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 "disk.h" // struct ata_s
  18 #include "atabits.h" // ATA_CB_STAT
  19
  20 #define TIMEOUT 0
  21 #define BSY 1
  22 #define NOT_BSY 2
  23 #define NOT_BSY_DRQ 3
  24 #define NOT_BSY_NOT_DRQ 4
  25 #define NOT_BSY_RDY 5
  26
  27 #define IDE_SECTOR_SIZE 512
  28 #define CDROM_SECTOR_SIZE 2048
  29
  30 #define IDE_TIMEOUT 32000u //32 seconds max for IDE ops
  31
  32 struct ata_s ATA VAR16_32;
  33
  34
  35 /****************************************************************
  36  * Helper functions
  37  ****************************************************************/
  38
  39 // Wait for the specified ide state
  40 static inline int
  41 await_ide(u8 mask, u8 flags, u16 base, u16 timeout)
  42 {
  43     u64 end = calc_future_tsc(timeout);
  44     for (;;) {
  45         u8 status = inb(base+ATA_CB_STAT);
  46         if ((status & mask) == flags)
  47             return status;
  48         if (rdtscll() >= end) {
  49             dprintf(1, "IDE time out\n");
  50             return -1;
  51         }
  52     }
  53 }
  54
  55 // Wait for the device to be not-busy.
  56 static int
  57 await_not_bsy(u16 base)
  58 {
  59     return await_ide(ATA_CB_STAT_BSY, 0, base, IDE_TIMEOUT);
  60 }
  61
  62 // Wait for the device to be ready.
  63 static int
  64 await_rdy(u16 base)
  65 {
  66     return await_ide(ATA_CB_STAT_RDY, ATA_CB_STAT_RDY, base, IDE_TIMEOUT);
  67 }
  68
  69 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  70 static __always_inline int
  71 pause_await_not_bsy(u16 iobase1, u16 iobase2)
  72 {
  73     // Wait one PIO transfer cycle.
  74     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  75
  76     return await_not_bsy(iobase1);
  77 }
  78
  79 // Wait for ide state - pause for 400ns first.
  80 static __always_inline int
  81 ndelay_await_not_bsy(u16 iobase1)
  82 {
  83     ndelay(400);
  84     return await_not_bsy(iobase1);
  85 }
  86
  87 // Reset a drive
  88 void
  89 ata_reset(int driveid)
  90 {
  91     u8 channel = driveid / 2;
  92     u8 slave = driveid % 2;
  93     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
  94     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
  95
  96     dprintf(6, "ata_reset driveid=%d\n", driveid);
  97     // Pulse SRST
  98     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
  99     udelay(5);
 100     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
 101     mdelay(2);
 102
 103     // wait for device to become not busy.
 104     int status = await_not_bsy(iobase1);
 105     if (status < 0)
 106         goto done;
 107     if (slave) {
 108         // Change device.
 109         u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 110         for (;;) {
 111             outb(ATA_CB_DH_DEV1, iobase1 + ATA_CB_DH);
 112             status = await_not_bsy(iobase1);
 113             if (status < 0)
 114                 goto done;
 115             if (inb(iobase1 + ATA_CB_DH) == ATA_CB_DH_DEV1)
 116                 break;
 117             // Change drive request failed to take effect - retry.
 118             if (rdtscll() >= end) {
 119                 dprintf(1, "ata_reset slave time out\n");
 120                 goto done;
 121             }
 122         }
 123     }
 124
 125     // On a user-reset request, wait for RDY if it is an ATA device.
 126     u8 type=GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type);
 127     if (type == ATA_TYPE_ATA)
 128         status = await_rdy(iobase1);
 129
 130 done:
 131     // Enable interrupts
 132     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 133
 134     dprintf(6, "ata_reset exit status=%x\n", status);
 135 }
 136
 137
 138 /****************************************************************
 139  * ATA send command
 140  ****************************************************************/
 141
 142 struct ata_pio_command {
 143     u8 feature;
 144     u8 sector_count;
 145     u8 lba_low;
 146     u8 lba_mid;
 147     u8 lba_high;
 148     u8 device;
 149     u8 command;
 150
 151     u8 sector_count2;
 152     u8 lba_low2;
 153     u8 lba_mid2;
 154     u8 lba_high2;
 155 };
 156
 157 // Send an ata command to the drive.
