src/cdrom.c

   1 // 16bit code to access cdrom drives.
   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 GPLv3 license.
   7
   8 #include "disk.h" // cdrom_13
   9 #include "util.h" // memset
  10 #include "ata.h" // ATA_CMD_READ_SECTORS
  11
  12 #define DEBUGF1(fmt, args...) bprintf(0, fmt , ##args)
  13 #define DEBUGF(fmt, args...)
  14
  15
  16 /****************************************************************
  17  * CDROM functions
  18  ****************************************************************/
  19
  20 // read disk drive size
  21 static void
  22 cdrom_1315(struct bregs *regs, u8 device)
  23 {
  24     disk_ret(regs, DISK_RET_EADDRNOTFOUND);
  25 }
  26
  27 // lock
  28 static void
  29 cdrom_134500(struct bregs *regs, u8 device)
  30 {
  31     u8 locks = GET_EBDA(ata.devices[device].lock);
  32     if (locks == 0xff) {
  33         regs->al = 1;
  34         disk_ret(regs, DISK_RET_ETOOMANYLOCKS);
  35         return;
  36     }
  37     SET_EBDA(ata.devices[device].lock, locks + 1);
  38     regs->al = 1;
  39     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
  40 }
  41
  42 // unlock
  43 static void
  44 cdrom_134501(struct bregs *regs, u8 device)
  45 {
  46     u8 locks = GET_EBDA(ata.devices[device].lock);
  47     if (locks == 0x00) {
  48         regs->al = 0;
  49         disk_ret(regs, DISK_RET_ENOTLOCKED);
  50         return;
  51     }
  52     locks--;
  53     SET_EBDA(ata.devices[device].lock, locks);
  54     regs->al = (locks ? 1 : 0);
  55     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
  56 }
  57
  58 // status
  59 static void
  60 cdrom_134502(struct bregs *regs, u8 device)
  61 {
  62     u8 locks = GET_EBDA(ata.devices[device].lock);
  63     regs->al = (locks ? 1 : 0);
  64     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
  65 }
  66
  67 static void
  68 cdrom_1345XX(struct bregs *regs, u8 device)
  69 {
  70     disk_ret(regs, DISK_RET_EPARAM);
  71 }
  72
  73 // IBM/MS lock/unlock drive
  74 static void
  75 cdrom_1345(struct bregs *regs, u8 device)
  76 {
  77     switch (regs->al) {
  78     case 0x00: cdrom_134500(regs, device); break;
  79     case 0x01: cdrom_134501(regs, device); break;
  80     case 0x02: cdrom_134502(regs, device); break;
  81     default:   cdrom_1345XX(regs, device); break;
  82     }
  83 }
  84
  85 // IBM/MS eject media
  86 static void
  87 cdrom_1346(struct bregs *regs, u8 device)
  88 {
  89     u8 locks = GET_EBDA(ata.devices[device].lock);
  90     if (locks != 0) {
  91         disk_ret(regs, DISK_RET_ELOCKED);
  92         return;
  93     }
  94
  95     // FIXME should handle 0x31 no media in device
  96     // FIXME should handle 0xb5 valid request failed
  97
  98     // Call removable media eject
  99     struct bregs br;
 100     memset(&br, 0, sizeof(br));
 101     br.ah = 0x52;
 102     call16_int(0x15, &br);
 103
 104     if (br.ah || br.flags & F_CF) {
 105         disk_ret(regs, DISK_RET_ELOCKED);
 106         return;
 107     }
 108     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
 109 }
 110
 111 // IBM/MS extended media change
 112 static void
 113 cdrom_1349(struct bregs *regs, u8 device)
 114 {
 115     set_fail(regs);
 116     // always send changed ??
