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 (check_time(end)) {
  40             dprintf(1, "IDE time out\n");
  41             return -1;
  42         }
  43         yield();
  44     }
  45 }
  46
  47 // Wait for the device to be not-busy.
  48 static int
  49 await_not_bsy(u16 base)
  50 {
  51     return await_ide(ATA_CB_STAT_BSY, 0, base, IDE_TIMEOUT);
  52 }
  53
  54 // Wait for the device to be ready.
  55 static int
  56 await_rdy(u16 base)
  57 {
  58     return await_ide(ATA_CB_STAT_RDY, ATA_CB_STAT_RDY, base, IDE_TIMEOUT);
  59 }
  60
  61 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  62 static inline int
  63 pause_await_not_bsy(u16 iobase1, u16 iobase2)
  64 {
  65     // Wait one PIO transfer cycle.
  66     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  67
  68     return await_not_bsy(iobase1);
  69 }
  70
  71 // Wait for ide state - pause for 400ns first.
  72 static inline int
  73 ndelay_await_not_bsy(u16 iobase1)
  74 {
  75     ndelay(400);
  76     return await_not_bsy(iobase1);
  77 }
  78
  79 // Reset a drive
  80 static void
  81 ata_reset(struct drive_s *drive_g)
  82 {
  83     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
  84     u8 channel = ataid / 2;
  85     u8 slave = ataid % 2;
  86     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
  87     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
  88
  89     dprintf(6, "ata_reset drive=%p\n", drive_g);
  90     // Pulse SRST
  91     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
  92     udelay(5);
  93     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
  94     msleep(2);
  95
  96     // wait for device to become not busy.
  97     int status = await_not_bsy(iobase1);
  98     if (status < 0)
  99         goto done;
 100     if (slave) {
 101         // Change device.
 102         u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 103         for (;;) {
 104             outb(ATA_CB_DH_DEV1, iobase1 + ATA_CB_DH);
 105             status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 106             if (status < 0)
 107                 goto done;
 108             if (inb(iobase1 + ATA_CB_DH) == ATA_CB_DH_DEV1)
 109                 break;
 110             // Change drive request failed to take effect - retry.
 111             if (check_time(end)) {
 112                 dprintf(1, "ata_reset slave time out\n");
 113                 goto done;
 114             }
 115         }
 116     } else {
 117         // QEMU doesn't reset dh on reset, so set it explicitly.
 118         outb(ATA_CB_DH_DEV0, iobase1 + ATA_CB_DH);
 119     }
 120
 121     // On a user-reset request, wait for RDY if it is an ATA device.
 122     u8 type=GET_GLOBAL(drive_g->type);
 123     if (type == DTYPE_ATA)
 124         status = await_rdy(iobase1);
 125
 126 done:
 127     // Enable interrupts
 128     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 129
 130     dprintf(6, "ata_reset exit status=%x\n", status);
 131 }
 132
 133 static int
 134 isready(struct drive_s *drive_g)
 135 {
 136     // Read the status from controller
 137     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
 138     u8 channel = ataid / 2;
 139     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 140     u8 status = inb(iobase1 + ATA_CB_STAT);
 141     if ((status & (ATA_CB_STAT_BSY|ATA_CB_STAT_RDY)) == ATA_CB_STAT_RDY)
 142         return DISK_RET_SUCCESS;
 143     return DISK_RET_ENOTREADY;
 144 }
 145
 146 static int
 147 process_ata_misc_op(struct disk_op_s *op)
 148 {
 149     if (!CONFIG_ATA)
 150         return 0;
 151
 152     switch (op->command) {
 153     case CMD_RESET:
 154         ata_reset(op->drive_g);
 155         return DISK_RET_SUCCESS;
 156     case CMD_ISREADY:
 157         return isready(op->drive_g);
 158     case CMD_FORMAT:
 159     case CMD_VERIFY:
 160     case CMD_SEEK:
 161         return DISK_RET_SUCCESS;
 162     default:
 163         op->count = 0;
 164         return DISK_RET_EPARAM;
 165     }
 166 }
 167
 168
 169 /****************************************************************
 170  * ATA send command
 171  ****************************************************************/
 172
 173 struct ata_pio_command {
 174     u8 feature;
 175     u8 sector_count;
 176     u8 lba_low;
 177     u8 lba_mid;
 178     u8 lba_high;
 179     u8 device;
 180     u8 command;
 181
 182     u8 sector_count2;
 183     u8 lba_low2;
 184     u8 lba_mid2;
 185     u8 lba_high2;
 186 };
 187
 188 // Send an ata command to the drive.