 158 static int
 159 send_cmd(int driveid, struct ata_pio_command *cmd)
 160 {
 161     u8 channel = driveid / 2;
 162     u8 slave = driveid % 2;
 163     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 164     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 165
 166     // Disable interrupts
 167     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 168
 169     // Select device
 170     int status = await_not_bsy(iobase1);
 171     if (status < 0)
 172         return status;
 173     u8 newdh = ((cmd->device & ~ATA_CB_DH_DEV1)
 174                 | (slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0));
 175     u8 olddh = inb(iobase1 + ATA_CB_DH);
 176     outb(newdh, iobase1 + ATA_CB_DH);
 177     if ((olddh ^ newdh) & (1<<4)) {
 178         // Was a device change - wait for device to become not busy.
 179         status = await_not_bsy(iobase1);
 180         if (status < 0)
 181             return status;
 182     }
 183
 184     if (cmd->command & 0x04) {
 185         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 186         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 187         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 188         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 189         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 190     }
 191     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 192     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 193     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 194     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 195     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 196     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 197
 198     status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 199     if (status < 0)
 200         return status;
 201
 202     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 203         dprintf(6, "send_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 204                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 205         return -4;
 206     }
 207     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 208         dprintf(6, "send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 209         return -5;
 210     }
 211
 212     return 0;
 213 }
 214
 215
 216 /****************************************************************
 217  * ATA transfers
 218  ****************************************************************/
 219
 220 // Read and discard x number of bytes from an io channel.
 221 static void
 222 insx_discard(int mode, int iobase1, int bytes)
 223 {
 224     int count, i;
 225     if (mode == ATA_MODE_PIO32) {
 226         count = bytes / 4;
 227         for (i=0; i<count; i++)
 228             inl(iobase1);
 229     } else {
 230         count = bytes / 2;
 231         for (i=0; i<count; i++)
 232             inw(iobase1);
 233     }
 234 }
 235
 236 // Transfer 'count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 237 // 'driveid'.  If 'skipfirst' or 'skiplast' is set then the first
 238 // and/or last block may be partially transferred.  This function is
 239 // inlined because all the callers use different forms and because the
 240 // large number of parameters would consume a lot of stack space.
 241 static __always_inline int
 242 ata_transfer(int driveid, int iswrite, int count, int blocksize
 243              , int skipfirst, int skiplast, void *buf_fl)
 244 {
 245     dprintf(16, "ata_transfer id=%d write=%d count=%d bs=%d"
 246             " skipf=%d skipl=%d buf=%p\n"
 247             , driveid, iswrite, count, blocksize
 248             , skipfirst, skiplast, buf_fl);
 249
 250     // Reset count of transferred data
 251     SET_EBDA(sector_count, 0);
 252
 253     u8 channel  = driveid / 2;
 254     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 255     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 256     u8 mode     = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode);
 257     int current = 0;
 258     int status;
 259     for (;;) {
 260         int bsize = blocksize;
 261         if (skipfirst && current == 0) {
 262             insx_discard(mode, iobase1, skipfirst);
 263             bsize -= skipfirst;
 264         }
 265         if (skiplast && current == count-1)
 266             bsize -= skiplast;
 267
 268         if (iswrite) {
 269             // Write data to controller
 270             dprintf(16, "Write sector id=%d dest=%p\n", driveid, buf_fl);
 271             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 272                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 4);
 273             else
 274                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 2);
 275         } else {
 276             // Read data from controller
 277             dprintf(16, "Read sector id=%d dest=%p\n", driveid, buf_fl);
 278             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 279                 insl_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 4);
 280             else
 281                 insw_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 2);
 282         }
 283         buf_fl += bsize;
 284
 285         if (skiplast && current == count-1)
 286             insx_discard(mode, iobase1, skiplast);
 287
 288         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 289         if (status < 0)
 290             // Error
 291             return status;
 292
 293         current++;
 294         SET_EBDA(sector_count, current);
 295         if (current == count)
 296             break;
 297         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 298         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 299             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 300                     , status);
 301             return -6;
 302         }
 303     }
 304
 305     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 306                | ATA_CB_STAT_ERR);
 307     if (!iswrite)
 308         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 309     if (status != 0) {