 117     regs->ah = DISK_RET_ECHANGED;
 118 }
 119
 120 static void
 121 cdrom_ok(struct bregs *regs, u8 device)
 122 {
 123     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
 124 }
 125
 126 static void
 127 cdrom_wp(struct bregs *regs, u8 device)
 128 {
 129     disk_ret(regs, DISK_RET_EWRITEPROTECT);
 130 }
 131
 132 void
 133 cdrom_13(struct bregs *regs, u8 device)
 134 {
 135     //debug_stub(regs);
 136
 137     switch (regs->ah) {
 138     case 0x15: cdrom_1315(regs, device); break;
 139     case 0x45: cdrom_1345(regs, device); break;
 140     case 0x46: cdrom_1346(regs, device); break;
 141     case 0x49: cdrom_1349(regs, device); break;
 142
 143     // These functions are the same as for hard disks
 144     case 0x01:
 145     case 0x41:
 146     case 0x42:
 147     case 0x44:
 148     case 0x47:
 149     case 0x48:
 150     case 0x4e:
 151         disk_13(regs, device);
 152         break;
 153
 154     // all these functions return SUCCESS
 155     case 0x00: // disk controller reset
 156     case 0x09: // initialize drive parameters
 157     case 0x0c: // seek to specified cylinder
 158     case 0x0d: // alternate disk reset
 159     case 0x10: // check drive ready
 160     case 0x11: // recalibrate
 161     case 0x14: // controller internal diagnostic
 162     case 0x16: // detect disk change
 163         cdrom_ok(regs, device);
 164         break;
 165
 166     // all these functions return disk write-protected
 167     case 0x03: // write disk sectors
 168     case 0x05: // format disk track
 169     case 0x43: // IBM/MS extended write
 170         cdrom_wp(regs, device);
 171         break;
 172
 173     default:   disk_13XX(regs, device); break;
 174     }
 175 }
 176
 177
 178 /****************************************************************
 179  * CD emulation
 180  ****************************************************************/
 181
 182 // read disk sectors
 183 static void
 184 cdemu_1302(struct bregs *regs, u8 device)
 185 {
 186     emu_access(regs, device, ATA_CMD_READ_SECTORS);
 187 }
 188
 189 // verify disk sectors
 190 static void
 191 cdemu_1304(struct bregs *regs, u8 device)
 192 {
 193     emu_access(regs, device, 0);
 194 }
 195
 196 // read disk drive parameters
 197 static void
 198 cdemu_1308(struct bregs *regs, u8 device)
 199 {
 200     u16 nlc   = GET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders) - 1;
 201     u16 nlh   = GET_EBDA(cdemu.vdevice.heads) - 1;
 202     u16 nlspt = GET_EBDA(cdemu.vdevice.spt);
 203
 204     regs->al = 0x00;
 205     regs->bl = 0x00;
 206     regs->ch = nlc & 0xff;
 207     regs->cl = ((nlc >> 2) & 0xc0) | (nlspt  & 0x3f);
 208     regs->dh = nlh;
 209     // FIXME ElTorito Various. should send the real count of drives 1 or 2
 210     // FIXME ElTorito Harddisk. should send the HD count
 211     regs->dl = 0x02;
 212     u8 media = GET_EBDA(cdemu.media);
 213     if (media <= 3)
 214         regs->bl = media * 2;
 215
 216     regs->es = SEG_BIOS;
 217     regs->di = (u16)&diskette_param_table2;
 218
 219     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
 220 }
 221
 222 void
 223 cdemu_13(struct bregs *regs)
 224 {
 225     //debug_stub(regs);
 226
 227     u8 device  = GET_EBDA(cdemu.controller_index) * 2;
 228     device += GET_EBDA(cdemu.device_spec);
 229
 230     switch (regs->ah) {
 231     case 0x02: cdemu_1302(regs, device); break;
 232     case 0x04: cdemu_1304(regs, device); break;
 233     case 0x08: cdemu_1308(regs, device); break;
 234     // XXX - All other calls get passed to standard CDROM functions.
