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 32000u //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 __always_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 __always_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 = 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 = 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 // Read and discard x number of bytes from an io channel.
 222 static void
 223 insx_discard(int mode, int iobase1, int bytes)
 224 {
 225     int count, i;
 226     if (mode == ATA_MODE_PIO32) {
 227         count = bytes / 4;
 228         for (i=0; i<count; i++)
 229             inl(iobase1);
 230     } else {
 231         count = bytes / 2;
 232         for (i=0; i<count; i++)
 233             inw(iobase1);
 234     }
 235 }
 236
 237 // Transfer 'count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 238 // 'driveid'.  If 'skipfirst' or 'skiplast' is set then the first
 239 // and/or last block may be partially transferred.  This function is
 240 // inlined because all the callers use different forms and because the
 241 // large number of parameters would consume a lot of stack space.
 242 static __always_inline int
 243 ata_transfer(int driveid, int iswrite, int count, int blocksize
 244              , int skipfirst, int skiplast, void *buf_fl)
 245 {
 246     dprintf(16, "ata_transfer id=%d write=%d count=%d bs=%d"
 247             " skipf=%d skipl=%d buf=%p\n"
 248             , driveid, iswrite, count, blocksize
 249             , skipfirst, skiplast, buf_fl);
 250
 251     // Reset count of transferred data
 252     SET_EBDA(sector_count, 0);
 253
 254     u8 channel  = driveid / 2;
 255     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 256     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 257     u8 mode     = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode);
 258     int current = 0;
 259     int status;
 260     for (;;) {
 261         int bsize = blocksize;
 262         if (skipfirst && current == 0) {
 263             insx_discard(mode, iobase1, skipfirst);
 264             bsize -= skipfirst;
 265         }
 266         if (skiplast && current == count-1)
 267             bsize -= skiplast;
 268
 269         if (iswrite) {
 270             // Write data to controller
 271             dprintf(16, "Write sector id=%d dest=%p\n", driveid, buf_fl);
 272             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 273                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 4);
 274             else
 275                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 2);
 276         } else {
 277             // Read data from controller
 278             dprintf(16, "Read sector id=%d dest=%p\n", driveid, buf_fl);
 279             if (mode == ATA_MODE_PIO32)
 280                 insl_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 4);
 281             else
 282                 insw_fl(iobase1, buf_fl, bsize / 2);
 283         }
 284         buf_fl += bsize;
 285
 286         if (skiplast && current == count-1)
 287             insx_discard(mode, iobase1, skiplast);
 288
 289         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 290         if (status < 0)
 291             // Error
 292             return status;
 293
 294         current++;
 295         SET_EBDA(sector_count, current);
 296         if (current == count)
 297             break;
 298         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 299         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 300             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 301                     , status);
 302             return -6;
 303         }
 304     }
 305
 306     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 307                | ATA_CB_STAT_ERR);
 308     if (!iswrite)
 309         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 310     if (status != 0) {
 311         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 312         return -7;
 313     }
 314
 315     // Enable interrupts
 316     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 static noinline int
 321 ata_transfer_disk(const struct disk_op_s *op)
 322 {
 323     return ata_transfer(op->driveid, op->command == ATA_CMD_WRITE_SECTORS
 324                         , op->count, IDE_SECTOR_SIZE, 0, 0, op->buf_fl);
 325 }
 326
 327 static noinline int
 328 ata_transfer_cdrom(const struct disk_op_s *op)
 329 {
 330     return ata_transfer(op->driveid, 0, op->count, CDROM_SECTOR_SIZE
 331                         , 0, 0, op->buf_fl);
 332 }
 333
 334 static noinline int
 335 ata_transfer_cdemu(const struct disk_op_s *op, int before, int after)
 336 {
 337     int vcount = op->count * 4 - before - after;
 338     int ret = ata_transfer(op->driveid, 0, op->count, CDROM_SECTOR_SIZE
 339                            , before*512, after*512, op->buf_fl);
 340     if (ret) {
 341         SET_EBDA(sector_count, 0);
 342         return ret;
 343     }
 344     SET_EBDA(sector_count, vcount);
 345     return 0;
 346 }
 347
 348
 349 /****************************************************************
 350  * ATA hard drive functions
 351  ****************************************************************/
 352
 353 static noinline int
 354 send_cmd_disk(const struct disk_op_s *op)
 355 {
 356     u64 lba = op->lba;
 357
 358     struct ata_pio_command cmd;
 359     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 360
 361     cmd.command = op->command;
 362     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 363         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 364         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 365         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 366         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 367
 368         cmd.command |= 0x04;
 369         lba &= 0xffffff;
 370     }
 371
 372     cmd.feature = 0;
 373     cmd.sector_count = op->count;
 374     cmd.lba_low = lba;
 375     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 376     cmd.lba_high = lba >> 16;
 377     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 378
 379     return send_cmd(op->driveid, &cmd);
 380 }
 381
 382 // Read/write count blocks from a harddrive.