 310         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 311         return -7;
 312     }
 313
 314     // Enable interrupts
 315     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 static noinline int
 320 ata_transfer_disk(const struct disk_op_s *op)
 321 {
 322     return ata_transfer(op->driveid, op->command == ATA_CMD_WRITE_SECTORS
 323                         , op->count, IDE_SECTOR_SIZE, 0, 0, op->buf_fl);
 324 }
 325
 326 static noinline int
 327 ata_transfer_cdrom(const struct disk_op_s *op)
 328 {
 329     return ata_transfer(op->driveid, 0, op->count, CDROM_SECTOR_SIZE
 330                         , 0, 0, op->buf_fl);
 331 }
 332
 333 static noinline int
 334 ata_transfer_cdemu(const struct disk_op_s *op, int before, int after)
 335 {
 336     int vcount = op->count * 4 - before - after;
 337     int ret = ata_transfer(op->driveid, 0, op->count, CDROM_SECTOR_SIZE
 338                            , before*512, after*512, op->buf_fl);
 339     if (ret) {
 340         SET_EBDA(sector_count, 0);
 341         return ret;
 342     }
 343     SET_EBDA(sector_count, vcount);
 344     return 0;
 345 }
 346
 347
 348 /****************************************************************
 349  * ATA hard drive functions
 350  ****************************************************************/
 351
 352 static noinline int
 353 send_cmd_disk(const struct disk_op_s *op)
 354 {
 355     u64 lba = op->lba;
 356
 357     struct ata_pio_command cmd;
 358     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 359
 360     cmd.command = op->command;
 361     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 362         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 363         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 364         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 365         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 366
 367         cmd.command |= 0x04;
 368         lba &= 0xffffff;
 369     }
 370
 371     cmd.feature = 0;
 372     cmd.sector_count = op->count;
 373     cmd.lba_low = lba;
 374     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 375     cmd.lba_high = lba >> 16;
 376     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 377
 378     return send_cmd(op->driveid, &cmd);
 379 }
 380
 381 // Read/write count blocks from a harddrive.
 382 __always_inline int
 383 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op)
 384 {
 385     int ret = send_cmd_disk(op);
 386     if (ret)
 387         return ret;
 388     return ata_transfer_disk(op);
 389 }
 390
 391
 392 /****************************************************************
 393  * ATAPI functions
 394  ****************************************************************/
 395
 396 // Low-level atapi command transmit function.
 397 static __always_inline int
 398 send_atapi_cmd(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 399 {
 400     u8 channel = driveid / 2;
 401     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 402     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 403
 404     struct ata_pio_command cmd;
 405     cmd.sector_count = 0;
 406     cmd.feature = 0;
 407     cmd.lba_low = 0;
 408     cmd.lba_mid = blocksize;
 409     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 410     cmd.device = 0;
 411     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 412
 413     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 414     if (ret)
 415         return ret;
 416
 417     // Send command to device
 418     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 419
 420     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 421     if (status < 0)
 422         return status;
 423
 424     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 425         dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 426                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 427         return -2;
 428     }
 429     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 430         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 431         return -3;
 432     }
 433
 434     return 0;
 435 }
 436
 437 // Low-level cdrom read atapi command transmit function.
 438 static int
 439 send_cmd_cdrom(const struct disk_op_s *op)
 440 {
 441     u8 atacmd[12];
 442     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 443
 444     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 445     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 446     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 447     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 448     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 449     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 450     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 451
 452     return send_atapi_cmd(op->driveid, atacmd, sizeof(atacmd)
 453                           , CDROM_SECTOR_SIZE);
 454 }
 455
 456 // Read sectors from the cdrom.
 457 __always_inline int
 458 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 459 {
 460     int ret = send_cmd_cdrom(op);
 461     if (ret)
 462         return ret;
 463
 464     return ata_transfer_cdrom(op);
 465 }
 466
 467 // Pretend the cdrom has 512 byte sectors (instead of 2048) and read
 468 // sectors.
 469 __always_inline int
 470 cdrom_read_512(struct disk_op_s *op)
 471 {
 472     u32 vlba = op->lba;
 473     u32 vcount = op->count;
 474     u32 lba = op->lba = vlba / 4;
 475     u32 velba = vlba + vcount - 1;
 476     u32 elba = velba / 4;
 477     op->count = elba - lba + 1;
 478     int before = vlba % 4;
 479     int after = 3 - (velba % 4);
 480
 481     dprintf(16, "cdrom_read_512: id=%d vlba=%d vcount=%d buf=%p lba=%d elba=%d"
 482             " count=%d before=%d after=%d\n"
 483             , op->driveid, vlba, vcount, op->buf_fl, lba, elba
 484             , op->count, before, after);
 485
 486     int ret = send_cmd_cdrom(op);
 487     if (ret)
 488         return ret;
 489
 490     return ata_transfer_cdemu(op, before, after);
 491 }
 492
 493 // Send a simple atapi command to a drive.
