KernelLand/Modules/Storage/ATA/main.c

   1 /*
   2  * Acess2 IDE Harddisk Driver
   3  * - main.c
   4  */
   5 #define DEBUG   0
   6 #define VERSION 0x0032
   7 #include <acess.h>
   8 #include <modules.h>
   9 #include <vfs.h>
  10 #include <fs_devfs.h>
  11 #include <api_drv_common.h>
  12 #include <api_drv_disk.h>
  13 #include "common.h"
  14
  15 // === MACROS ===
  16 #define IO_DELAY()      do{inb(0x80); inb(0x80); inb(0x80); inb(0x80);}while(0)
  17
  18 // === PROTOTYPES ===
  19  int    ATA_Install(char **Arguments);
  20 void    ATA_SetupPartitions(void);
  21 void    ATA_SetupVFS(void);
  22  int    ATA_ScanDisk(int Disk);
  23 void    ATA_ParseGPT(int Disk);
  24 void    ATA_int_MakePartition(tATA_Partition *Part, int Disk, int Num, Uint64 Start, Uint64 Length);
  25 Uint16  ATA_GetBasePort(int Disk);
  26 // Filesystem Interface
  27 char    *ATA_ReadDir(tVFS_Node *Node, int Pos);
  28 tVFS_Node       *ATA_FindDir(tVFS_Node *Node, const char *Name);
  29 size_t  ATA_ReadFS(tVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, void *Buffer);
  30 size_t  ATA_WriteFS(tVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, const void *Buffer);
  31  int    ATA_IOCtl(tVFS_Node *Node, int Id, void *Data);
  32 // Read/Write Interface/Quantiser
  33 Uint    ATA_ReadRaw(Uint64 Address, Uint Count, void *Buffer, Uint Disk);
  34 Uint    ATA_WriteRaw(Uint64 Address, Uint Count, const void *Buffer, Uint Disk);
  35
  36 // === GLOBALS ===
  37 MODULE_DEFINE(0, VERSION, i386ATA, ATA_Install, NULL, "PCI", NULL);
  38 tVFS_NodeType   gATA_RootNodeType = {
  39         .TypeName = "ATA Root Node",
  40         .ReadDir = ATA_ReadDir,
  41         .FindDir = ATA_FindDir
  42         };
  43 tVFS_NodeType   gATA_DiskNodeType = {
  44         .TypeName = "ATA Volume",
  45         .Read = ATA_ReadFS,
  46         .Write = ATA_WriteFS,
  47         .IOCtl = ATA_IOCtl
  48         };
  49 tDevFS_Driver   gATA_DriverInfo = {
  50         NULL, "ata",
  51         {
  52                 .NumACLs = 1,
  53                 .Size = -1,
  54                 .Flags = VFS_FFLAG_DIRECTORY,
  55                 .ACLs = &gVFS_ACL_EveryoneRX,
  56                 .Type = &gATA_RootNodeType
  57         }
  58 };
  59 tATA_Disk       gATA_Disks[MAX_ATA_DISKS];
  60  int    giATA_NumNodes;
  61 tVFS_Node       **gATA_Nodes;
  62
  63 // === CODE ===
  64 /**
  65  * \brief Initialise the ATA driver
  66  */
  67 int ATA_Install(char **Arguments)
  68 {
  69         int     ret;
  70
  71         ret = ATA_SetupIO();
  72         if(ret) return ret;
  73
  74         ATA_SetupPartitions();
  75
  76         ATA_SetupVFS();
  77
  78         if( DevFS_AddDevice( &gATA_DriverInfo ) == 0 )
  79                 return MODULE_ERR_MISC;
  80
  81         return MODULE_ERR_OK;
  82 }
  83
  84 /**
  85  * \brief Scan all disks, looking for partitions
  86  */
  87 void ATA_SetupPartitions(void)
  88 {
  89          int    i;
  90         for( i = 0; i < MAX_ATA_DISKS; i ++ )
  91         {
  92                 if( !ATA_ScanDisk(i) ) {
  93                         gATA_Disks[i].Name[0] = '\0';   // Mark as unused
  94                         continue;
  95                 }
  96         }
  97 }
  98
  99 /**
 100  * \brief Sets up the ATA drivers VFS information and registers with DevFS
 101  */
 102 void ATA_SetupVFS(void)
 103 {
 104          int    i, j, k;
 105
 106         // Count number of nodes needed
 107         giATA_NumNodes = 0;
 108         for( i = 0; i < MAX_ATA_DISKS; i++ )
 109         {
 110                 if(gATA_Disks[i].Name[0] == '\0')       continue;       // Ignore
 111                 giATA_NumNodes ++;
 112                 giATA_NumNodes += gATA_Disks[i].NumPartitions;
 113         }
 114
 115         // Allocate Node space
 116         gATA_Nodes = malloc( giATA_NumNodes * sizeof(void*) );
 117
 118         // Set nodes
 119         k = 0;
 120         for( i = 0; i < MAX_ATA_DISKS; i++ )
 121         {
 122                 if(gATA_Disks[i].Name[0] == '\0')       continue;       // Ignore
 123                 gATA_Nodes[ k++ ] = &gATA_Disks[i].Node;
