palacios/src/devices/atapi.h

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  12  * All rights reserved.
  13  *
  14  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  15  *
  16  * This is free software.  You are permitted to use,
  17  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  18  */
  19
  20 #define ATAPI_PACKET_SIZE 12
  21
  22 #include "atapi-types.h"
  23
  24
  25 /* ATAPI sucks...
  26  * The OS will write to the cylinder register the number of bytes it wants to read
  27  * however the device can change that value
  28  *
  29  */
  30 static int atapi_update_req_len(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel, uint_t xfer_len) {
  31     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
  32
  33     //   PrintDebug("Updating request length (pre=%d)\n", drive->req_len);
  34
  35     if (drive->req_len == 0) {
  36         PrintError("ATAPI Error: request of length 0\n");
  37         return -1;
  38     }
  39
  40
  41     channel->status.busy = 0;
  42     channel->status.data_req = 1;
  43     channel->status.error = 0;
  44
  45     drive->irq_flags.io_dir = 1;
  46     drive->irq_flags.c_d = 0;
  47
  48     // make count even
  49     if (drive->req_len % 2) {
  50         drive->req_len -= 1;
  51     }
  52
  53     // if the device can't return as much as the OS requested
  54     if (drive->req_len > xfer_len) {
  55         drive->req_len = xfer_len;
  56     }
  57
  58     //    PrintDebug("Updating request length (post=%d)\n", drive->req_len);
  59
  60     return 0;
  61 }
  62
  63
  64
  65 // This is for simple commands that don't need to sanity check the req_len
  66 static void atapi_setup_cmd_resp(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel, uint_t xfer_len) {
  67     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
  68
  69     drive->transfer_length = xfer_len;
  70     drive->transfer_index = 0;
  71     drive->req_len = drive->transfer_length;
  72
  73     drive->irq_flags.io_dir = 1;
  74     drive->irq_flags.c_d = 0;
  75
  76     channel->status.busy = 0;
  77     channel->status.data_req = 1;
  78     channel->status.error = 0;
  79
  80     ide_raise_irq(dev, channel);
  81 }
  82
  83 static void atapi_cmd_error(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel,
  84                      atapi_sense_key_t  sense_key, atapi_add_sense_code_t asc) {
  85     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
  86
  87     // overload error register with ATAPI value
  88     channel->error_reg.val = sense_key << 4;
  89
  90     channel->status.busy = 0;
  91     channel->status.ready = 1;
  92     channel->status.write_fault = 0;
  93     channel->status.data_req = 0;
  94     channel->status.error = 1;
  95
  96     drive->cd_state.sense.header = 0xf0;
  97     drive->cd_state.sense.rsvd1 = 0x00;
  98     drive->cd_state.sense.read_len = 0x0a;
  99     drive->cd_state.sense.sense_key = sense_key;
 100     drive->cd_state.sense.asc = asc;
 101
 102
 103     drive->irq_flags.io_dir = 1;
 104     drive->irq_flags.c_d = 1;
 105     drive->irq_flags.rel = 0;
 106
 107     ide_raise_irq(dev, channel);
 108 }
 109
 110
 111 static void atapi_cmd_nop(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 112     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 113
 114     channel->status.busy = 0;
 115     channel->status.ready = 1;
 116     channel->status.data_req = 0;
 117     channel->status.error = 0;
 118
 119     drive->irq_flags.io_dir = 1;
 120     drive->irq_flags.c_d = 1;
 121     drive->irq_flags.rel = 0;
 122
 123     ide_raise_irq(dev, channel);
 124 }
 125
 126
 127
 128 static int atapi_read_chunk(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 129     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 130
 131     int ret = drive->cd_ops->read(drive->data_buf, 1, drive->current_lba, drive->private_data);
 132
 133     if (ret == -1) {
 134         PrintError("IDE: Error reading CD block (LBA=%p)\n", (void *)(addr_t)(drive->current_lba));
 135         return -1;
 136     }
 137
 138     return 0;
 139 }
 140
 141
 142 static int atapi_update_data_buf(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 143     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 144
 145     switch (drive->cd_state.atapi_cmd) {
 146         case 0x28: // read(10)