 494 int
 495 ata_cmd_packet(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 496                , u32 length, void *buf_fl)
 497 {
 498     int ret = send_atapi_cmd(driveid, cmdbuf, cmdlen, length);
 499     if (ret)
 500         return ret;
 501
 502     return ata_transfer(driveid, 0, 1, length, 0, 0, buf_fl);
 503 }
 504
 505
 506 /****************************************************************
 507  * ATA detect and init
 508  ****************************************************************/
 509
 510 static void
 511 report_model(int driveid, u8 *buffer)
 512 {
 513     u8 model[41];
 514
 515     // Read model name
 516     int i;
 517     for (i=0; i<40; i+=2) {
 518         model[i] = buffer[i+54+1];
 519         model[i+1] = buffer[i+54];
 520     }
 521
 522     // Reformat
 523     model[40] = 0x00;
 524     for (i=39; i>0; i--) {
 525         if (model[i] != 0x20)
 526             break;
 527         model[i] = 0x00;
 528     }
 529
 530     u8 channel = driveid / 2;
 531     u8 slave = driveid % 2;
 532     // XXX - model on stack not %cs
 533     printf("ata%d %s: %s", channel, slave ? " slave" : "master", model);
 534 }
 535
 536 static u8
 537 get_ata_version(u8 *buffer)
 538 {
 539     u16 ataversion = *(u16*)&buffer[160];
 540     u8 version;
 541     for (version=15; version>0; version--)
 542         if (ataversion & (1<<version))
 543             break;
 544     return version;
 545 }
 546
 547 static int
 548 init_drive_atapi(int driveid)
 549 {
 550     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 551     u8 buffer[0x0200];
 552     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 553     struct disk_op_s dop;
 554     dop.driveid = driveid;
 555     dop.command = ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET;
 556     dop.count = 1;
 557     dop.lba = 1;
 558     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 559     int ret = ata_cmd_data(&dop);
 560     if (ret)
 561         return ret;
 562
 563     // Success - setup as ATAPI.
 564     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, ATA_TYPE_ATAPI);
 565
 566     u8 type      = buffer[1] & 0x1f;
 567     u8 removable = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 568     u8 mode      = buffer[96] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 569     u16 blksize  = CDROM_SECTOR_SIZE;
 570
 571     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].device, type);
 572     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].removable, removable);
 573     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode, mode);
 574     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, blksize);
 575
 576     // fill cdidmap
 577     u8 cdcount = GET_GLOBAL(ATA.cdcount);
 578     SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][cdcount], driveid);
 579     SET_GLOBAL(ATA.cdcount, ++cdcount);
 580
 581     report_model(driveid, buffer);
 582     u8 version = get_ata_version(buffer);
 583     if (GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].device)==ATA_DEVICE_CDROM)
 584         printf(" ATAPI-%d CD-Rom/DVD-Rom\n", version);
 585     else
 586         printf(" ATAPI-%d Device\n", version);
 587
 588     return 0;
 589 }
 590
 591 static void
 592 fill_fdpt(int driveid)
 593 {
 594     if (driveid > 1)
 595         return;
 596
 597     u16 nlc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders);
 598     u16 nlh   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads);
 599     u16 nlspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt);
 600
 601     u16 npc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 602     u16 nph   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 603     u16 npspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 604
 605     struct extended_bios_data_area_s *ebda = get_ebda_ptr();
 606     ebda->fdpt[driveid].precompensation = 0xffff;
 607     ebda->fdpt[driveid].drive_control_byte = 0xc0 | ((nph > 8) << 3);
 608     ebda->fdpt[driveid].landing_zone = npc;
 609     ebda->fdpt[driveid].cylinders = nlc;
 610     ebda->fdpt[driveid].heads = nlh;
 611     ebda->fdpt[driveid].sectors = nlspt;
 612
 613     if (nlc == npc && nlh == nph && nlspt == npspt)
 614         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 615         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 616         return;
 617
 618     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 619     // Table (FDPT)
 620     ebda->fdpt[driveid].phys_cylinders = npc;
 621     ebda->fdpt[driveid].phys_heads = nph;
 622     ebda->fdpt[driveid].phys_sectors = npspt;
 623     ebda->fdpt[driveid].a0h_signature = 0xa0;
 624
 625     // Checksum structure.