 124                 for( j = 0; j < gATA_Disks[i].NumPartitions; j ++ )
 125                         gATA_Nodes[ k++ ] = &gATA_Disks[i].Partitions[j].Node;
 126         }
 127
 128         gATA_DriverInfo.RootNode.Size = giATA_NumNodes;
 129 }
 130
 131 /**
 132  * \brief Scan a disk, getting the size and any paritions
 133  * \param Disk  Disk ID to scan
 134  */
 135 int ATA_ScanDisk(int Disk)
 136 {
 137         tVFS_Node       *node;
 138         tMBR    mbr;
 139
 140         ENTER("iDisk", Disk);
 141
 142         // Get the disk size
 143         gATA_Disks[ Disk ].Sectors = ATA_GetDiskSize(Disk);
 144         if(gATA_Disks[ Disk ].Sectors == 0)
 145         {
 146                 LEAVE('i', 0);
 147                 return 0;
 148         }
 149
 150         LOG("gATA_Disks[ %i ].Sectors = 0x%x", Disk, gATA_Disks[ Disk ].Sectors);
 151
 152         // Create Name
 153         gATA_Disks[ Disk ].Name[0] = 'A'+Disk;
 154         gATA_Disks[ Disk ].Name[1] = '\0';
 155
 156         #if 1
 157         {
 158                 Uint64  val = gATA_Disks[ Disk ].Sectors / 2;
 159                 char    *units = "KiB";
 160                 if( val > 4*1024 ) {
 161                         val /= 1024;
 162                         units = "MiB";
 163                 }
 164                 else if( val > 4*1024 ) {
 165                         val /= 1024;
 166                         units = "GiB";
 167                 }
 168                 else if( val > 4*1024 ) {
 169                         val /= 1024;
 170                         units = "TiB";
 171                 }
 172                 Log_Notice("ATA", "Disk %s: 0x%llx Sectors (%lli %s)",
 173                         gATA_Disks[ Disk ].Name, gATA_Disks[ Disk ].Sectors, val, units);
 174         }
 175         #endif
 176
 177         // Get pointer to vfs node and populate it
 178         node = &gATA_Disks[ Disk ].Node;
 179         node->Size = gATA_Disks[Disk].Sectors * SECTOR_SIZE;
 180         node->NumACLs = 0;      // Means Superuser only can access it
 181         node->Inode = (Disk << 8) | 0xFF;
 182         node->ImplPtr = gATA_Disks[ Disk ].Name;
 183
 184         node->ATime = node->MTime = node->CTime = now();
 185
 186         node->Type = &gATA_DiskNodeType;
 187
 188         // --- Scan Partitions ---
 189         LOG("Reading MBR");
 190         // Read Boot Sector
 191         if( ATA_ReadDMA( Disk, 0, 1, &mbr ) != 0 ) {
 192                 Log_Warning("ATA", "Error in reading MBR on %i", Disk);
 193                 LEAVE('i', 0);
 194                 return 0;
 195         }
 196
 197         // Check for a GPT table
 198         if(mbr.Parts[0].SystemID == 0xEE)
 199                 ATA_ParseGPT(Disk);
 200         else    // No? Just parse the MBR
 201                 ATA_ParseMBR(Disk, &mbr);
 202
 203         #if DEBUG >= 2
 204         ATA_ReadDMA( Disk, 1, 1, &mbr );
 205         Debug_HexDump("ATA_ScanDisk", &mbr, 512);
 206         #endif
 207
 208         LEAVE('i', 1);
 209         return 1;
 210 }
 211
 212 /**
 213  * \fn void ATA_int_MakePartition(tATA_Partition *Part, int Disk, int Num, Uint64 Start, Uint64 Length)
 214  * \brief Fills a parition's information structure
 215  */
 216 void ATA_int_MakePartition(tATA_Partition *Part, int Disk, int Num, Uint64 Start, Uint64 Length)
 217 {
 218         ENTER("pPart iDisk iNum XStart XLength", Part, Disk, Num, Start, Length);
 219         Part->Start = Start;
 220         Part->Length = Length;
 221         Part->Name[0] = 'A'+Disk;
 222         if(Num >= 10) {
 223                 Part->Name[1] = '1'+Num/10;
 224                 Part->Name[2] = '1'+Num%10;
 225                 Part->Name[3] = '\0';
 226         } else {
 227                 Part->Name[1] = '1'+Num;
 228                 Part->Name[2] = '\0';
 229         }
 230         Part->Node.NumACLs = 0; // Only root can read/write raw block devices
 231         Part->Node.Inode = (Disk << 8) | Num;
 232         Part->Node.ImplPtr = Part->Name;
 233
 234         Part->Node.Type = &gATA_DiskNodeType;
 235         Log_Notice("ATA", "Partition %s at 0x%llx+0x%llx", Part->Name, Part->Start, Part->Length);