 147         case 0xa8: // read(12)
 148
 149             // Update lba address to point to next block
 150             drive->current_lba++;
 151
 152             // read the next block
 153             return atapi_read_chunk(dev, channel);
 154
 155         default:
 156             PrintError("Unhandled ATAPI command in update buffer %x\n", drive->cd_state.atapi_cmd);
 157             return -1;
 158     }
 159
 160     return 0;
 161 }
 162
 163 static int atapi_read10(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 164     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 165     struct atapi_read10_cmd * cmd = (struct atapi_read10_cmd *)(drive->data_buf);
 166     uint32_t lba =  be_to_le_32(cmd->lba);
 167     uint16_t xfer_len = be_to_le_16(cmd->xfer_len);
 168
 169     PrintDebug("READ10: XferLen=%d\n", xfer_len);
 170
 171     /* Check if cd is ready
 172      * if not: atapi_cmd_error(... ATAPI_SEN_NOT_RDY, ASC_MEDIA_NOT_PRESENT)
 173      */
 174
 175     if (xfer_len == 0) {
 176         atapi_cmd_nop(dev, channel);
 177         return 0;
 178     }
 179
 180     if (lba + xfer_len > drive->cd_ops->get_capacity(drive->private_data)) {
 181         PrintError("IDE: xfer len exceeded capacity (lba=%d) (xfer_len=%d) (ReadEnd=%d) (capacity=%d)\n",
 182                    lba, xfer_len, lba + xfer_len,
 183                    drive->cd_ops->get_capacity(drive->private_data));
 184         atapi_cmd_error(dev, channel, ATAPI_SEN_ILL_REQ, ASC_LOG_BLK_OOR);
 185         ide_raise_irq(dev, channel);
 186         return 0;
 187     }
 188
 189     //    PrintDebug("Reading %d blocks from LBA 0x%x\n", xfer_len, lba);
 190
 191     drive->current_lba = lba;
 192
 193     // Update the request length value in the cylinder registers
 194
 195     if (atapi_read_chunk(dev, channel) == -1) {
 196         PrintError("IDE: Could not read initial chunk from CD\n");
 197         return -1;
 198     }
 199
 200     drive->transfer_length = xfer_len * ATAPI_BLOCK_SIZE;
 201     drive->transfer_index = 0;
 202
 203     // Length of ATAPI buffer sits in cylinder registers
 204     // This is weird... The host sets this value to say what it would like to transfer,
 205     // if it is larger than the correct size, the device shrinks it to the correct size
 206     if (atapi_update_req_len(dev, channel, ATAPI_BLOCK_SIZE) == -1) {
 207         PrintError("Could not update initial request length\n");
 208         return -1;
 209     }
 210
 211     ide_raise_irq(dev, channel);
 212
 213     return 0;
 214 }
 215
 216
 217
 218 static void atapi_req_sense(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 219     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 220
 221     memcpy(drive->data_buf, drive->cd_state.sense.buf, sizeof(drive->cd_state.sense.buf));
 222
 223     atapi_setup_cmd_resp(dev, channel, 18);
 224 }
 225
 226
 227
 228 static int atapi_get_capacity(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 229     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 230     struct atapi_rd_capacity_resp * resp = (struct atapi_rd_capacity_resp *)(drive->data_buf);
 231     uint32_t capacity = drive->cd_ops->get_capacity(drive->private_data);
 232
 233     resp->lba = le_to_be_32(capacity);
 234     resp->block_len = le_to_be_32(ATAPI_BLOCK_SIZE);
 235
 236     atapi_setup_cmd_resp(dev, channel, sizeof(struct atapi_rd_capacity_resp));
 237
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static int atapi_get_config(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 242     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 243     struct atapi_config_cmd * cmd = (struct atapi_config_cmd *)(drive->data_buf);
 244     uint16_t alloc_len = be_to_le_16(cmd->alloc_len);
 245     struct atapi_config_resp * resp = (struct atapi_config_resp *)(drive->data_buf);
 246     int xfer_len = 8;
 247
 248     memset(resp, 0, sizeof(struct atapi_config_resp));
 249
 250     resp->data_len = le_to_be_32(xfer_len - 4);
 251
 252     if (alloc_len < xfer_len) {
 253         xfer_len = alloc_len;
 254     }
 255
 256     atapi_setup_cmd_resp(dev, channel, xfer_len);
 257
 258     return 0;
 259 }
 260
 261
 262 static int atapi_read_toc(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 263     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 264     struct atapi_rd_toc_cmd * cmd = (struct atapi_rd_toc_cmd *)(drive->data_buf);