 626     u8 sum = checksum((u8*)&ebda->fdpt[driveid], sizeof(ebda->fdpt[driveid])-1);
 627     ebda->fdpt[driveid].checksum = -sum;
 628 }
 629
 630 static u8
 631 get_translation(int driveid)
 632 {
 633     if (! CONFIG_COREBOOT) {
 634         // Emulators pass in the translation info via nvram.
 635         u8 channel = driveid / 2;
 636         u8 translation = inb_cmos(CMOS_BIOS_DISKTRANSFLAG + channel/2);
 637         translation >>= 2 * (driveid % 4);
 638         translation &= 0x03;
 639         return translation;
 640     }
 641
 642     // On COREBOOT, use a heuristic to determine translation type.
 643     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 644     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 645     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 646
 647     if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && spt <= 63)
 648         return ATA_TRANSLATION_NONE;
 649     if (cylinders * heads <= 131072)
 650         return ATA_TRANSLATION_LARGE;
 651     return ATA_TRANSLATION_LBA;
 652 }
 653
 654 static void
 655 setup_translation(int driveid)
 656 {
 657     u8 translation = get_translation(driveid);
 658     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].translation, translation);
 659
 660     u8 channel = driveid / 2;
 661     u8 slave = driveid % 2;
 662     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 663     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 664     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 665     u64 sectors = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors);
 666
 667     dprintf(1, "ata%d-%d: PCHS=%u/%d/%d translation="
 668             , channel, slave, cylinders, heads, spt);
 669     switch (translation) {
 670     case ATA_TRANSLATION_NONE:
 671         dprintf(1, "none");
 672         break;
 673     case ATA_TRANSLATION_LBA:
 674         dprintf(1, "lba");
 675         spt = 63;
 676         if (sectors > 63*255*1024) {
 677             heads = 255;
 678             cylinders = 1024;
 679             break;
 680         }
 681         u32 sect = (u32)sectors / 63;
 682         heads = sect / 1024;
 683         if (heads>128)
 684             heads = 255;
 685         else if (heads>64)
 686             heads = 128;
 687         else if (heads>32)
 688             heads = 64;
 689         else if (heads>16)
 690             heads = 32;
 691         else
 692             heads = 16;
 693         cylinders = sect / heads;
 694         break;
 695     case ATA_TRANSLATION_RECHS:
 696         dprintf(1, "r-echs");
 697         // Take care not to overflow
 698         if (heads==16) {
 699             if (cylinders>61439)
 700                 cylinders=61439;
 701             heads=15;
 702             cylinders = (u16)((u32)(cylinders)*16/15);
 703         }
 704         // then go through the large bitshift process
 705     case ATA_TRANSLATION_LARGE:
 706         if (translation == ATA_TRANSLATION_LARGE)
 707             dprintf(1, "large");
 708         while (cylinders > 1024) {
 709             cylinders >>= 1;
 710             heads <<= 1;
 711
 712             // If we max out the head count
 713             if (heads > 127)
 714                 break;
 715         }
 716         break;
 717     }
 718     // clip to 1024 cylinders in lchs
 719     if (cylinders > 1024)
 720         cylinders = 1024;
 721     dprintf(1, " LCHS=%d/%d/%d\n", cylinders, heads, spt);
 722
 723     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads, heads);
 724     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders, cylinders);
 725     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt, spt);
 726 }
 727
 728 static int
 729 init_drive_ata(int driveid)
 730 {
 731     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 732     u8 buffer[0x0200];
 733     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 734     struct disk_op_s dop;
 735     dop.driveid = driveid;
 736     dop.command = ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE;
 737     dop.count = 1;
 738     dop.lba = 1;
 739     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 740     int ret = ata_cmd_data(&dop);
 741     if (ret)
 742         return ret;
 743
 744     // Success - setup as ATA.