 189 static int
 190 send_cmd(struct drive_s *drive_g, struct ata_pio_command *cmd)
 191 {
 192     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
 193     u8 channel = ataid / 2;
 194     u8 slave = ataid % 2;
 195     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 196
 197     // Select device
 198     int status = await_not_bsy(iobase1);
 199     if (status < 0)
 200         return status;
 201     u8 newdh = ((cmd->device & ~ATA_CB_DH_DEV1)
 202                 | (slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0));
 203     u8 olddh = inb(iobase1 + ATA_CB_DH);
 204     outb(newdh, iobase1 + ATA_CB_DH);
 205     if ((olddh ^ newdh) & (1<<4)) {
 206         // Was a device change - wait for device to become not busy.
 207         status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 208         if (status < 0)
 209             return status;
 210     }
 211
 212     if (cmd->command & 0x04) {
 213         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 214         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 215         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 216         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 217         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 218     }
 219     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 220     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 221     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 222     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 223     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 224     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 225
 226     status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 227     if (status < 0)
 228         return status;
 229
 230     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 231         dprintf(6, "send_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 232                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 233         return -4;
 234     }
 235     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 236         dprintf(6, "send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 237         return -5;
 238     }
 239
 240     return 0;
 241 }
 242
 243
 244 /****************************************************************
 245  * ATA transfers
 246  ****************************************************************/
 247
 248 // Transfer 'op->count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 249 // 'op->drive_g'.
 250 static int
 251 ata_transfer(struct disk_op_s *op, int iswrite, int blocksize)
 252 {
 253     dprintf(16, "ata_transfer id=%p write=%d count=%d bs=%d buf=%p\n"
 254             , op->drive_g, iswrite, op->count, blocksize, op->buf_fl);
 255
 256     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 257     u8 channel = ataid / 2;
 258     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 259     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 260     int count = op->count;
 261     void *buf_fl = op->buf_fl;
 262     int status;
 263     for (;;) {
 264         if (iswrite) {
 265             // Write data to controller
 266             dprintf(16, "Write sector id=%p dest=%p\n", op->drive_g, buf_fl);
 267             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 268                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 269             else
 270                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 271         } else {
 272             // Read data from controller
 273             dprintf(16, "Read sector id=%p dest=%p\n", op->drive_g, buf_fl);
 274             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 275                 insl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 276             else
 277                 insw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 278         }
 279         buf_fl += blocksize;
 280
 281         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 282         if (status < 0) {
 283             // Error
 284             op->count -= count;
 285             return status;
 286         }
 287
 288         count--;
 289         if (!count)
 290             break;
 291         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 292         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 293             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 294                     , status);
 295             op->count -= count;
 296             return -6;
 297         }
 298     }
 299
 300     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 301                | ATA_CB_STAT_ERR);
 302     if (!iswrite)
 303         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 304     if (status != 0) {
 305         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 306         return -7;
 307     }
 308
 309     return 0;
 310 }
 311
 312
 313 /****************************************************************
 314  * ATA hard drive functions
 315  ****************************************************************/
 316
 317 // Read/write count blocks from a harddrive.
