src/block.c

   1 // Disk setup and 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 "disk.h" // struct ata_s
   9 #include "biosvar.h" // GET_GLOBAL
  10 #include "cmos.h" // inb_cmos
  11 #include "util.h" // dprintf
  12 #include "ata.h" // process_ata_op
  13 #include "ahci.h" // process_ahci_op
  14 #include "usb-msc.h" // process_usb_op
  15 #include "virtio-blk.h" // process_virtio_op
  16
  17 struct drives_s Drives VAR16VISIBLE;
  18
  19 struct drive_s *
  20 getDrive(u8 exttype, u8 extdriveoffset)
  21 {
  22     if (extdriveoffset >= ARRAY_SIZE(Drives.idmap[0]))
  23         return NULL;
  24     struct drive_s *drive_gf = GET_GLOBAL(Drives.idmap[exttype][extdriveoffset]);
  25     if (!drive_gf)
  26         return NULL;
  27     return GLOBALFLAT2GLOBAL(drive_gf);
  28 }
  29
  30
  31 /****************************************************************
  32  * Disk geometry translation
  33  ****************************************************************/
  34
  35 static u8
  36 get_translation(struct drive_s *drive_g)
  37 {
  38     u8 type = GET_GLOBAL(drive_g->type);
  39     if (! CONFIG_COREBOOT && type == DTYPE_ATA) {
  40         // Emulators pass in the translation info via nvram.
  41         u8 ataid = GET_GLOBAL(drive_g->cntl_id);
  42         u8 channel = ataid / 2;
  43         u8 translation = inb_cmos(CMOS_BIOS_DISKTRANSFLAG + channel/2);
  44         translation >>= 2 * (ataid % 4);
  45         translation &= 0x03;
  46         return translation;
  47     }
  48
  49     // Otherwise use a heuristic to determine translation type.
  50     u16 heads = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.heads);
  51     u16 cylinders = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.cylinders);
  52     u16 spt = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.spt);
  53     u64 sectors = GET_GLOBAL(drive_g->sectors);
  54     u64 psectors = (u64)heads * cylinders * spt;
  55     if (!heads || !cylinders || !spt || psectors > sectors)
  56         // pchs doesn't look valid - use LBA.
  57         return TRANSLATION_LBA;
  58
  59     if (cylinders <= 1024 && heads <= 16 && spt <= 63)
  60         return TRANSLATION_NONE;
  61     if (cylinders * heads <= 131072)
  62         return TRANSLATION_LARGE;
  63     return TRANSLATION_LBA;
  64 }
  65
  66 void
  67 setup_translation(struct drive_s *drive_g)
  68 {
  69     u8 translation = get_translation(drive_g);
  70     SET_GLOBAL(drive_g->translation, translation);
  71
  72     u16 heads = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.heads);
  73     u16 cylinders = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.cylinders);
  74     u16 spt = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.spt);
  75     u64 sectors = GET_GLOBAL(drive_g->sectors);
  76     const char *desc = NULL;
  77
  78     switch (translation) {
  79     default:
  80     case TRANSLATION_NONE:
  81         desc = "none";
  82         break;
  83     case TRANSLATION_LBA:
  84         desc = "lba";
  85         spt = 63;
  86         if (sectors > 63*255*1024) {
  87             heads = 255;
  88             cylinders = 1024;
  89             break;
  90         }
  91         u32 sect = (u32)sectors / 63;
  92         heads = sect / 1024;
  93         if (heads>128)
  94             heads = 255;
  95         else if (heads>64)
  96             heads = 128;
  97         else if (heads>32)
  98             heads = 64;
  99         else if (heads>16)
 100             heads = 32;
 101         else
 102             heads = 16;
 103         cylinders = sect / heads;
 104         break;
 105     case TRANSLATION_RECHS:
 106         desc = "r-echs";
 107         // Take care not to overflow
 108         if (heads==16) {
 109             if (cylinders>61439)
 110                 cylinders=61439;
 111             heads=15;
 112             cylinders = (u16)((u32)(cylinders)*16/15);
 113         }
 114         // then go through the large bitshift process
 115     case TRANSLATION_LARGE:
 116         if (translation == TRANSLATION_LARGE)
 117             desc = "large";
 118         while (cylinders > 1024) {
 119             cylinders >>= 1;
 120             heads <<= 1;
 121
 122             // If we max out the head count
 123             if (heads > 127)
 124                 break;
 125         }
 126         break;
 127     }
 128     // clip to 1024 cylinders in lchs
 129     if (cylinders > 1024)
 130         cylinders = 1024;
 131     dprintf(1, "drive %p: PCHS=%u/%d/%d translation=%s LCHS=%d/%d/%d s=%d\n"
 132             , drive_g
 133             , drive_g->pchs.cylinders, drive_g->pchs.heads, drive_g->pchs.spt
 134             , desc
 135             , cylinders, heads, spt
 136             , (u32)sectors);
 137
 138     SET_GLOBAL(drive_g->lchs.heads, heads);
 139     SET_GLOBAL(drive_g->lchs.cylinders, cylinders);
 140     SET_GLOBAL(drive_g->lchs.spt, spt);
 141 }
 142
 143
 144 /****************************************************************
 145  * Drive mapping
 146  ****************************************************************/
 147
 148 // Fill in Fixed Disk Parameter Table (located in ebda).
