src/ata.c

   1 // Low level ATA disk access
   2 //
   3 // Copyright (C) 2008,2009  Kevin O'Connor <kevin@koconnor.net>
   4 // Copyright (C) 2002  MandrakeSoft S.A.
   5 //
   6 // This file may be distributed under the terms of the GNU LGPLv3 license.
   7
   8 #include "types.h" // u8
   9 #include "ioport.h" // inb
  10 #include "util.h" // dprintf
  11 #include "cmos.h" // inb_cmos
  12 #include "pic.h" // enable_hwirq
  13 #include "biosvar.h" // GET_EBDA
  14 #include "pci.h" // foreachpci
  15 #include "pci_ids.h" // PCI_CLASS_STORAGE_OTHER
  16 #include "pci_regs.h" // PCI_INTERRUPT_LINE
  17 #include "boot.h" // add_bcv_hd
  18 #include "disk.h" // struct ata_s
  19 #include "ata.h" // ATA_CB_STAT
  20
  21 #define IDE_TIMEOUT 32000 //32 seconds max for IDE ops
  22
  23 struct ata_channel_s ATA_channels[CONFIG_MAX_ATA_INTERFACES] VAR16VISIBLE;
  24
  25
  26 /****************************************************************
  27  * Helper functions
  28  ****************************************************************/
  29
  30 // Wait for the specified ide state
  31 static inline int
  32 await_ide(u8 mask, u8 flags, u16 base, u16 timeout)
  33 {
  34     u64 end = calc_future_tsc(timeout);
  35     for (;;) {
  36         u8 status = inb(base+ATA_CB_STAT);
  37         if ((status & mask) == flags)
  38             return status;
  39         if (check_time(end)) {
  40             dprintf(1, "IDE time out\n");
  41             return -1;
  42         }
  43         yield();
  44     }
  45 }
  46
  47 // Wait for the device to be not-busy.
  48 static int
  49 await_not_bsy(u16 base)
  50 {
  51     return await_ide(ATA_CB_STAT_BSY, 0, base, IDE_TIMEOUT);
  52 }
  53
  54 // Wait for the device to be ready.
  55 static int
  56 await_rdy(u16 base)
  57 {
  58     return await_ide(ATA_CB_STAT_RDY, ATA_CB_STAT_RDY, base, IDE_TIMEOUT);
  59 }
  60
  61 // Wait for ide state - pauses for one ata cycle first.
  62 static inline int
  63 pause_await_not_bsy(u16 iobase1, u16 iobase2)
  64 {
  65     // Wait one PIO transfer cycle.
  66     inb(iobase2 + ATA_CB_ASTAT);
  67
  68     return await_not_bsy(iobase1);
  69 }
  70
  71 // Wait for ide state - pause for 400ns first.
  72 static inline int
  73 ndelay_await_not_bsy(u16 iobase1)
  74 {
  75     ndelay(400);
  76     return await_not_bsy(iobase1);
  77 }
  78
  79 // Reset a drive
  80 static void
  81 ata_reset(struct drive_s *drive_g)
  82 {
  83     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
  84     u8 channel = ataid / 2;
  85     u8 slave = ataid % 2;
  86     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
  87     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
  88
  89     dprintf(6, "ata_reset drive=%p\n", drive_g);
  90     // Pulse SRST
  91     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN | ATA_CB_DC_SRST, iobase2+ATA_CB_DC);
  92     udelay(5);
  93     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2+ATA_CB_DC);
  94     msleep(2);
  95
  96     // wait for device to become not busy.
  97     int status = await_not_bsy(iobase1);
  98     if (status < 0)
  99         goto done;
 100     if (slave) {
 101         // Change device.
 102         u64 end = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 103         for (;;) {
 104             outb(ATA_CB_DH_DEV1, iobase1 + ATA_CB_DH);
 105             status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 106             if (status < 0)
 107                 goto done;
 108             if (inb(iobase1 + ATA_CB_DH) == ATA_CB_DH_DEV1)
 109                 break;
 110             // Change drive request failed to take effect - retry.