 318 static int
 319 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op, int iswrite, int command)
 320 {
 321     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 322     u8 channel = ataid / 2;
 323     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 324     u64 lba = op->lba;
 325
 326     struct ata_pio_command cmd;
 327     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 328
 329     cmd.command = command;
 330     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 331         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 332         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 333         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 334         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 335
 336         cmd.command |= 0x04;
 337         lba &= 0xffffff;
 338     }
 339
 340     cmd.feature = 0;
 341     cmd.sector_count = op->count;
 342     cmd.lba_low = lba;
 343     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 344     cmd.lba_high = lba >> 16;
 345     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 346
 347     // Disable interrupts
 348     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 349
 350     int ret = send_cmd(op->drive_g, &cmd);
 351     if (ret)
 352         goto fail;
 353     ret = ata_transfer(op, iswrite, DISK_SECTOR_SIZE);
 354
 355 fail:
 356     // Enable interrupts
 357     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 358     return ret;
 359 }
 360
 361 int
 362 process_ata_op(struct disk_op_s *op)
 363 {
 364     if (!CONFIG_ATA)
 365         return 0;
 366
 367     int ret;
 368     switch (op->command) {
 369     case CMD_READ:
 370         ret = ata_cmd_data(op, 0, ATA_CMD_READ_SECTORS);
 371         break;
 372     case CMD_WRITE:
 373         ret = ata_cmd_data(op, 1, ATA_CMD_WRITE_SECTORS);
 374         break;
 375     default:
 376         return process_ata_misc_op(op);
 377     }
 378     if (ret)
 379         return DISK_RET_EBADTRACK;
 380     return DISK_RET_SUCCESS;
 381 }
 382
 383
 384 /****************************************************************
 385  * ATAPI functions
 386  ****************************************************************/
 387
 388 // Low-level atapi command transmit function.
 389 static int
 390 atapi_cmd_data(struct disk_op_s *op, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 391 {
 392     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 393     u8 channel = ataid / 2;
 394     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 395     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 396
 397     struct ata_pio_command cmd;
 398     cmd.sector_count = 0;
 399     cmd.feature = 0;
 400     cmd.lba_low = 0;
 401     cmd.lba_mid = blocksize;
 402     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 403     cmd.device = 0;
 404     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 405
 406     // Disable interrupts
 407     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 408
 409     int ret = send_cmd(op->drive_g, &cmd);
 410     if (ret)
 411         goto fail;
 412
 413     // Send command to device
 414     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 415
 416     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 417     if (status < 0) {
 418         ret = status;
 419         goto fail;
 420     }
 421
 422     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 423         u8 err = inb(iobase1 + ATA_CB_ERR);
 424         // skip "Not Ready"
 425         if (err != 0x20)
 426             dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 427                     , status, err);
 428         ret = -2;
 429         goto fail;
 430     }
 431     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 432         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 433         ret = -3;
 434         goto fail;
 435     }
 436
 437     ret = ata_transfer(op, 0, blocksize);
 438
 439 fail:
 440     // Enable interrupts
 441     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 442     return ret;
 443 }
 444
 445 // Read sectors from the cdrom.
 446 int
 447 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 448 {
 449     u8 atacmd[12];
 450     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 451     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 452     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 453     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 454     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 455     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 456     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 457     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 458
 459     return atapi_cmd_data(op, atacmd, sizeof(atacmd), CDROM_SECTOR_SIZE);
 460 }
 461
 462 int
 463 process_atapi_op(struct disk_op_s *op)
 464 {
 465     int ret;
 466     switch (op->command) {
 467     case CMD_READ:
 468         ret = cdrom_read(op);
 469         break;
 470     case CMD_FORMAT:
 471     case CMD_WRITE:
 472         return DISK_RET_EWRITEPROTECT;
 473     default:
 474         return process_ata_misc_op(op);
 475     }
 476     if (ret)
 477         return DISK_RET_EBADTRACK;
 478     return DISK_RET_SUCCESS;
 479 }
 480
 481 // Send a simple atapi command to a drive.