 236         LOG("Made '%s' (&Node=%p)", Part->Name, &Part->Node);
 237         LEAVE('-');
 238 }
 239
 240 /**
 241  * \fn void ATA_ParseGPT(int Disk)
 242  * \brief Parses the GUID Partition Table
 243  */
 244 void ATA_ParseGPT(int Disk)
 245 {
 246         ///\todo Support GPT Disks
 247         Warning("GPT Disks are currently unsupported (Disk %i)", Disk);
 248 }
 249
 250 /**
 251  * \fn char *ATA_ReadDir(tVFS_Node *Node, int Pos)
 252  */
 253 char *ATA_ReadDir(tVFS_Node *UNUSED(Node), int Pos)
 254 {
 255         if(Pos >= giATA_NumNodes || Pos < 0)    return NULL;
 256         return strdup( gATA_Nodes[Pos]->ImplPtr );
 257 }
 258
 259 /**
 260  * \fn tVFS_Node *ATA_FindDir(tVFS_Node *Node, const char *Name)
 261  */
 262 tVFS_Node *ATA_FindDir(tVFS_Node *UNUSED(Node), const char *Name)
 263 {
 264          int    part;
 265         tATA_Disk       *disk;
 266
 267         // Check first character
 268         if(Name[0] < 'A' || Name[0] > 'A'+MAX_ATA_DISKS)
 269                 return NULL;
 270         disk = &gATA_Disks[Name[0]-'A'];
 271         // Raw Disk
 272         if(Name[1] == '\0') {
 273                 if( disk->Sectors == 0 && disk->Name[0] == '\0')
 274                         return NULL;
 275                 return &disk->Node;
 276         }
 277
 278         // Partitions
 279         if(Name[1] < '0' || '9' < Name[1])      return NULL;
 280         if(Name[2] == '\0') {   // <= 9
 281                 part = Name[1] - '0';
 282                 part --;
 283                 return &disk->Partitions[part].Node;
 284         }
 285         // > 9
 286         if('0' > Name[2] || '9' < Name[2])      return NULL;
 287         if(Name[3] != '\0')     return NULL;
 288
 289         part = (Name[1] - '0') * 10;
 290         part += Name[2] - '0';
 291         part --;
 292         return &disk->Partitions[part].Node;
 293
 294 }
 295
 296 /**
 297  * \brief Read handler for VFS interface
 298  */
 299 size_t ATA_ReadFS(tVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, void *Buffer)
 300 {
 301          int    disk = Node->Inode >> 8;
 302          int    part = Node->Inode & 0xFF;
 303
 304         ENTER("pNode XOffset XLength pBuffer", Node, Offset, Length, Buffer);
 305
 306         // Raw Disk Access
 307         if(part == 0xFF)
 308         {
 309                 if( Offset >= gATA_Disks[disk].Sectors * SECTOR_SIZE ) {
 310                         LEAVE('i', 0);
 311                         return 0;
 312                 }
 313                 if( Offset + Length > gATA_Disks[disk].Sectors*SECTOR_SIZE )
 314                         Length = gATA_Disks[disk].Sectors*SECTOR_SIZE - Offset;
 315         }
 316         // Partition
 317         else
 318         {
 319                 if( Offset >= gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE ) {
 320                         LEAVE('i', 0);
 321                         return 0;
 322                 }
 323                 if( Offset + Length > gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE )
 324                         Length = gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE - Offset;
 325                 Offset += gATA_Disks[disk].Partitions[part].Start * SECTOR_SIZE;
 326         }
 327
 328         {
 329                 int ret = DrvUtil_ReadBlock(Offset, Length, Buffer, ATA_ReadRaw, SECTOR_SIZE, disk);
 330                 //Log("ATA_ReadFS: disk=%i, Offset=%lli, Length=%lli", disk, Offset, Length);
 331                 //Debug_HexDump("ATA_ReadFS", Buffer, Length);
 332                 LEAVE('i', ret);
 333                 return ret;
 334         }
 335 }
 336
 337 /**
 338  * \brief Write handler for VFS interface
 339  */
 340 size_t ATA_WriteFS(tVFS_Node *Node, off_t Offset, size_t Length, const void *Buffer)
 341 {
 342          int    disk = Node->Inode >> 8;
 343          int    part = Node->Inode & 0xFF;
 344
 345         // Raw Disk Access
 346         if(part == 0xFF)
 347         {
 348                 if( Offset >= gATA_Disks[disk].Sectors * SECTOR_SIZE )
 349                         return 0;