 111             if (check_time(end)) {
 112                 dprintf(1, "ata_reset slave time out\n");
 113                 goto done;
 114             }
 115         }
 116     } else {
 117         // QEMU doesn't reset dh on reset, so set it explicitly.
 118         outb(ATA_CB_DH_DEV0, iobase1 + ATA_CB_DH);
 119     }
 120
 121     // On a user-reset request, wait for RDY if it is an ATA device.
 122     u8 type=GET_GLOBAL(drive_g->type);
 123     if (type == DTYPE_ATA)
 124         status = await_rdy(iobase1);
 125
 126 done:
 127     // Enable interrupts
 128     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 129
 130     dprintf(6, "ata_reset exit status=%x\n", status);
 131 }
 132
 133 static int
 134 isready(struct drive_s *drive_g)
 135 {
 136     // Read the status from controller
 137     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
 138     u8 channel = ataid / 2;
 139     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 140     u8 status = inb(iobase1 + ATA_CB_STAT);
 141     if ((status & (ATA_CB_STAT_BSY|ATA_CB_STAT_RDY)) == ATA_CB_STAT_RDY)
 142         return DISK_RET_SUCCESS;
 143     return DISK_RET_ENOTREADY;
 144 }
 145
 146 static int
 147 process_ata_misc_op(struct disk_op_s *op)
 148 {
 149     if (!CONFIG_ATA)
 150         return 0;
 151
 152     switch (op->command) {
 153     case CMD_RESET:
 154         ata_reset(op->drive_g);
 155         return DISK_RET_SUCCESS;
 156     case CMD_ISREADY:
 157         return isready(op->drive_g);
 158     case CMD_FORMAT:
 159     case CMD_VERIFY:
 160     case CMD_SEEK:
 161         return DISK_RET_SUCCESS;
 162     default:
 163         op->count = 0;
 164         return DISK_RET_EPARAM;
 165     }
 166 }
 167
 168
 169 /****************************************************************
 170  * ATA send command
 171  ****************************************************************/
 172
 173 struct ata_pio_command {
 174     u8 feature;
 175     u8 sector_count;
 176     u8 lba_low;
 177     u8 lba_mid;
 178     u8 lba_high;
 179     u8 device;
 180     u8 command;
 181
 182     u8 sector_count2;
 183     u8 lba_low2;
 184     u8 lba_mid2;
 185     u8 lba_high2;
 186 };
 187
 188 // Send an ata command to the drive.
 189 static int
 190 send_cmd(struct drive_s *drive_g, struct ata_pio_command *cmd)
 191 {
 192     u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
 193     u8 channel = ataid / 2;
 194     u8 slave = ataid % 2;
 195     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 196
 197     // Select device
 198     int status = await_not_bsy(iobase1);
 199     if (status < 0)
 200         return status;
 201     u8 newdh = ((cmd->device & ~ATA_CB_DH_DEV1)
 202                 | (slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0));
 203     u8 olddh = inb(iobase1 + ATA_CB_DH);
 204     outb(newdh, iobase1 + ATA_CB_DH);
 205     if ((olddh ^ newdh) & (1<<4)) {
 206         // Was a device change - wait for device to become not busy.