 482 int
 483 ata_cmd_packet(struct drive_s *drive_g, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 484                , u32 length, void *buf_fl)
 485 {
 486     struct disk_op_s dop;
 487     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 488     dop.drive_g = drive_g;
 489     dop.count = 1;
 490     dop.buf_fl = buf_fl;
 491
 492     return atapi_cmd_data(&dop, cmdbuf, cmdlen, length);
 493 }
 494
 495
 496 /****************************************************************
 497  * ATA detect and init
 498  ****************************************************************/
 499
 500 // Extract the ATA/ATAPI version info.
 501 static int
 502 extract_version(u16 *buffer)
 503 {
 504     // Extract ATA/ATAPI version.
 505     u16 ataversion = buffer[80];
 506     u8 version;
 507     for (version=15; version>0; version--)
 508         if (ataversion & (1<<version))
 509             break;
 510     return version;
 511 }
 512
 513 // Extract common information from IDENTIFY commands.
 514 static void
 515 extract_identify(struct drive_s *drive_g, u16 *buffer)
 516 {
 517     dprintf(3, "Identify w0=%x w2=%x\n", buffer[0], buffer[2]);
 518
 519     // Read model name
 520     char *model = drive_g->model;
 521     int maxsize = ARRAY_SIZE(drive_g->model);
 522     int i;
 523     for (i=0; i<maxsize/2; i++) {
 524         u16 v = buffer[27+i];
 525         model[i*2] = v >> 8;
 526         model[i*2+1] = v & 0xff;
 527     }
 528     model[maxsize-1] = 0x00;
 529
 530     // Trim trailing spaces from model name.
 531     for (i=maxsize-2; i>0 && model[i] == 0x20; i--)
 532         model[i] = 0x00;
 533
 534     // Common flags.
 535     SET_GLOBAL(drive_g->removable, (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0);
 536     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_info, extract_version(buffer));
 537 }
 538
 539 void
 540 describe_atapi(struct drive_s *drive_g)
 541 {
 542     u8 ataid = drive_g->cntl_id;
 543     u8 channel = ataid / 2;
 544     u8 slave = ataid % 2;
 545     u8 version = drive_g->cntl_info;
 546     int iscd = drive_g->floppy_type;
 547     printf("ata%d-%d: %s ATAPI-%d %s", channel, slave
 548            , drive_g->model, version
 549            , (iscd ? "CD-Rom/DVD-Rom" : "Device"));
 550 }
 551
 552 static struct drive_s *
 553 init_drive_atapi(struct drive_s *dummy, u16 *buffer)
 554 {
 555     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 556     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 557     struct disk_op_s dop;
 558     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 559     dop.drive_g = dummy;
 560     dop.count = 1;
 561     dop.lba = 1;
 562     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 563     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET);
 564     if (ret)
 565         return NULL;
 566
 567     // Success - setup as ATAPI.
 568     struct drive_s *drive_g = allocDrive();
 569     if (! drive_g)
 570         return NULL;
 571     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_id, dummy->cntl_id);
 572     extract_identify(drive_g, buffer);
 573     SET_GLOBAL(drive_g->type, DTYPE_ATAPI);
 574     SET_GLOBAL(drive_g->blksize, CDROM_SECTOR_SIZE);
 575     SET_GLOBAL(drive_g->sectors, (u64)-1);
 576     u8 iscd = ((buffer[0] >> 8) & 0x1f) == 0x05;
 577     SET_GLOBAL(drive_g->floppy_type, iscd);
 578
 579     // fill cdidmap
 580     if (iscd)
 581         map_cd_drive(drive_g);
 582
 583     return drive_g;
 584 }
 585
 586 void
 587 describe_ata(struct drive_s *drive_g)
 588 {
 589     u8 ataid = drive_g->cntl_id;
 590     u8 channel = ataid / 2;
 591     u8 slave = ataid % 2;
 592     u64 sectors = drive_g->sectors;
 593     u8 version = drive_g->cntl_info;
 594     char *model = drive_g->model;
 595     printf("ata%d-%d: %s ATA-%d Hard-Disk", channel, slave, model, version);
 596     u64 sizeinmb = sectors >> 11;
 597     if (sizeinmb < (1 << 16))
 598         printf(" (%u MiBytes)", (u32)sizeinmb);
 599     else
 600         printf(" (%u GiBytes)", (u32)(sizeinmb >> 10));
 601 }
 602
 603 static struct drive_s *
 604 init_drive_ata(struct drive_s *dummy, u16 *buffer)
 605 {
 606     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 607     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 608     struct disk_op_s dop;
 609     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 610     dop.drive_g = dummy;
 611     dop.count = 1;
 612     dop.lba = 1;
 613     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 614     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE);
 615     if (ret)
 616         return NULL;
 617
 618     // Success - setup as ATA.