 383 __always_inline int
 384 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op)
 385 {
 386     int ret = send_cmd_disk(op);
 387     if (ret)
 388         return ret;
 389     return ata_transfer_disk(op);
 390 }
 391
 392
 393 /****************************************************************
 394  * ATAPI functions
 395  ****************************************************************/
 396
 397 // Low-level atapi command transmit function.
 398 static __always_inline int
 399 send_atapi_cmd(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 400 {
 401     u8 channel = driveid / 2;
 402     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 403     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase2);
 404
 405     struct ata_pio_command cmd;
 406     cmd.sector_count = 0;
 407     cmd.feature = 0;
 408     cmd.lba_low = 0;
 409     cmd.lba_mid = blocksize;
 410     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 411     cmd.device = 0;
 412     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 413
 414     int ret = send_cmd(driveid, &cmd);
 415     if (ret)
 416         return ret;
 417
 418     // Send command to device
 419     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 420
 421     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 422     if (status < 0)
 423         return status;
 424
 425     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 426         dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 427                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 428         return -2;
 429     }
 430     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 431         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 432         return -3;
 433     }
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438 // Low-level cdrom read atapi command transmit function.
 439 static int
 440 send_cmd_cdrom(const struct disk_op_s *op)
 441 {
 442     u8 atacmd[12];
 443     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 444
 445     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 446     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 447     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 448     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 449     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 450     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 451     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 452
 453     return send_atapi_cmd(op->driveid, atacmd, sizeof(atacmd)
 454                           , CDROM_SECTOR_SIZE);
 455 }
 456
 457 // Read sectors from the cdrom.
 458 __always_inline int
 459 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 460 {
 461     int ret = send_cmd_cdrom(op);
 462     if (ret)
 463         return ret;
 464
 465     return ata_transfer_cdrom(op);
 466 }
 467
 468 // Pretend the cdrom has 512 byte sectors (instead of 2048) and read
 469 // sectors.
 470 __always_inline int
 471 cdrom_read_512(struct disk_op_s *op)
 472 {
 473     u32 vlba = op->lba;
 474     u32 vcount = op->count;
 475     u32 lba = op->lba = vlba / 4;
 476     u32 velba = vlba + vcount - 1;
 477     u32 elba = velba / 4;
 478     op->count = elba - lba + 1;
 479     int before = vlba % 4;
 480     int after = 3 - (velba % 4);
 481
 482     dprintf(16, "cdrom_read_512: id=%d vlba=%d vcount=%d buf=%p lba=%d elba=%d"
 483             " count=%d before=%d after=%d\n"
 484             , op->driveid, vlba, vcount, op->buf_fl, lba, elba
 485             , op->count, before, after);
 486
 487     int ret = send_cmd_cdrom(op);
 488     if (ret)
 489         return ret;
 490
 491     return ata_transfer_cdemu(op, before, after);
 492 }
 493
 494 // Send a simple atapi command to a drive.
 495 int
 496 ata_cmd_packet(int driveid, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 497                , u32 length, void *buf_fl)
 498 {
 499     int ret = send_atapi_cmd(driveid, cmdbuf, cmdlen, length);
 500     if (ret)
 501         return ret;
 502
 503     return ata_transfer(driveid, 0, 1, length, 0, 0, buf_fl);
 504 }
 505
 506
 507 /****************************************************************
 508  * Disk geometry translation
 509  ****************************************************************/
 510
 511 static u8
 512 get_translation(int driveid)
 513 {
 514     if (! CONFIG_COREBOOT) {
 515         // Emulators pass in the translation info via nvram.
 516         u8 channel = driveid / 2;
 517         u8 translation = inb_cmos(CMOS_BIOS_DISKTRANSFLAG + channel/2);
 518         translation >>= 2 * (driveid % 4);
 519         translation &= 0x03;
 520         return translation;
 521     }
 522
 523     // On COREBOOT, use a heuristic to determine translation type.