 207         status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 208         if (status < 0)
 209             return status;
 210     }
 211
 212     if (cmd->command == ATA_CMD_READ_SECTORS_EXT
 213         || cmd->command == ATA_CMD_WRITE_SECTORS_EXT) {
 214         outb(0x00, iobase1 + ATA_CB_FR);
 215         outb(cmd->sector_count2, iobase1 + ATA_CB_SC);
 216         outb(cmd->lba_low2, iobase1 + ATA_CB_SN);
 217         outb(cmd->lba_mid2, iobase1 + ATA_CB_CL);
 218         outb(cmd->lba_high2, iobase1 + ATA_CB_CH);
 219     }
 220     outb(cmd->feature, iobase1 + ATA_CB_FR);
 221     outb(cmd->sector_count, iobase1 + ATA_CB_SC);
 222     outb(cmd->lba_low, iobase1 + ATA_CB_SN);
 223     outb(cmd->lba_mid, iobase1 + ATA_CB_CL);
 224     outb(cmd->lba_high, iobase1 + ATA_CB_CH);
 225     outb(cmd->command, iobase1 + ATA_CB_CMD);
 226
 227     status = ndelay_await_not_bsy(iobase1);
 228     if (status < 0)
 229         return status;
 230
 231     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 232         dprintf(6, "send_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 233                 , status, inb(iobase1 + ATA_CB_ERR));
 234         return -4;
 235     }
 236     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 237         dprintf(6, "send_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 238         return -5;
 239     }
 240
 241     return 0;
 242 }
 243
 244
 245 /****************************************************************
 246  * ATA transfers
 247  ****************************************************************/
 248
 249 // Transfer 'op->count' blocks (of 'blocksize' bytes) to/from drive
 250 // 'op->drive_g'.
 251 static int
 252 ata_transfer(struct disk_op_s *op, int iswrite, int blocksize)
 253 {
 254     dprintf(16, "ata_transfer id=%p write=%d count=%d bs=%d buf=%p\n"
 255             , op->drive_g, iswrite, op->count, blocksize, op->buf_fl);
 256
 257     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 258     u8 channel = ataid / 2;
 259     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 260     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 261     int count = op->count;
 262     void *buf_fl = op->buf_fl;
 263     int status;
 264     for (;;) {
 265         if (iswrite) {
 266             // Write data to controller
 267             dprintf(16, "Write sector id=%p dest=%p\n", op->drive_g, buf_fl);
 268             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 269                 outsl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 270             else
 271                 outsw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 272         } else {
 273             // Read data from controller
 274             dprintf(16, "Read sector id=%p dest=%p\n", op->drive_g, buf_fl);
 275             if (CONFIG_ATA_PIO32)
 276                 insl_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 4);
 277             else
 278                 insw_fl(iobase1, buf_fl, blocksize / 2);
 279         }
 280         buf_fl += blocksize;
 281
 282         status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 283         if (status < 0) {
 284             // Error
 285             op->count -= count;
 286             return status;
 287         }
 288
 289         count--;
 290         if (!count)
 291             break;
 292         status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DRQ | ATA_CB_STAT_ERR);
 293         if (status != ATA_CB_STAT_DRQ) {
 294             dprintf(6, "ata_transfer : more sectors left (status %02x)\n"
 295                     , status);
 296             op->count -= count;
 297             return -6;
 298         }
 299     }
 300
 301     status &= (ATA_CB_STAT_BSY | ATA_CB_STAT_DF | ATA_CB_STAT_DRQ
 302                | ATA_CB_STAT_ERR);
 303     if (!iswrite)
 304         status &= ~ATA_CB_STAT_DF;
 305     if (status != 0) {
 306         dprintf(6, "ata_transfer : no sectors left (status %02x)\n", status);
 307         return -7;
 308     }
 309
 310     return 0;
 311 }
 312
 313
 314 /****************************************************************
 315  * ATA hard drive functions
 316  ****************************************************************/
 317
 318 // Read/write count blocks from a harddrive.