 619     struct drive_s *drive_g = allocDrive();
 620     if (! drive_g)
 621         return NULL;
 622     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_id, dummy->cntl_id);
 623     extract_identify(drive_g, buffer);
 624     SET_GLOBAL(drive_g->type, DTYPE_ATA);
 625     SET_GLOBAL(drive_g->blksize, DISK_SECTOR_SIZE);
 626
 627     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.cylinders, buffer[1]);
 628     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.heads, buffer[3]);
 629     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.spt, buffer[6]);
 630
 631     u64 sectors;
 632     if (buffer[83] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 633         sectors = *(u64*)&buffer[100]; // word 100-103
 634     else
 635         sectors = *(u32*)&buffer[60]; // word 60 and word 61
 636     SET_GLOBAL(drive_g->sectors, sectors);
 637
 638     // Setup disk geometry translation.
 639     setup_translation(drive_g);
 640
 641     // Register with bcv system.
 642     add_bcv_internal(drive_g);
 643
 644     return drive_g;
 645 }
 646
 647 static u64 SpinupEnd;
 648
 649 static int
 650 powerup_await_non_bsy(u16 base)
 651 {
 652     u8 orstatus = 0;
 653     u8 status;
 654     for (;;) {
 655         status = inb(base+ATA_CB_STAT);
 656         if (!(status & ATA_CB_STAT_BSY))
 657             break;
 658         orstatus |= status;
 659         if (orstatus == 0xff) {
 660             dprintf(1, "powerup IDE floating\n");
 661             return orstatus;
 662         }
 663         if (check_time(SpinupEnd)) {
 664             dprintf(1, "powerup IDE time out\n");
 665             return -1;
 666         }
 667         yield();
 668     }
 669     dprintf(6, "powerup iobase=%x st=%x\n", base, status);
 670     return status;
 671 }
 672
 673 static void
 674 ata_detect(void *data)
 675 {
 676     struct ata_channel_s *atachannel = data;
 677     int startid = (atachannel - ATA_channels) * 2;
 678     struct drive_s dummy;
 679     memset(&dummy, 0, sizeof(dummy));
 680     // Device detection
 681     int ataid, last_reset_ataid=-1;
 682     for (ataid=startid; ataid<startid+2; ataid++) {
 683         u8 channel = ataid / 2;
 684         u8 slave = ataid % 2;
 685
 686         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 687         if (!iobase1)
 688             break;
 689
 690         // Wait for not-bsy.
 691         int status = powerup_await_non_bsy(iobase1);
 692         if (status < 0)
 693             continue;
 694         u8 newdh = slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0;
 695         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 696         ndelay(400);
 697         status = powerup_await_non_bsy(iobase1);
 698         if (status < 0)
 699             continue;
 700
 701         // Check if ioport registers look valid.
 702         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 703         u8 dh = inb(iobase1+ATA_CB_DH);
 704         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 705         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 706         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 707         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 708         dprintf(6, "ata_detect ataid=%d sc=%x sn=%x dh=%x\n"
 709                 , ataid, sc, sn, dh);
 710         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa || dh != newdh)
 711             continue;
 712
 713         // Prepare new drive.