 235     default: cdrom_13(regs, device); break;
 236     }
 237 }
 238
 239 struct eltorito_s {
 240     u8 size;
 241     u8 media;
 242     u8 emulated_drive;
 243     u8 controller_index;
 244     u32 ilba;
 245     u16 device_spec;
 246     u16 buffer_segment;
 247     u16 load_segment;
 248     u16 sector_count;
 249     u8 cylinders;
 250     u8 sectors;
 251     u8 heads;
 252 };
 253
 254 #define SET_INT13ET(regs,var,val)                                      \
 255     SET_FARVAR((regs)->ds, ((struct eltorito_s*)((regs)->si+0))->var, (val))
 256
 257 // ElTorito - Terminate disk emu
 258 void
 259 cdemu_134b(struct bregs *regs)
 260 {
 261     // FIXME ElTorito Hardcoded
 262     SET_INT13ET(regs, size, 0x13);
 263     SET_INT13ET(regs, media, GET_EBDA(cdemu.media));
 264     SET_INT13ET(regs, emulated_drive, GET_EBDA(cdemu.emulated_drive));
 265     SET_INT13ET(regs, controller_index, GET_EBDA(cdemu.controller_index));
 266     SET_INT13ET(regs, ilba, GET_EBDA(cdemu.ilba));
 267     SET_INT13ET(regs, device_spec, GET_EBDA(cdemu.device_spec));
 268     SET_INT13ET(regs, buffer_segment, GET_EBDA(cdemu.buffer_segment));
 269     SET_INT13ET(regs, load_segment, GET_EBDA(cdemu.load_segment));
 270     SET_INT13ET(regs, sector_count, GET_EBDA(cdemu.sector_count));
 271     SET_INT13ET(regs, cylinders, GET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders));
 272     SET_INT13ET(regs, sectors, GET_EBDA(cdemu.vdevice.spt));
 273     SET_INT13ET(regs, heads, GET_EBDA(cdemu.vdevice.heads));
 274
 275     // If we have to terminate emulation
 276     if (regs->al == 0x00) {
 277         // FIXME ElTorito Various. Should be handled accordingly to spec
 278         SET_EBDA(cdemu.active, 0x00); // bye bye
 279     }
 280
 281     disk_ret(regs, DISK_RET_SUCCESS);
 282 }
 283
 284
 285 /****************************************************************
 286  * CD booting
 287  ****************************************************************/
 288
 289 // Request SENSE
 290 static u16
 291 atapi_get_sense(u16 device, u8 *asc, u8 *ascq)
 292 {
 293     u8 buffer[18];
 294     u8 atacmd[12];
 295     memset(atacmd, 0, sizeof(atacmd));
 296     atacmd[0] = ATA_CMD_REQUEST_SENSE;
 297     atacmd[4] = sizeof(buffer);
 298     u16 ret = ata_cmd_packet(device, atacmd, sizeof(atacmd)
 299                              , 0, sizeof(buffer)
 300                              , MAKE_32_PTR(GET_SEG(SS), (u32)buffer));
 301     if (ret != 0)
 302         return 0x0002;
 303
 304     *asc = buffer[12];
 305     *ascq = buffer[13];
 306
 307     return 0;
 308 }
 309
 310 static u16
 311 atapi_is_ready(u16 device)
 312 {
 313     if (GET_EBDA(ata.devices[device].type) != ATA_TYPE_ATAPI) {
 314         printf("not implemented for non-ATAPI device\n");
 315         return -1;
 316     }
 317
 318     DEBUGF("ata_detect_medium: begin\n");
 319     u8 packet[12];
 320     memset(packet, 0, sizeof(packet));
 321     packet[0] = 0x25; /* READ CAPACITY */
 322
 323     /* Retry READ CAPACITY 50 times unless MEDIUM NOT PRESENT
 324      * is reported by the device. If the device reports "IN PROGRESS",
 325      * 30 seconds is added. */
 326     u8 buf[8];
 327     u32 timeout = 5000;
 328     u32 time = 0;
 329     u8 in_progress = 0;
 330     for (;; time+=100) {
 331         if (time >= timeout) {
 332             DEBUGF("read capacity failed\n");
 333             return -1;
 334         }
 335         u16 ret = ata_cmd_packet(device, packet, sizeof(packet)