 319 static int
 320 ata_cmd_data(struct disk_op_s *op, int iswrite, int command)
 321 {
 322     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 323     u8 channel = ataid / 2;
 324     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 325     u64 lba = op->lba;
 326
 327     struct ata_pio_command cmd;
 328     memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 329
 330     cmd.command = command;
 331     if (op->count >= (1<<8) || lba + op->count >= (1<<28)) {
 332         cmd.sector_count2 = op->count >> 8;
 333         cmd.lba_low2 = lba >> 24;
 334         cmd.lba_mid2 = lba >> 32;
 335         cmd.lba_high2 = lba >> 40;
 336
 337         cmd.command |= 0x04;
 338         lba &= 0xffffff;
 339     }
 340
 341     cmd.feature = 0;
 342     cmd.sector_count = op->count;
 343     cmd.lba_low = lba;
 344     cmd.lba_mid = lba >> 8;
 345     cmd.lba_high = lba >> 16;
 346     cmd.device = ((lba >> 24) & 0xf) | ATA_CB_DH_LBA;
 347
 348     // Disable interrupts
 349     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 350
 351     int ret = send_cmd(op->drive_g, &cmd);
 352     if (ret)
 353         goto fail;
 354     ret = ata_transfer(op, iswrite, DISK_SECTOR_SIZE);
 355
 356 fail:
 357     // Enable interrupts
 358     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 359     return ret;
 360 }
 361
 362 int
 363 process_ata_op(struct disk_op_s *op)
 364 {
 365     if (!CONFIG_ATA)
 366         return 0;
 367
 368     int ret;
 369     switch (op->command) {
 370     case CMD_READ:
 371         ret = ata_cmd_data(op, 0, ATA_CMD_READ_SECTORS);
 372         break;
 373     case CMD_WRITE:
 374         ret = ata_cmd_data(op, 1, ATA_CMD_WRITE_SECTORS);
 375         break;
 376     default:
 377         return process_ata_misc_op(op);
 378     }
 379     if (ret)
 380         return DISK_RET_EBADTRACK;
 381     return DISK_RET_SUCCESS;
 382 }
 383
 384
 385 /****************************************************************
 386  * ATAPI functions
 387  ****************************************************************/
 388
 389 // Low-level atapi command transmit function.
 390 static int
 391 atapi_cmd_data(struct disk_op_s *op, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen, u16 blocksize)
 392 {
 393     u8 ataid = GET_GLOBAL(op->drive_g->cntl_id);
 394     u8 channel = ataid / 2;
 395     u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 396     u16 iobase2 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase2);
 397
 398     struct ata_pio_command cmd;
 399     cmd.sector_count = 0;
 400     cmd.feature = 0;
 401     cmd.lba_low = 0;
 402     cmd.lba_mid = blocksize;
 403     cmd.lba_high = blocksize >> 8;
 404     cmd.device = 0;
 405     cmd.command = ATA_CMD_PACKET;
 406
 407     // Disable interrupts
 408     outb(ATA_CB_DC_HD15 | ATA_CB_DC_NIEN, iobase2 + ATA_CB_DC);
 409
 410     int ret = send_cmd(op->drive_g, &cmd);
 411     if (ret)
 412         goto fail;
 413
 414     // Send command to device
 415     outsw_fl(iobase1, MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), cmdbuf), cmdlen / 2);
 416
 417     int status = pause_await_not_bsy(iobase1, iobase2);
 418     if (status < 0) {
 419         ret = status;
 420         goto fail;
 421     }
 422
 423     if (status & ATA_CB_STAT_ERR) {
 424         u8 err = inb(iobase1 + ATA_CB_ERR);
 425         // skip "Not Ready"
 426         if (err != 0x20)
 427             dprintf(6, "send_atapi_cmd : read error (status=%02x err=%02x)\n"
 428                     , status, err);
 429         ret = -2;
 430         goto fail;
 431     }
 432     if (!(status & ATA_CB_STAT_DRQ)) {
 433         dprintf(6, "send_atapi_cmd : DRQ not set (status %02x)\n", status);
 434         ret = -3;
 435         goto fail;
 436     }
 437
 438     ret = ata_transfer(op, 0, blocksize);
 439
 440 fail:
 441     // Enable interrupts
 442     outb(ATA_CB_DC_HD15, iobase2+ATA_CB_DC);
 443     return ret;
 444 }
 445
 446 // Read sectors from the cdrom.
