680     SET_EBDA(ata.channels[1].iobase1,0x170);
 681     SET_EBDA(ata.channels[1].iobase2,0x370);
 682     SET_EBDA(ata.channels[1].irq,15);
 683 #endif
 684 #if CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES > 2
 685     SET_EBDA(ata.channels[2].iface,ATA_IFACE_ISA);
 686     SET_EBDA(ata.channels[2].iobase1,0x1e8);
 687     SET_EBDA(ata.channels[2].iobase2,0x3e0);
 688     SET_EBDA(ata.channels[2].irq,12);
 689 #endif
 690 #if CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES > 3
 691     SET_EBDA(ata.channels[3].iface,ATA_IFACE_ISA);
 692     SET_EBDA(ata.channels[3].iobase1,0x168);
 693     SET_EBDA(ata.channels[3].iobase2,0x360);
 694     SET_EBDA(ata.channels[3].irq,11);
 695 #endif
 696 #if CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES > 4
 697 #error Please fill the ATA interface informations
 698 #endif
 699
 700     // Device detection
 701     int driveid;
 702     for(driveid=0; driveid<CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; driveid++) {
 703         u8 channel = driveid / 2;
 704         u8 slave = driveid % 2;
 705
 706         u16 iobase1 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase1);
 707         u16 iobase2 = GET_EBDA(ata.channels[channel].iobase2);
 708
 709         // Disable interrupts
 710         outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
 711
 712         // Look for device
 713         outb(slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0, iobase1+ATA_CB_DH);
 714         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 715         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 716         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SC);
 717         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SN);
 718         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 719         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 720
 721         // If we found something
 722         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 723         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 724
 725         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa)
 726             continue;
 727
 728         // reset the channel
 729         ata_reset(driveid);
 730
 731         // check for ATA or ATAPI
 732         outb(slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0, iobase1+ATA_CB_DH);
 733         sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 734         sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 735         if (sc!=0x01 || sn!=0x01) {
 736             init_drive_unknown(driveid);
 737             continue;
 738         }
 739         u8 cl = inb(iobase1+ATA_CB_CL);
 740         u8 ch = inb(iobase1+ATA_CB_CH);
 741         u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 742
 743         if (cl==0x14 && ch==0xeb)
 744             init_drive_atapi(driveid);
 745         else if (cl==0x00 && ch==0x00 && st!=0x00)
 746             init_drive_ata(driveid);
 747         else if (cl==0xff && ch==0xff)
 748             // None
 749             continue;
 750         else
 751             init_drive_unknown(driveid);
 752     }
 753
 754     // Store the device count
 755     SET_BDA(disk_count, GET_EBDA(ata.hdcount));
 756
 757     printf("\n");
 758
 759     // FIXME : should use bios=cmos|auto|disable bits
 760     // FIXME : should know about translation bits
 761     // FIXME : move hard_drive_post here
 762 }
 763
 764 static void
 765 ata_init()
 766 {
 767     // hdidmap  and cdidmap init.
 768     u8 device;
 769     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 770         SET_EBDA(ata.idmap[0][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 771         SET_EBDA(ata.idmap[1][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 772     }
 773 }
 774
 775 static void
 776 fill_hdinfo(int hdnum, u8 typecmos, u8 basecmos)
 777 {
 778     u8 type = inb_cmos(typecmos);
 779     if (type != 47)
 780         // XXX - halt
 781         return;
 782
 783     SET_EBDA(fdpt[hdnum].precompensation, ((inb_cmos(basecmos+4) << 8)
 784                                            | inb_cmos(basecmos+3)));
 785     SET_EBDA(fdpt[hdnum].drive_control_byte, inb_cmos(basecmos+5));
 786     SET_EBDA(fdpt[hdnum].landing_zone, ((inb_cmos(basecmos+7) << 8)
 787                                         | inb_cmos(basecmos+6)));
 788     u16 cyl = (inb_cmos(basecmos+1) << 8) | inb_cmos(basecmos+0);
 789     u8 heads = inb_cmos(basecmos+2);
 790     u8 sectors = inb_cmos(basecmos+8);
 791     if (cyl < 1024) {
 792         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 793         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 794         SET_EBDA(fdpt[hdnum].cylinders, cyl);
 795         SET_EBDA(fdpt[hdnum].heads, heads);
 796         SET_EBDA(fdpt[hdnum].sectors, sectors);
 797         return;
 798     }
 799
 800     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 801     // Table (FDPT)
 802     SET_EBDA(fdpt[hdnum].phys_cylinders, cyl);
 803     SET_EBDA(fdpt[hdnum].phys_heads, heads);
 804     SET_EBDA(fdpt[hdnum].phys_sectors, sectors);
 805     SET_EBDA(fdpt[hdnum].sectors, sectors);
 806     SET_EBDA(fdpt[hdnum].a0h_signature, 0xa0);
 807     if (cyl > 8192) {
 808         cyl >>= 4;
 809         heads <<= 4;
 810     } else if (cyl > 4096) {
 811         cyl >>= 3;
 812         heads <<= 3;
 813     } else if (cyl > 2048) {
 814         cyl >>= 2;
 815         heads <<= 2;
 816     }
 817     SET_EBDA(fdpt[hdnum].cylinders, cyl);
 818     SET_EBDA(fdpt[hdnum].heads, heads);
 819     u8 *p = MAKE_FARPTR(SEG_EBDA, offsetof(struct extended_bios_data_area_s
 820                                            , fdpt[hdnum]));
 821     u8 sum = checksum(p, FIELD_SIZEOF(struct extended_bios_data_area_s
 822                                       , fdpt[hdnum]) - 1);
 823     SET_EBDA(fdpt[hdnum].checksum, -sum);
 824 }
 825
 826 void
 827 hard_drive_setup()
 828 {
 829     outb(0x0a, PORT_HD_DATA); // 0000 1010 = reserved, disable IRQ 14
 830     SET_BDA(disk_count, 1);
 831     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 832
 833     // move disk geometry data from CMOS to EBDA disk parameter table(s)
 834     u8 diskinfo = inb_cmos(CMOS_DISK_DATA);
 835     if ((diskinfo & 0xf0) == 0xf0)
 836         // Fill EBDA table for hard disk 0.
 837         fill_hdinfo(0, CMOS_DISK_DRIVE1_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE1_CYL);
 838     if ((diskinfo & 0x0f) == 0x0f)
 839         // XXX - bochs halts on any other type
 840         // Fill EBDA table for hard disk 1.
 841         fill_hdinfo(1, CMOS_DISK_DRIVE2_TYPE, CMOS_DISK_DRIVE2_CYL);
 842
 843     if (CONFIG_ATA) {
 844         ata_init();
 845         ata_detect();
 846     }
 847 }