 524     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 525     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 526     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 527
 528     if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && spt <= 63)
 529         return ATA_TRANSLATION_NONE;
 530     if (cylinders * heads <= 131072)
 531         return ATA_TRANSLATION_LARGE;
 532     return ATA_TRANSLATION_LBA;
 533 }
 534
 535 static void
 536 setup_translation(int driveid)
 537 {
 538     u8 translation = get_translation(driveid);
 539     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].translation, translation);
 540
 541     u8 channel = driveid / 2;
 542     u8 slave = driveid % 2;
 543     u16 heads = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 544     u16 cylinders = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 545     u16 spt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 546     u64 sectors = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors);
 547
 548     dprintf(1, "ata%d-%d: PCHS=%u/%d/%d translation="
 549             , channel, slave, cylinders, heads, spt);
 550     switch (translation) {
 551     case ATA_TRANSLATION_NONE:
 552         dprintf(1, "none");
 553         break;
 554     case ATA_TRANSLATION_LBA:
 555         dprintf(1, "lba");
 556         spt = 63;
 557         if (sectors > 63*255*1024) {
 558             heads = 255;
 559             cylinders = 1024;
 560             break;
 561         }
 562         u32 sect = (u32)sectors / 63;
 563         heads = sect / 1024;
 564         if (heads>128)
 565             heads = 255;
 566         else if (heads>64)
 567             heads = 128;
 568         else if (heads>32)
 569             heads = 64;
 570         else if (heads>16)
 571             heads = 32;
 572         else
 573             heads = 16;
 574         cylinders = sect / heads;
 575         break;
 576     case ATA_TRANSLATION_RECHS:
 577         dprintf(1, "r-echs");
 578         // Take care not to overflow
 579         if (heads==16) {
 580             if (cylinders>61439)
 581                 cylinders=61439;
 582             heads=15;
 583             cylinders = (u16)((u32)(cylinders)*16/15);
 584         }
 585         // then go through the large bitshift process
 586     case ATA_TRANSLATION_LARGE:
 587         if (translation == ATA_TRANSLATION_LARGE)
 588             dprintf(1, "large");
 589         while (cylinders > 1024) {
 590             cylinders >>= 1;
 591             heads <<= 1;
 592
 593             // If we max out the head count
 594             if (heads > 127)
 595                 break;
 596         }
 597         break;
 598     }
 599     // clip to 1024 cylinders in lchs
 600     if (cylinders > 1024)
 601         cylinders = 1024;
 602     dprintf(1, " LCHS=%d/%d/%d\n", cylinders, heads, spt);
 603
 604     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads, heads);
 605     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders, cylinders);
 606     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt, spt);
 607 }
 608
 609
 610 /****************************************************************
 611  * ATA detect and init
 612  ****************************************************************/
 613
 614 static void
 615 extract_model(int driveid, u16 *buffer)
 616 {
 617     char *model = ATA.devices[driveid].model;
 618     int maxsize = ARRAY_SIZE(ATA.devices[driveid].model);
 619
 620     // Read model name
 621     int i;
 622     for (i=0; i<maxsize/2; i++) {
 623         u16 v = buffer[27+i];
 624         model[i*2] = v >> 8;
 625         model[i*2+1] = v & 0xff;
 626     }
 627     model[maxsize-1] = 0x00;
 628
 629     // Trim trailing spaces
 630     for (i=maxsize-2; i>0 && model[i] == 0x20; i--)
 631         model[i] = 0x00;
 632 }
 633
 634 static u8
 635 get_ata_version(u16 *buffer)
 636 {
 637     u16 ataversion = buffer[80];
 638     u8 version;
 639     for (version=15; version>0; version--)
 640         if (ataversion & (1<<version))
 641             break;
 642     return version;
 643 }
 644
 645 static int
 646 init_drive_atapi(int driveid)
 647 {
 648     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 649     u16 buffer[256];
 650     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 651     struct disk_op_s dop;
 652     dop.driveid = driveid;
 653     dop.command = ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET;
 654     dop.count = 1;
 655     dop.lba = 1;
 656     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 657     int ret = ata_cmd_data(&dop);
 658     if (ret)
 659         return ret;
 660
 661     // Success - setup as ATAPI.