 447 int
 448 cdrom_read(struct disk_op_s *op)
 449 {
 450     u8 atacmd[12];
 451     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 452     atacmd[0]=0x28;                         // READ command
 453     atacmd[7]=(op->count & 0xff00) >> 8;    // Sectors
 454     atacmd[8]=(op->count & 0x00ff);
 455     atacmd[2]=(op->lba & 0xff000000) >> 24; // LBA
 456     atacmd[3]=(op->lba & 0x00ff0000) >> 16;
 457     atacmd[4]=(op->lba & 0x0000ff00) >> 8;
 458     atacmd[5]=(op->lba & 0x000000ff);
 459
 460     return atapi_cmd_data(op, atacmd, sizeof(atacmd), CDROM_SECTOR_SIZE);
 461 }
 462
 463 int
 464 process_atapi_op(struct disk_op_s *op)
 465 {
 466     int ret;
 467     switch (op->command) {
 468     case CMD_READ:
 469         ret = cdrom_read(op);
 470         break;
 471     case CMD_FORMAT:
 472     case CMD_WRITE:
 473         return DISK_RET_EWRITEPROTECT;
 474     default:
 475         return process_ata_misc_op(op);
 476     }
 477     if (ret)
 478         return DISK_RET_EBADTRACK;
 479     return DISK_RET_SUCCESS;
 480 }
 481
 482 // Send a simple atapi command to a drive.
 483 int
 484 ata_cmd_packet(struct drive_s *drive_g, u8 *cmdbuf, u8 cmdlen
 485                , u32 length, void *buf_fl)
 486 {
 487     struct disk_op_s dop;
 488     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 489     dop.drive_g = drive_g;
 490     dop.count = 1;
 491     dop.buf_fl = buf_fl;
 492
 493     return atapi_cmd_data(&dop, cmdbuf, cmdlen, length);
 494 }
 495
 496
 497 /****************************************************************
 498  * ATA detect and init
 499  ****************************************************************/
 500
 501 // Extract the ATA/ATAPI version info.
 502 static int
 503 extract_version(u16 *buffer)
 504 {
 505     // Extract ATA/ATAPI version.
 506     u16 ataversion = buffer[80];
 507     u8 version;
 508     for (version=15; version>0; version--)
 509         if (ataversion & (1<<version))
 510             break;
 511     return version;
 512 }
 513
 514 // Extract common information from IDENTIFY commands.
 515 static void
 516 extract_identify(struct drive_s *drive_g, u16 *buffer)
 517 {
 518     dprintf(3, "Identify w0=%x w2=%x\n", buffer[0], buffer[2]);
 519
 520     // Read model name
 521     char *model = drive_g->model;
 522     int maxsize = ARRAY_SIZE(drive_g->model);
 523     int i;
 524     for (i=0; i<maxsize/2; i++) {
 525         u16 v = buffer[27+i];
 526         model[i*2] = v >> 8;
 527         model[i*2+1] = v & 0xff;
 528     }
 529     model[maxsize-1] = 0x00;
 530
 531     // Trim trailing spaces from model name.
 532     for (i=maxsize-2; i>0 && model[i] == 0x20; i--)
 533         model[i] = 0x00;
 534
 535     // Common flags.