 714         dummy.cntl_id = ataid;
 715
 716         // reset the channel
 717         if (slave && ataid == last_reset_ataid + 1) {
 718             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 719         } else {
 720             ata_reset(&dummy);
 721             last_reset_ataid = ataid;
 722         }
 723
 724         // check for ATAPI
 725         u16 buffer[256];
 726         struct drive_s *drive_g = init_drive_atapi(&dummy, buffer);
 727         if (!drive_g) {
 728             // Didn't find an ATAPI drive - look for ATA drive.
 729             u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 730             if (!st)
 731                 // Status not set - can't be a valid drive.
 732                 continue;
 733
 734             // Wait for RDY.
 735             int ret = await_rdy(iobase1);
 736             if (ret < 0)
 737                 continue;
 738
 739             // check for ATA.
 740             drive_g = init_drive_ata(&dummy, buffer);
 741             if (!drive_g)
 742                 // No ATA drive found
 743                 continue;
 744         }
 745
 746         u16 resetresult = buffer[93];
 747         dprintf(6, "ata_detect resetresult=%04x\n", resetresult);
 748         if (!slave && (resetresult & 0xdf61) == 0x4041)
 749             // resetresult looks valid and device 0 is responding to
 750             // device 1 requests - device 1 must not be present - skip
 751             // detection.
 752             ataid++;
 753     }
 754 }
 755
 756 static void
 757 init_controller(struct ata_channel_s *atachannel
 758                 , int bdf, int irq, u32 port1, u32 port2)
 759 {
 760     SET_GLOBAL(atachannel->irq, irq);
 761     SET_GLOBAL(atachannel->pci_bdf, bdf);
 762     SET_GLOBAL(atachannel->iobase1, port1);
 763     SET_GLOBAL(atachannel->iobase2, port2);
 764     dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (irq %d dev %x)\n"
 765             , atachannel - ATA_channels, port1, port2, irq, bdf);
 766     run_thread(ata_detect, atachannel);
 767 }
 768
 769 static void
 770 ata_init()
 771 {
 772     // Scan PCI bus for ATA adapters
 773     int count=0, pcicount=0;
 774     int bdf, max;
 775     foreachpci(bdf, max) {
 776         pcicount++;
 777         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 778             continue;
 779         if (count >= ARRAY_SIZE(ATA_channels))
 780             break;
 781
 782         u8 irq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 783         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 784         u32 port1, port2;
 785         if (prog_if & 1) {
 786             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 787             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 788         } else {
 789             port1 = PORT_ATA1_CMD_BASE;
 790             port2 = PORT_ATA1_CTRL_BASE;
 791         }
 792         init_controller(&ATA_channels[count], bdf, irq, port1, port2);
 793         count++;
 794
 795         if (prog_if & 4) {
 796             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 797             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 798         } else {
 799             port1 = PORT_ATA2_CMD_BASE;
 800             port2 = PORT_ATA2_CTRL_BASE;
 801         }
 802         init_controller(&ATA_channels[count], bdf, irq, port1, port2);
 803         count++;
 804     }
 805
 806     if (!CONFIG_COREBOOT && !pcicount && ARRAY_SIZE(ATA_channels) >= 2) {
 807         // No PCI devices found - probably a QEMU "-M isapc" machine.
 808         // Try using ISA ports for ATA controllers.
 809         init_controller(&ATA_channels[0]
 810                         , -1, 14, PORT_ATA1_CMD_BASE, PORT_ATA1_CTRL_BASE);
 811         init_controller(&ATA_channels[1]
 812                         , -1, 15, PORT_ATA2_CMD_BASE, PORT_ATA2_CTRL_BASE);
 813     }
 814 }
 815
 816 void
 817 ata_setup()
 818 {
 819     if (!CONFIG_ATA)
 820         return;
 821
 822     dprintf(3, "init hard drives\n");
 823
 824     SpinupEnd = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 825     ata_init();
 826
 827     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 828
 829     enable_hwirq(14, entry_76);
 830 }