 149 static void
 150 fill_fdpt(struct drive_s *drive_g, int hdid)
 151 {
 152     if (hdid > 1)
 153         return;
 154
 155     u16 nlc   = GET_GLOBAL(drive_g->lchs.cylinders);
 156     u16 nlh   = GET_GLOBAL(drive_g->lchs.heads);
 157     u16 nlspt = GET_GLOBAL(drive_g->lchs.spt);
 158
 159     u16 npc   = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.cylinders);
 160     u16 nph   = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.heads);
 161     u16 npspt = GET_GLOBAL(drive_g->pchs.spt);
 162
 163     struct fdpt_s *fdpt = &get_ebda_ptr()->fdpt[hdid];
 164     fdpt->precompensation = 0xffff;
 165     fdpt->drive_control_byte = 0xc0 | ((nph > 8) << 3);
 166     fdpt->landing_zone = npc;
 167     fdpt->cylinders = nlc;
 168     fdpt->heads = nlh;
 169     fdpt->sectors = nlspt;
 170
 171     if (nlc != npc || nlh != nph || nlspt != npspt) {
 172         // Logical mapping present - use extended structure.
 173
 174         // complies with Phoenix style Translated Fixed Disk Parameter
 175         // Table (FDPT)
 176         fdpt->phys_cylinders = npc;
 177         fdpt->phys_heads = nph;
 178         fdpt->phys_sectors = npspt;
 179         fdpt->a0h_signature = 0xa0;
 180
 181         // Checksum structure.
 182         fdpt->checksum -= checksum(fdpt, sizeof(*fdpt));
 183     }
 184
 185     if (hdid == 0)
 186         SET_IVT(0x41, SEGOFF(get_ebda_seg(), offsetof(
 187                                  struct extended_bios_data_area_s, fdpt[0])));
 188     else
 189         SET_IVT(0x46, SEGOFF(get_ebda_seg(), offsetof(
 190                                  struct extended_bios_data_area_s, fdpt[1])));
 191 }
 192
 193 // Map a drive (that was registered via add_bcv_hd)
 194 void
 195 map_hd_drive(struct drive_s *drive_g)
 196 {
 197     // fill hdidmap
 198     u8 hdcount = GET_BDA(hdcount);
 199     if (hdcount >= ARRAY_SIZE(Drives.idmap[0])) {
 200         warn_noalloc();
 201         return;
 202     }
 203     dprintf(3, "Mapping hd drive %p to %d\n", drive_g, hdcount);
 204     Drives.idmap[EXTTYPE_HD][hdcount] = drive_g;
 205     SET_BDA(hdcount, hdcount + 1);
 206
 207     // Fill "fdpt" structure.
 208     fill_fdpt(drive_g, hdcount);
 209 }
 210
 211 // Find spot to add a drive
 212 static void
 213 add_ordered_drive(struct drive_s **idmap, u8 *count, struct drive_s *drive_g)
 214 {
 215     if (*count >= ARRAY_SIZE(Drives.idmap[0])) {
 216         warn_noalloc();
 217         return;
 218     }
 219     struct drive_s **pos = &idmap[*count];
 220     *count = *count + 1;
 221     if (CONFIG_THREADS) {
 222         // Add to idmap with assured drive order.