 536     SET_GLOBAL(drive_g->removable, (buffer[0] & 0x80) ? 1 : 0);
 537     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_info, extract_version(buffer));
 538 }
 539
 540 void
 541 describe_atapi(struct drive_s *drive_g)
 542 {
 543     u8 ataid = drive_g->cntl_id;
 544     u8 channel = ataid / 2;
 545     u8 slave = ataid % 2;
 546     u8 version = drive_g->cntl_info;
 547     int iscd = drive_g->floppy_type;
 548     printf("ata%d-%d: %s ATAPI-%d %s", channel, slave
 549            , drive_g->model, version
 550            , (iscd ? "CD-Rom/DVD-Rom" : "Device"));
 551 }
 552
 553 static struct drive_s *
 554 init_drive_atapi(struct drive_s *dummy, u16 *buffer)
 555 {
 556     // Send an IDENTIFY_DEVICE_PACKET command to device
 557     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 558     struct disk_op_s dop;
 559     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 560     dop.drive_g = dummy;
 561     dop.count = 1;
 562     dop.lba = 1;
 563     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 564     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE_PACKET);
 565     if (ret)
 566         return NULL;
 567
 568     // Success - setup as ATAPI.
 569     struct drive_s *drive_g = allocDrive();
 570     if (! drive_g)
 571         return NULL;
 572     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_id, dummy->cntl_id);
 573     extract_identify(drive_g, buffer);
 574     SET_GLOBAL(drive_g->type, DTYPE_ATAPI);
 575     SET_GLOBAL(drive_g->blksize, CDROM_SECTOR_SIZE);
 576     SET_GLOBAL(drive_g->sectors, (u64)-1);
 577     u8 iscd = ((buffer[0] >> 8) & 0x1f) == 0x05;
 578     SET_GLOBAL(drive_g->floppy_type, iscd);
 579
 580     // fill cdidmap
 581     if (iscd)
 582         map_cd_drive(drive_g);
 583
 584     return drive_g;
 585 }
 586
 587 void
 588 describe_ata(struct drive_s *drive_g)
 589 {
 590     u8 ataid = drive_g->cntl_id;
 591     u8 channel = ataid / 2;
 592     u8 slave = ataid % 2;
 593     u64 sectors = drive_g->sectors;
 594     u8 version = drive_g->cntl_info;
 595     char *model = drive_g->model;
 596     printf("ata%d-%d: %s ATA-%d Hard-Disk", channel, slave, model, version);
 597     u64 sizeinmb = sectors >> 11;
 598     if (sizeinmb < (1 << 16))
 599         printf(" (%u MiBytes)", (u32)sizeinmb);
 600     else
 601         printf(" (%u GiBytes)", (u32)(sizeinmb >> 10));
 602 }
 603
 604 static struct drive_s *
 605 init_drive_ata(struct drive_s *dummy, u16 *buffer)
 606 {
 607     // Send an IDENTIFY_DEVICE command to device
 608     memset(buffer, 0, DISK_SECTOR_SIZE);
 609     struct disk_op_s dop;
 610     memset(&dop, 0, sizeof(dop));
 611     dop.drive_g = dummy;
 612     dop.count = 1;
 613     dop.lba = 1;
 614     dop.buf_fl = MAKE_FLATPTR(GET_SEG(SS), buffer);
 615     int ret = ata_cmd_data(&dop, 0, ATA_CMD_IDENTIFY_DEVICE);
 616     if (ret)
 617         return NULL;
 618
 619     // Success - setup as ATA.
 620     struct drive_s *drive_g = allocDrive();
 621     if (! drive_g)
 622         return NULL;
 623     SET_GLOBAL(drive_g->cntl_id, dummy->cntl_id);
 624     extract_identify(drive_g, buffer);
 625     SET_GLOBAL(drive_g->type, DTYPE_ATA);
 626     SET_GLOBAL(drive_g->blksize, DISK_SECTOR_SIZE);
 627
 628     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.cylinders, buffer[1]);
 629     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.heads, buffer[3]);
 630     SET_GLOBAL(drive_g->pchs.spt, buffer[6]);
 631
 632     u64 sectors;
 633     if (buffer[83] & (1 << 10)) // word 83 - lba48 support
 634         sectors = *(u64*)&buffer[100]; // word 100-103
 635     else
 636         sectors = *(u32*)&buffer[60]; // word 60 and word 61
 637     SET_GLOBAL(drive_g->sectors, sectors);
 638
 639     // Setup disk geometry translation.