 336                                  , 0, sizeof(buf)
 337                                  , MAKE_32_PTR(GET_SEG(SS), (u32)buf));
 338         if (ret == 0)
 339             break;
 340
 341         u8 asc=0, ascq=0;
 342         ret = atapi_get_sense(device, &asc, &ascq);
 343         if (!ret)
 344             continue;
 345
 346         if (asc == 0x3a) { /* MEDIUM NOT PRESENT */
 347             DEBUGF("Device reports MEDIUM NOT PRESENT\n");
 348             return -1;
 349         }
 350
 351         if (asc == 0x04 && ascq == 0x01 && !in_progress) {
 352             /* IN PROGRESS OF BECOMING READY */
 353             printf("Waiting for device to detect medium... ");
 354             /* Allow 30 seconds more */
 355             timeout = 30000;
 356             in_progress = 1;
 357         }
 358     }
 359
 360     u32 block_len = (u32) buf[4] << 24
 361         | (u32) buf[5] << 16
 362         | (u32) buf[6] << 8
 363         | (u32) buf[7] << 0;
 364
 365     if (block_len != 2048 && block_len != 512) {
 366         printf("Unsupported sector size %u\n", block_len);
 367         return -1;
 368     }
 369     SET_EBDA(ata.devices[device].blksize, block_len);
 370
 371     u32 sectors = (u32) buf[0] << 24
 372         | (u32) buf[1] << 16
 373         | (u32) buf[2] << 8
 374         | (u32) buf[3] << 0;
 375
 376     DEBUGF("sectors=%u\n", sectors);
 377     if (block_len == 2048)
 378         sectors <<= 2; /* # of sectors in 512-byte "soft" sector */
 379     if (sectors != GET_EBDA(ata.devices[device].sectors))
 380         printf("%dMB medium detected\n", sectors>>(20-9));
 381     SET_EBDA(ata.devices[device].sectors, sectors);
 382     return 0;
 383 }
 384
 385 static u16
 386 atapi_is_cdrom(u8 device)
 387 {
 388     if (device >= CONFIG_MAX_ATA_DEVICES)
 389         return 0;
 390
 391     if (GET_EBDA(ata.devices[device].type) != ATA_TYPE_ATAPI)
 392         return 0;
 393
 394     if (GET_EBDA(ata.devices[device].device) != ATA_DEVICE_CDROM)
 395         return 0;
 396
 397     return 1;
 398 }
 399
 400 // Compare a string on the stack to one in the code segment.
 401 static int
 402 streq_cs(u8 *s1, char *cs_s2)
 403 {
 404     u8 *s2 = (u8*)cs_s2;
 405     for (;;) {
 406         if (*s1 != GET_VAR(CS, *s2))
 407             return 0;
 408         if (! *s1)
 409             return 1;
 410         s1++;
 411         s2++;
 412     }
 413 }
 414
 415 u16
 416 cdrom_boot()
 417 {
 418     // Find out the first cdrom
 419     u8 device;
 420     for (device=0; device<CONFIG_MAX_ATA_DEVICES; device++)
 421         if (atapi_is_cdrom(device))
 422             break;
 423
 424     u16 ret = atapi_is_ready(device);
 425     if (ret)
 426         BX_INFO("ata_is_ready returned %d\n", ret);
 427
 428     // if not found
 429     if (device >= CONFIG_MAX_ATA_DEVICES)
 430         return 2;
 431
 432     // Read the Boot Record Volume Descriptor
 433     u8 buffer[2048];
 434     ret = cdrom_read(device, 0x11, 2048
 435                      , MAKE_32_PTR(GET_SEG(SS), (u32)buffer), 0);
 436     if (ret)
 437         return 3;
 438
 439     // Validity checks
 440     if (buffer[0])
 441         return 4;
 442     if (!streq_cs(&buffer[1], "CD001\001EL TORITO SPECIFICATION"))
 443         return 5;
 444
 445     // ok, now we calculate the Boot catalog address
 446     u32 lba = *(u32*)&buffer[0x47];
 447
 448     // And we read the Boot Catalog
 449     ret = cdrom_read(device, lba, 2048
 450                      , MAKE_32_PTR(GET_SEG(SS), (u32)buffer), 0);
 451     if (ret)