 662     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, ATA_TYPE_ATAPI);
 663
 664     u8 type      = (buffer[0] >> 8) & 0x1f;
 665     u8 removable = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 666     u8 mode      = buffer[48] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 667     u16 blksize  = CDROM_SECTOR_SIZE;
 668
 669     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].device, type);
 670     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].removable, removable);
 671     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode, mode);
 672     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, blksize);
 673
 674     // fill cdidmap
 675     u8 cdcount = GET_GLOBAL(ATA.cdcount);
 676     SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][cdcount], driveid);
 677     SET_GLOBAL(ATA.cdcount, cdcount+1);
 678
 679     // Report drive info to user.
 680     u8 channel = driveid / 2;
 681     u8 slave = driveid % 2;
 682     u8 version = get_ata_version(buffer);
 683     extract_model(driveid, buffer);
 684     printf("ata%d-%d: %s ATAPI-%d %s\n", channel, slave
 685            , ATA.devices[driveid].model, version
 686            , type == ATA_DEVICE_CDROM ? "CD-Rom/DVD-Rom" : "Device");
 687
 688     return 0;
 689 }
 690
 691 static int
 692 init_drive_ata(int driveid)
 693 {
 694     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 695     u16 buffer[256];
 696     memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
 697     struct disk_op_s dop;
 698     dop.driveid = driveid;
 699     dop.command = ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE;
 700     dop.count = 1;
 701     dop.lba = 1;
 702     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 703     int ret = ata_cmd_data(&dop);
 704     if (ret)
 705         return ret;
 706
 707     // Success - setup as ATA.
 708     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].type, ATA_TYPE_ATA);
 709
 710     u8 removable  = (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0;
 711     u8 mode       = buffer[48] ? ATA_MODE_PIO32 : ATA_MODE_PIO16;
 712     u16 blksize   = IDE_SECTOR_SIZE;
 713
 714     u16 cylinders = buffer[1];
 715     u16 heads     = buffer[3];
 716     u16 spt       = buffer[6];
 717
 718     u64 sectors;
 719     if (buffer[83] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 720         sectors = *(u64*)&buffer[100]; // word 100-103
 721     else
 722         sectors = *(u32*)&buffer[60]; // word 60 and word 61
 723
 724     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].device, ATA_DEVICE_HD);
 725     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].removable, removable);
 726     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].mode, mode);
 727     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].blksize, blksize);
 728     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads, heads);
 729     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders, cylinders);
 730     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt, spt);
 731     SET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].sectors, sectors);
 732
 733     // Setup disk geometry translation.
 734     setup_translation(driveid);
 735
 736     // Report drive info to user.
 737     u8 channel = driveid / 2;
 738     u8 slave = driveid % 2;
 739     u8 version = get_ata_version(buffer);
 740     extract_model(driveid, buffer);
 741     char *model = ATA.devices[driveid].model;
 742     printf("ata%d-%d: %s ATA-%d Hard-Disk ", channel, slave, model, version);
 743     u64 sizeinmb = sectors >> 11;
 744     if (sizeinmb < (1 << 16))
 745         printf("(%u MiBytes)\n", (u32)sizeinmb);
 746     else
 747         printf("(%u GiBytes)\n", (u32)(sizeinmb >> 10));
 748
 749     // Register with bcv system.
 750     add_bcv_hd(driveid, model);
 751
 752     return 0;
 753 }
 754
 755 static void
 756 ata_detect()
 757 {
 758     // Device detection
 759     int driveid, last_reset_driveid=-1;
 760     for(driveid=0; driveid<CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; driveid++) {
 761         u8 channel = driveid / 2;
 762         u8 slave = driveid % 2;
 763
 764         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA.channels[channel].iobase1);
 765         if (!iobase1)
 766             break;
 767
 768         // Look for device
 769         outb(slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0, iobase1+ATA_CB_DH);
 770         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 771         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 772         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SC);
 773         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SN);
 774         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 775         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 776
 777         // Check if ioport registers look valid.
 778         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 779         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 780         dprintf(6, "ata_detect drive=%d sc=%x sn=%x\n", driveid, sc, sn);
 781         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa)
 782             continue;
 783
 784         // reset the channel
 785         if (slave && driveid == last_reset_driveid + 1) {
 786             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 787         } else {
 788             ata_reset(driveid);
 789             last_reset_driveid = driveid;
 790         }
 791
 792         // check for ATAPI
 793         int ret = init_drive_atapi(driveid);
 794         if (!ret)
 795             // Found an ATAPI drive.