 640     setup_translation(drive_g);
 641
 642     // Register with bcv system.
 643     add_bcv_internal(drive_g);
 644
 645     return drive_g;
 646 }
 647
 648 static u64 SpinupEnd;
 649
 650 static int
 651 powerup_await_non_bsy(u16 base)
 652 {
 653     u8 orstatus = 0;
 654     u8 status;
 655     for (;;) {
 656         status = inb(base+ATA_CB_STAT);
 657         if (!(status & ATA_CB_STAT_BSY))
 658             break;
 659         orstatus |= status;
 660         if (orstatus == 0xff) {
 661             dprintf(1, "powerup IDE floating\n");
 662             return orstatus;
 663         }
 664         if (check_time(SpinupEnd)) {
 665             dprintf(1, "powerup IDE time out\n");
 666             return -1;
 667         }
 668         yield();
 669     }
 670     dprintf(6, "powerup iobase=%x st=%x\n", base, status);
 671     return status;
 672 }
 673
 674 static void
 675 ata_detect(void *data)
 676 {
 677     struct ata_channel_s *atachannel = data;
 678     int startid = (atachannel - ATA_channels) * 2;
 679     struct drive_s dummy;
 680     memset(&dummy, 0, sizeof(dummy));
 681     // Device detection
 682     int ataid, last_reset_ataid=-1;
 683     for (ataid=startid; ataid<startid+2; ataid++) {
 684         u8 channel = ataid / 2;
 685         u8 slave = ataid % 2;
 686
 687         u16 iobase1 = GET_GLOBAL(ATA_channels[channel].iobase1);
 688         if (!iobase1)
 689             break;
 690
 691         // Wait for not-bsy.
 692         int status = powerup_await_non_bsy(iobase1);
 693         if (status < 0)
 694             continue;
 695         u8 newdh = slave ? ATA_CB_DH_DEV1 : ATA_CB_DH_DEV0;
 696         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 697         ndelay(400);
 698         status = powerup_await_non_bsy(iobase1);
 699         if (status < 0)
 700             continue;
 701
 702         // Check if ioport registers look valid.
 703         outb(newdh, iobase1+ATA_CB_DH);
 704         u8 dh = inb(iobase1+ATA_CB_DH);
 705         outb(0x55, iobase1+ATA_CB_SC);
 706         outb(0xaa, iobase1+ATA_CB_SN);
 707         u8 sc = inb(iobase1+ATA_CB_SC);
 708         u8 sn = inb(iobase1+ATA_CB_SN);
 709         dprintf(6, "ata_detect ataid=%d sc=%x sn=%x dh=%x\n"
 710                 , ataid, sc, sn, dh);
 711         if (sc != 0x55 || sn != 0xaa || dh != newdh)
 712             continue;
 713
 714         // Prepare new drive.
 715         dummy.cntl_id = ataid;
 716
 717         // reset the channel
 718         if (slave && ataid == last_reset_ataid + 1) {
 719             // The drive was just reset - no need to reset it again.
 720         } else {
 721             ata_reset(&dummy);
 722             last_reset_ataid = ataid;
 723         }
 724
 725         // check for ATAPI
 726         u16 buffer[256];
 727         struct drive_s *drive_g = init_drive_atapi(&dummy, buffer);
 728         if (!drive_g) {
 729             // Didn't find an ATAPI drive - look for ATA drive.
 730             u8 st = inb(iobase1+ATA_CB_STAT);
 731             if (!st)
 732                 // Status not set - can't be a valid drive.
 733                 continue;
 734
 735             // Wait for RDY.
 736             int ret = await_rdy(iobase1);
 737             if (ret < 0)
 738                 continue;
 739
 740             // check for ATA.