 265     uint16_t alloc_len = be_to_le_16(cmd->alloc_len);
 266     struct atapi_rd_toc_resp * resp = (struct atapi_rd_toc_resp *)(drive->data_buf);
 267
 268     int xfer_len = 12;
 269
 270     memset(resp, 0, sizeof(struct atapi_rd_toc_resp));
 271
 272     resp->data_len = le_to_be_16(10);
 273     resp->first_track_num = 1;
 274     resp->last_track_num = 1;
 275
 276     // we don't handle multi session
 277     // we'll just treat it the same as single session
 278     if ((cmd->format == 0) || (cmd->format == 1)) {
 279         memset(&(resp->track_descs[0]), 0, 8);
 280
 281         if (alloc_len < xfer_len) {
 282             xfer_len = alloc_len;
 283         }
 284
 285         atapi_setup_cmd_resp(dev, channel, xfer_len);
 286     } else {
 287         PrintError("Unhandled Format (%d)\n", cmd->format);
 288         return -1;
 289     }
 290
 291     return 0;
 292 }
 293
 294
 295 static int atapi_mode_sense_cur_values(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel,
 296                                        struct atapi_mode_sense_cmd * sense_cmd) {
 297     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 298     struct atapi_mode_sense_hdr * hdr = (struct atapi_mode_sense_hdr *)(drive->data_buf);
 299     uint_t resp_len = sizeof(struct atapi_mode_sense_hdr);
 300     uint16_t alloc_len = be_to_le_16(sense_cmd->alloc_len);
 301     PrintDebug("Page Code: %x\n", sense_cmd->page_code);
 302     PrintDebug("Alloc len: %d\n", alloc_len);
 303
 304     switch (sense_cmd->page_code) {
 305
 306         case 0x01: {    // error recovery
 307             struct atapi_error_recovery * err = NULL;
 308             err = (struct atapi_error_recovery *)(drive->data_buf +
 309                                                   sizeof(struct atapi_mode_sense_hdr));
 310
 311             memcpy(err, &(drive->cd_state.err_recovery), sizeof(struct atapi_error_recovery));
 312
 313             resp_len += sizeof(struct atapi_error_recovery);
 314
 315             hdr->mode_data_len = le_to_be_16(resp_len - 2);
 316
 317             break;
 318         }
 319         case 0x2a: { // CDROM caps and mech. status
 320             struct atapi_cdrom_caps * caps = NULL;
 321             caps = (struct atapi_cdrom_caps *)(drive->data_buf + sizeof(struct atapi_mode_sense_hdr));
 322
 323
 324             memset(caps, 0, sizeof(struct atapi_cdrom_caps));
 325
 326             resp_len += sizeof(struct atapi_cdrom_caps);
 327
 328             hdr->mode_data_len = le_to_be_16(resp_len - 2);
 329
 330             caps->page_code = 0x2a;
 331             caps->page_len = 0x12;
 332             caps->mode2_form1 = 1;
 333             caps->mode2_form2 = 1;
 334             caps->multisession = 1;
 335             caps->isrc = 1;
 336             caps->upc = 1;
 337
 338             /* JRL TODO: These are dynamic caps */
 339             caps->lock = 1;
 340             caps->lock_state = 0;
 341             caps->eject = 1;
 342
 343             caps->lmt = 1;
 344             caps->obsolete1 = le_to_be_16(0x2c2);
 345             caps->num_vols_supp = le_to_be_16(2);
 346
 347             caps->lun_buf_size = le_to_be_16(512);
 348             caps->obsolete2 = le_to_be_16(0x2c2);
 349
 350             break;
 351         }
 352         case 0x0d:
 353         case 0x0e:
 354         case 0x3f:
 355         default:
 356             PrintError("ATAPI: Mode sense Page Code not supported (%x)\n", sense_cmd->page_code);
 357             atapi_cmd_error(dev, channel, ATAPI_SEN_ILL_REQ, ASC_INV_CMD_FIELD);
 358             ide_raise_irq(dev, channel);
 359             return 0;
 360     }
 361
 362
 363     // We do this after error checking, because its only valid if everything worked
 364     memset(hdr, 0, sizeof(struct atapi_mode_sense_hdr));
 365     hdr->media_type_code = 0x70;
 366
 367     PrintDebug("resp_len=%d\n", resp_len);
 368
 369     drive->transfer_length = (resp_len > alloc_len) ? alloc_len : resp_len;
 370     drive->transfer_index = 0;
 371     atapi_update_req_len(dev, channel, drive->transfer_length);
 372
 373     ide_raise_irq(dev, channel);
 374
 375     return 0;
 376 }
 377
 378
 379 static int atapi_mode_sense(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 380     struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 381     struct atapi_mode_sense_cmd * sense_cmd = (struct atapi_mode_sense_cmd *)(drive->data_buf);