 796             continue;
 797
 798         u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 799         if (!st)
 800             // Status not set - can't be a valid drive.
 801             continue;
 802
 803         // Wait for RDY.
 804         ret = await_rdy(iobase1);
 805         if (ret < 0)
 806             continue;
 807
 808         // check for ATA.
 809         init_drive_ata(driveid);
 810     }
 811
 812     printf("\n");
 813 }
 814
 815 static void
 816 ata_init()
 817 {
 818     memset(&ATA, 0, sizeof(ATA));
 819
 820     // hdidmap and cdidmap init.
 821     u8 device;
 822     for (device=0; device < CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++) {
 823         SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 824         SET_GLOBAL(ATA.idmap[1][device], CONFIG_MAX_ATA_DEVICES);
 825     }
 826
 827     // Scan PCI bus for ATA adapters
 828     int count=0;
 829     int bdf, max;
 830     foreachpci(bdf, max) {
 831         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 832             continue;
 833         if (count >= ARRAY_SIZE(ATA.channels))
 834             break;
 835
 836         u8 irq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 837         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].irq, irq);
 838         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].pci_bdf, bdf);
 839
 840         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 841         u32 port1, port2;
 842
 843         if (prog_if & 1) {
 844             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 845             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 846         } else {
 847             port1 = 0x1f0;
 848             port2 = 0x3f0;
 849         }
 850         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 851         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 852         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 853                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 854         count++;
 855
 856         if (prog_if & 4) {
 857             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 858             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 859         } else {
 860             port1 = 0x170;
 861             port2 = 0x370;
 862         }
 863         dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (dev %x prog_if %x)\n"
 864                 , count, port1, port2, bdf, prog_if);
 865         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase1, port1);
 866         SET_GLOBAL(ATA.channels[count].iobase2, port2);
 867         count++;
 868     }
 869 }
 870
 871 void
 872 hard_drive_setup()
 873 {
 874     if (!CONFIG_ATA)
 875         return;
 876
 877     dprintf(3, "init hard drives\n");
 878     ata_init();
 879     ata_detect();
 880
 881     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 882
 883     enable_hwirq(14, entry_76);
 884 }
 885
 886
 887 /****************************************************************
 888  * Drive mapping
 889  ****************************************************************/
 890
 891 // Fill in Fixed Disk Parameter Table (located in ebda).
 892 static void
 893 fill_fdpt(int driveid)
 894 {
 895     if (driveid > 1)
 896         return;
 897
 898     u16 nlc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.cylinders);
 899     u16 nlh   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.heads);
 900     u16 nlspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].lchs.spt);
 901
 902     u16 npc   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.cylinders);
 903     u16 nph   = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.heads);
 904     u16 npspt = GET_GLOBAL(ATA.devices[driveid].pchs.spt);
 905
 906     struct fdpt_s *fdpt = &get_ebda_ptr()->fdpt[driveid];
 907     fdpt->precompensation = 0xffff;
 908     fdpt->drive_control_byte = 0xc0 | ((nph > 8) << 3);
 909     fdpt->landing_zone = npc;
 910     fdpt->cylinders = nlc;
 911     fdpt->heads = nlh;
 912     fdpt->sectors = nlspt;
 913
 914     if (nlc == npc && nlh == nph && nlspt == npspt)
 915         // no logical CHS mapping used, just physical CHS
 916         // use Standard Fixed Disk Parameter Table (FDPT)
 917         return;
 918
 919     // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 920     // Table (FDPT)
 921     fdpt->phys_cylinders = npc;
 922     fdpt->phys_heads = nph;
 923     fdpt->phys_sectors = npspt;
 924     fdpt->a0h_signature = 0xa0;
 925
 926     // Checksum structure.
 927     u8 sum = checksum((u8*)fdpt, sizeof(*fdpt)-1);
 928     fdpt->checksum = -sum;
 929 }
 930
 931 // Map a drive (that was registered via add_bcv_hd)
 932 void
 933 map_drive(int driveid)
 934 {
 935     // fill hdidmap
 936     u8 hdcount = GET_BDA(hdcount);
 937     dprintf(1, "Mapping driveid %d to %d\n", driveid, hdcount);
 938     SET_GLOBAL(ATA.idmap[0][hdcount], driveid);
 939     SET_BDA(hdcount, hdcount + 1);
 940
 941     // Fill "fdpt" structure.
 942     fill_fdpt(hdcount);
 943 }