 350                 if( Offset + Length > gATA_Disks[disk].Sectors*SECTOR_SIZE )
 351                         Length = gATA_Disks[disk].Sectors*SECTOR_SIZE - Offset;
 352         }
 353         // Partition
 354         else
 355         {
 356                 if( Offset >= gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE )
 357                         return 0;
 358                 if( Offset + Length > gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE )
 359                         Length = gATA_Disks[disk].Partitions[part].Length * SECTOR_SIZE - Offset;
 360                 Offset += gATA_Disks[disk].Partitions[part].Start * SECTOR_SIZE;
 361         }
 362
 363         Log("ATA_WriteFS: (Node=%p, Offset=0x%llx, Length=0x%llx, Buffer=%p)", Node, Offset, Length, Buffer);
 364         Debug_HexDump("ATA_WriteFS", Buffer, Length);
 365         return DrvUtil_WriteBlock(Offset, Length, Buffer, ATA_ReadRaw, ATA_WriteRaw, SECTOR_SIZE, disk);
 366 }
 367
 368 const char      *csaATA_IOCtls[] = {DRV_IOCTLNAMES, DRV_DISK_IOCTLNAMES, NULL};
 369 /**
 370  * \fn int ATA_IOCtl(tVFS_Node *Node, int Id, void *Data)
 371  * \brief IO Control Funtion
 372  */
 373 int ATA_IOCtl(tVFS_Node *UNUSED(Node), int Id, void *Data)
 374 {
 375         switch(Id)
 376         {
 377         BASE_IOCTLS(DRV_TYPE_DISK, "i386ATA", VERSION, csaATA_IOCtls);
 378
 379         case DISK_IOCTL_GETBLOCKSIZE:
 380                 return 512;
 381
 382         default:
 383                 return 0;
 384         }
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 // --- Disk Access ---
 389 /**
 390  * \fn Uint ATA_ReadRaw(Uint64 Address, Uint Count, void *Buffer, Uint Disk)
 391  */
 392 Uint ATA_ReadRaw(Uint64 Address, Uint Count, void *Buffer, Uint Disk)
 393 {
 394          int    ret;
 395         Uint    offset;
 396         Uint    done = 0;
 397
 398         // Pass straight on to ATA_ReadDMAPage if we can
 399         if(Count <= MAX_DMA_SECTORS)
 400         {
 401                 ret = ATA_ReadDMA(Disk, Address, Count, Buffer);
 402                 if(ret == 0)    return 0;
 403                 return Count;
 404         }
 405
 406         // Else we will have to break up the transfer
 407         offset = 0;
 408         while(Count > MAX_DMA_SECTORS)
 409         {
 410                 ret = ATA_ReadDMA(Disk, Address+offset, MAX_DMA_SECTORS, Buffer+offset);
 411                 // Check for errors
 412                 if(ret != 1)    return done;
 413                 // Change Position
 414                 done += MAX_DMA_SECTORS;
 415                 Count -= MAX_DMA_SECTORS;
 416                 offset += MAX_DMA_SECTORS*SECTOR_SIZE;
 417         }
 418
 419         ret = ATA_ReadDMA(Disk, Address+offset, Count, Buffer+offset);
 420         if(ret != 1)    return 0;
 421         return done+Count;
 422 }
 423
 424 /**
 425  * \fn Uint ATA_WriteRaw(Uint64 Address, Uint Count, const void *Buffer, Uint Disk)
 426  */
 427 Uint ATA_WriteRaw(Uint64 Address, Uint Count, const void *Buffer, Uint Disk)
 428 {
 429          int    ret;
 430         Uint    offset;
 431         Uint    done = 0;
 432
 433         // Pass straight on to ATA_WriteDMA, if we can
 434         if(Count <= MAX_DMA_SECTORS)
 435         {
 436                 ret = ATA_WriteDMA(Disk, Address, Count, Buffer);
 437                 if(ret == 0)    return 0;
 438                 return Count;
 439         }
 440
 441         // Else we will have to break up the transfer
 442         offset = 0;
 443         while(Count > MAX_DMA_SECTORS)
 444         {
 445                 ret = ATA_WriteDMA(Disk, Address+offset, MAX_DMA_SECTORS, Buffer+offset);
 446                 // Check for errors
 447                 if(ret != 1)    return done;
 448                 // Change Position
 449                 done += MAX_DMA_SECTORS;
 450                 Count -= MAX_DMA_SECTORS;
 451                 offset += MAX_DMA_SECTORS*SECTOR_SIZE;
 452         }
 453
 454         ret = ATA_WriteDMA(Disk, Address+offset, Count, Buffer+offset);
 455         if(ret != 1)    return 0;
 456         return done+Count;
 457 }