 745     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, ATA_TYPE_ATA);
 746
 747     u8 removable  = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 748     u8 mode       = buffer[48*2] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 749     u16 blksize   = IDE_SECTOR_SIZE;
 750
 751     u16 cylinders = *(u16*)&buffer[1*2]; // word 1
 752     u16 heads     = *(u16*)&buffer[3*2]; // word 3
 753     u16 spt       = *(u16*)&buffer[6*2]; // word 6
 754
 755     u64 sectors;
 756     if (*(u16*)&buffer[83*2] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 757         sectors = *(u64*)&buffer[100*2]; // word 100-103
 758     else
 759         sectors = *(u32*)&buffer[60*2]; // word 60 and word 61
 760
 761     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].device, ATA_DEVICE_HD);
 762     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].removable, removable);
 763     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode, mode);
 764     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, blksize);
 765     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads, heads);
 766     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders, cylinders);
 767     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt, spt);
 768     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors, sectors);
 769
 770     // Setup disk geometry translation.
 771     setup_translation(driveid);
 772
 773     // fill hdidmap
 774     u8 hdcount = GET_BDA(hdcount);
 775     SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][hdcount], driveid);
 776     SET_BDA(hdcount, ++hdcount);
 777
 778     // Fill "fdpt" structure.
 779     fill_fdpt(driveid);
 780
 781     // Report drive info to user.
 782     u64 sizeinmb = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors) >> 11;
 783     report_model(driveid, buffer);
 784     u8 version = get_ata_version(buffer);
 785     if (sizeinmb < (1 << 16))
 786         printf(" ATA-%d Hard-Disk (%u MiBytes)\n", version, (u32)sizeinmb);
 787     else
 788         printf(" ATA-%d Hard-Disk (%u GiBytes)\n", version
 789                , (u32)(sizeinmb >> 10));
 790
 791     return 0;
 792 }
 793
 794 static void
 795 ata_detect()
 796 {
 797     // Device detection
 798     int driveid, last_reset_driveid;
 799     for(driveid=0; driveid<CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; driveid++) {
 800         u8 channel = driveid / 2;
 801         u8 slave = driveid % 2;
 802
 803         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 804         if (!iobase1)
 805             break;
 806
 807         // Look for device
 808         outb(slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0, iobase1+ATA_CB_DH);
 809         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 810         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 811         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SC);
 812         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SN);
 813         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 814         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 815
 816         // Check if ioport registers look valid.
 817         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 818         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 819         dprintf(6, "ata_detect drive=%d sc=%x sn=%x\n", driveid, sc, sn);
 820         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa)
 821             continue;
 822
 823         // reset the channel
 824         if (slave && driveid == last_reset_driveid + 1) {
 825             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 826         } else {
 827             ata_reset(driveid);
 828             last_reset_driveid = driveid;
 829         }
 830
 831         // check for ATAPI
 832         int ret = init_drive_atapi(driveid);
 833         if (!ret)
 834             // Found an ATAPI drive.
 835             continue;
 836
 837         u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 838         if (!st)
 839             // Status not set - can't be a valid drive.
 840             continue;
 841
 842         // Wait for RDY.
 843         ret = await_rdy(iobase1);
 844         if (ret < 0)
 845             continue;
 846
 847         // check for ATA.
 848         init_drive_ata(driveid);
 849     }
 850
 851     printf("\n");
 852 }
 853
 854 static void
 855 ata_init()
 856 {
 857     memset(&ATA, 0, sizeof(ATA));
 858
 859     // hdidmap and cdidmap init.
 860     u8 device;
 861     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 862         SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 863         SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 864     }
 865
 866     // Scan PCI bus for ATA adapters
 867     int count=0;
 868     int bdf, max;
 869     foreachpci(bdf, max) {
 870         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 871             continue;
 872
 873         u8 irq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 874         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].irq, irq);
 875         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].pci_bdf, bdf);
 876
 877         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 878         u32 port1, port2;
 879
 880         if (prog_if & 1) {
 881             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 882             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 883         } else {
 884             port1 = 0x1f0;
 885             port2 = 0x3f0;
 886         }
 887         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 888         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 889         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 890                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 891         count++;
 892
 893         if (prog_if & 4) {
 894             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 895             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 896         } else {
 897             port1 = 0x170;
 898             port2 = 0x370;
 899         }
 900         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 901                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 902         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 903         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 904         count++;
 905     }
 906 }
 907
 908 void
 909 hard_drive_setup()
 910 {
 911     if (!CONFIG_ATA)
 912         return;
 913
 914     dprintf(3, "init hard drives\n");
 915     ata_init();
 916     ata_detect();
 917
 918     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 919
 920     enable_hwirq(14, entry_76);
 921 }