 223         struct drive_s **end = pos;
 224         for (;;) {
 225             struct drive_s **prev = pos - 1;
 226             if (prev < idmap)
 227                 break;
 228             struct drive_s *prevdrive = *prev;
 229             if (prevdrive->type < drive_g->type
 230                 || (prevdrive->type == drive_g->type
 231                     && prevdrive->cntl_id < drive_g->cntl_id))
 232                 break;
 233             pos--;
 234         }
 235         if (pos != end)
 236             memmove(pos+1, pos, (void*)end-(void*)pos);
 237     }
 238     *pos = drive_g;
 239 }
 240
 241 // Map a cd
 242 void
 243 map_cd_drive(struct drive_s *drive_g)
 244 {
 245     dprintf(3, "Mapping cd drive %p\n", drive_g);
 246     add_ordered_drive(Drives.idmap[EXTTYPE_CD], &Drives.cdcount, drive_g);
 247 }
 248
 249 // Map a floppy
 250 void
 251 map_floppy_drive(struct drive_s *drive_g)
 252 {
 253     // fill idmap
 254     dprintf(3, "Mapping floppy drive %p\n", drive_g);
 255     add_ordered_drive(Drives.idmap[EXTTYPE_FLOPPY], &Drives.floppycount
 256                       , drive_g);
 257
 258     // Update equipment word bits for floppy
 259     if (Drives.floppycount == 1) {
 260         // 1 drive, ready for boot
 261         SETBITS_BDA(equipment_list_flags, 0x01);
 262         SET_BDA(floppy_harddisk_info, 0x07);
 263     } else if (Drives.floppycount >= 2) {
 264         // 2 drives, ready for boot
 265         SETBITS_BDA(equipment_list_flags, 0x41);
 266         SET_BDA(floppy_harddisk_info, 0x77);
 267     }
 268 }
 269
 270
 271 /****************************************************************
 272  * 16bit calling interface
 273  ****************************************************************/
 274
 275 // Execute a disk_op request.
 276 int
 277 process_op(struct disk_op_s *op)
 278 {
 279     ASSERT16();
 280     u8 type = GET_GLOBAL(op->drive_g->type);
 281     switch (type) {
 282     case DTYPE_FLOPPY:
 283         return process_floppy_op(op);
 284     case DTYPE_ATA:
 285         return process_ata_op(op);
 286     case DTYPE_ATAPI:
 287         return process_atapi_op(op);
 288     case DTYPE_RAMDISK:
 289         return process_ramdisk_op(op);
 290     case DTYPE_CDEMU:
 291         return process_cdemu_op(op);
 292     case DTYPE_USB:
 293         return process_usb_op(op);
 294     case DTYPE_VIRTIO:
 295         return process_virtio_op(op);
 296     case DTYPE_AHCI:
 297         return process_ahci_op(op);
 298     default:
 299         op->count = 0;
 300         return DISK_RET_EPARAM;
 301     }
 302 }
 303
 304 // Execute a "disk_op_s" request - this runs on a stack in the ebda.
 305 static int
 306 __send_disk_op(struct disk_op_s *op_far, u16 op_seg)
 307 {
 308     struct disk_op_s dop;
 309     memcpy_far(GET_SEG(SS), &dop
 310                , op_seg, op_far
 311                , sizeof(dop));
 312
 313     dprintf(DEBUG_HDL_13, "disk_op d=%p lba=%d buf=%p count=%d cmd=%d\n"
 314             , dop.drive_g, (u32)dop.lba, dop.buf_fl
 315             , dop.count, dop.command);
 316
 317     int status = process_op(&dop);
 318
 319     // Update count with total sectors transferred.
 320     SET_FARVAR(op_seg, op_far->count, dop.count);
 321
 322     return status;
 323 }
 324
 325 // Execute a "disk_op_s" request by jumping to a stack in the ebda.
 326 int
 327 send_disk_op(struct disk_op_s *op)
 328 {
 329     ASSERT16();
 330     if (! CONFIG_DRIVES)
 331         return -1;
 332
 333     return stack_hop((u32)op, GET_SEG(SS), __send_disk_op);
 334 }