 452         return 7;
 453
 454     // Validation entry
 455     if (buffer[0x00] != 0x01)
 456         return 8;   // Header
 457     if (buffer[0x01] != 0x00)
 458         return 9;   // Platform
 459     if (buffer[0x1E] != 0x55)
 460         return 10;  // key 1
 461     if (buffer[0x1F] != 0xAA)
 462         return 10;  // key 2
 463
 464     // Initial/Default Entry
 465     if (buffer[0x20] != 0x88)
 466         return 11; // Bootable
 467
 468     u8 media = buffer[0x21];
 469     SET_EBDA(cdemu.media, media);
 470
 471     SET_EBDA(cdemu.controller_index, device/2);
 472     SET_EBDA(cdemu.device_spec, device%2);
 473
 474     u16 boot_segment = *(u16*)&buffer[0x22];
 475     if (!boot_segment)
 476         boot_segment = 0x07C0;
 477     SET_EBDA(cdemu.load_segment, boot_segment);
 478     SET_EBDA(cdemu.buffer_segment, 0x0000);
 479
 480     u16 nbsectors = *(u16*)&buffer[0x26];
 481     SET_EBDA(cdemu.sector_count, nbsectors);
 482
 483     lba = *(u32*)&buffer[0x28];
 484     SET_EBDA(cdemu.ilba, lba);
 485
 486     // And we read the image in memory
 487     ret = cdrom_read(device, lba, nbsectors*512
 488                      , MAKE_32_PTR(boot_segment, 0), 0);
 489     if (ret)
 490         return 12;
 491
 492     if (media == 0) {
 493         // No emulation requested - return success.
 494
 495         // FIXME ElTorito Hardcoded. cdrom is hardcoded as device 0xE0.
 496         // Win2000 cd boot needs to know it booted from cd
 497         SET_EBDA(cdemu.emulated_drive, 0xE0);
 498
 499         return 0;
 500     }
 501
 502     // Emulation of a floppy/harddisk requested
 503     if (! CONFIG_CDROM_EMU)
 504         return 13;
 505
 506     // Set emulated drive id and increase bios installed hardware
 507     // number of devices
 508     if (media < 4) {
 509         // Floppy emulation
 510         SET_EBDA(cdemu.emulated_drive, 0x00);
 511         SETBITS_BDA(equipment_list_flags, 0x41);
 512     } else {
 513         // Harddrive emulation
 514         SET_EBDA(cdemu.emulated_drive, 0x80);
 515         SET_EBDA(ata.hdcount, GET_EBDA(ata.hdcount) + 1);
 516     }
 517
 518     // Remember the media type
 519     switch (media) {
 520     case 0x01:  // 1.2M floppy
 521         SET_EBDA(cdemu.vdevice.spt, 15);
 522         SET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders, 80);
 523         SET_EBDA(cdemu.vdevice.heads, 2);
 524         break;
 525     case 0x02:  // 1.44M floppy
 526         SET_EBDA(cdemu.vdevice.spt, 18);
 527         SET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders, 80);
 528         SET_EBDA(cdemu.vdevice.heads, 2);
 529         break;
 530     case 0x03:  // 2.88M floppy
 531         SET_EBDA(cdemu.vdevice.spt, 36);
 532         SET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders, 80);
 533         SET_EBDA(cdemu.vdevice.heads, 2);
 534         break;
 535     case 0x04: { // Harddrive
 536         u16 spt = GET_FARVAR(boot_segment,*(u8*)(446+6));
 537         u16 cyl = (spt << 2) + GET_FARVAR(boot_segment,*(u8*)(446+7)) + 1;
 538         u16 heads = GET_FARVAR(boot_segment,*(u8*)(446+5)) + 1;
 539         SET_EBDA(cdemu.vdevice.spt, spt & 0x3f);
 540         SET_EBDA(cdemu.vdevice.cylinders, cyl);
 541         SET_EBDA(cdemu.vdevice.heads, heads);
 542         break;
 543     }
 544     }
 545
 546     // everything is ok, so from now on, the emulation is active
 547     SET_EBDA(cdemu.active, 0x01);
 548     DEBUGF("cdemu media=%d\n", media);
 549
 550     return 0;
 551 }