 741             drive_g = init_drive_ata(&dummy, buffer);
 742             if (!drive_g)
 743                 // No ATA drive found
 744                 continue;
 745         }
 746
 747         u16 resetresult = buffer[93];
 748         dprintf(6, "ata_detect resetresult=%04x\n", resetresult);
 749         if (!slave && (resetresult & 0xdf61) == 0x4041)
 750             // resetresult looks valid and device 0 is responding to
 751             // device 1 requests - device 1 must not be present - skip
 752             // detection.
 753             ataid++;
 754     }
 755 }
 756
 757 static void
 758 init_controller(struct ata_channel_s *atachannel
 759                 , int bdf, int irq, u32 port1, u32 port2)
 760 {
 761     SET_GLOBAL(atachannel->irq, irq);
 762     SET_GLOBAL(atachannel->pci_bdf, bdf);
 763     SET_GLOBAL(atachannel->iobase1, port1);
 764     SET_GLOBAL(atachannel->iobase2, port2);
 765     dprintf(1, "ATA controller %d at %x/%x (irq %d dev %x)\n"
 766             , atachannel - ATA_channels, port1, port2, irq, bdf);
 767     run_thread(ata_detect, atachannel);
 768 }
 769
 770 #define IRQ_ATA1 14
 771 #define IRQ_ATA2 15
 772
 773 static void
 774 ata_init()
 775 {
 776     // Scan PCI bus for ATA adapters
 777     int count=0, pcicount=0;
 778     int bdf, max;
 779     foreachpci(bdf, max) {
 780         pcicount++;
 781         if (pci_config_readw(bdf, PCI_CLASS_DEVICE) != PCI_CLASS_STORAGE_IDE)
 782             continue;
 783         if (count >= ARRAY_SIZE(ATA_channels))
 784             break;
 785
 786         u8 pciirq = pci_config_readb(bdf, PCI_INTERRUPT_LINE);
 787         u8 prog_if = pci_config_readb(bdf, PCI_CLASS_PROG);
 788         u32 port1, port2, irq;
 789         if (prog_if & 1) {
 790             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_0) & ~3;
 791             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_1) & ~3;
 792             irq = pciirq;
 793         } else {
 794             port1 = PORT_ATA1_CMD_BASE;
 795             port2 = PORT_ATA1_CTRL_BASE;
 796             irq = IRQ_ATA1;
 797         }
 798         init_controller(&ATA_channels[count], bdf, irq, port1, port2);
 799         count++;
 800
 801         if (prog_if & 4) {
 802             port1 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_2) & ~3;
 803             port2 = pci_config_readl(bdf, PCI_BASE_ADDRESS_3) & ~3;
 804             irq = pciirq;
 805         } else {
 806             port1 = PORT_ATA2_CMD_BASE;
 807             port2 = PORT_ATA2_CTRL_BASE;
 808             irq = IRQ_ATA2;
 809         }
 810         init_controller(&ATA_channels[count], bdf, irq, port1, port2);
 811         count++;
 812     }
 813
 814     if (!CONFIG_COREBOOT && !pcicount && ARRAY_SIZE(ATA_channels) >= 2) {
 815         // No PCI devices found - probably a QEMU "-M isapc" machine.
 816         // Try using ISA ports for ATA controllers.
 817         init_controller(&ATA_channels[0]
 818                         , -1, IRQ_ATA1, PORT_ATA1_CMD_BASE, PORT_ATA1_CTRL_BASE);
 819         init_controller(&ATA_channels[1]
 820                         , -1, IRQ_ATA2, PORT_ATA2_CMD_BASE, PORT_ATA2_CTRL_BASE);
 821     }
 822 }
 823
 824 void
 825 ata_setup()
 826 {
 827     if (!CONFIG_ATA)
 828         return;
 829
 830     dprintf(3, "init hard drives\n");
 831
 832     SpinupEnd = calc_future_tsc(IDE_TIMEOUT);
 833     ata_init();
 834
 835     SET_BDA(disk_control_byte, 0xc0);
 836
 837     enable_hwirq(14, entry_76);
 838 }