src/ata.c

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