 382
 383     switch (sense_cmd->page_ctrl) {
 384         case 0x00: // Current values
 385             return atapi_mode_sense_cur_values(dev, channel, sense_cmd);
 386         case 0x01: // Changeable values
 387         case 0x02: // default values
 388         case 0x03: // saved values
 389         default:
 390             PrintError("ATAPI: Mode sense mode not supported (%x)\n", sense_cmd->page_ctrl);
 391             return -1;
 392     }
 393     return 0;
 394 }
 395
 396
 397 static int atapi_handle_packet(struct vm_device * dev, struct ide_channel * channel) {
 398    struct ide_drive * drive = get_selected_drive(channel);
 399    uint8_t cmd = drive->data_buf[0];
 400
 401    PrintDebug("IDE: ATAPI Command %x\n", cmd);
 402
 403    drive->cd_state.atapi_cmd = cmd;
 404
 405    switch (cmd) {
 406        case 0x00: // test unit ready
 407            atapi_cmd_nop(dev, channel);
 408
 409            /* if drive not ready:
 410               atapi_cmd_error(... ATAPI_SEN_NOT_RDY, ASC_MEDIA_NOT_PRESENT)
 411            */
 412            break;
 413        case 0x03: // request sense
 414            atapi_req_sense(dev, channel);
 415            break;
 416
 417        case 0x28: // read(10)
 418            if (atapi_read10(dev, channel) == -1) {
 419                PrintError("IDE: Error in ATAPI read (%x)\n", cmd);
 420                return -1;
 421            }
 422            break;
 423
 424        case 0x5a: // mode sense
 425            if (atapi_mode_sense(dev, channel) == -1) {
 426                PrintError("IDE: Error in ATAPI mode sense (%x)\n", cmd);
 427                return -1;
 428            }
 429            break;
 430
 431
 432        case 0x25: // read cdrom capacity
 433            if (atapi_get_capacity(dev, channel) == -1) {
 434                PrintError("IDE: Error getting CDROM capacity (%x)\n", cmd);
 435                return -1;
 436            }
 437            break;
 438
 439
 440        case 0x43: // read TOC
 441            if (atapi_read_toc(dev, channel) == -1) {
 442                PrintError("IDE: Error getting CDROM TOC (%x)\n", cmd);
 443                return -1;
 444            }
 445            break;
 446
 447        case 0x46: // get configuration
 448            if (atapi_get_config(dev, channel) == -1) {
 449                PrintError("IDE: Error getting CDROM Configuration (%x)\n", cmd);
 450                return -1;
 451            }
 452            break;
 453
 454        case 0x51: // read disk info
 455            // no-op to keep the Linux CD-ROM driver happy
 456            PrintDebug("Error: Read disk info no-op to keep the Linux CD-ROM driver happy\n");
 457            atapi_cmd_error(dev, channel, ATAPI_SEN_ILL_REQ, ASC_INV_CMD_FIELD);
 458            ide_raise_irq(dev, channel);
 459            break;
 460
 461
 462
 463        case 0xa8: // read(12)
 464
 465
 466        case 0x1b: // start/stop drive
 467        case 0xbd: // mechanism status
 468        case 0x12: // inquiry
 469
 470        case 0xbe: // read cd
 471
 472
 473
 474        case 0x2b: // seek
 475        case 0x1e: // lock door
 476        case 0x42: // read sub-channel
 477
 478
 479
 480        case 0x55: // mode select
 481        case 0xa6: // load/unload cd
 482        case 0x4b: // pause/resume
 483        case 0x45: // play audio
 484        case 0x47: // play audio msf
 485        case 0xbc: // play cd
 486        case 0xb9: // read cd msf
 487        case 0x44: // read header
 488        case 0xba: // scan
 489        case 0xbb: // set cd speed
 490        case 0x4e: // stop play/scan
 491
 492        case 0x4a: // ???
 493        default:
 494            PrintError("Unhandled ATAPI command %x\n", cmd);
 495            atapi_cmd_error(dev, channel, ATAPI_SEN_ILL_REQ, ASC_INV_CMD_FIELD);
 496            ide_raise_irq(dev, channel);
 497            return -1;
 498    }
 499
 500    return 0;
 501 }
 502
 503
 504 static void atapi_identify_device(struct ide_drive * drive) {
 505     struct ide_drive_id * drive_id = (struct ide_drive_id *)(drive->data_buf);
 506     const char* serial_number = " VT00001\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0";
 507     const char* firmware = "ALPHA1  ";
 508
 509     drive->transfer_length = 512;
 510     drive->transfer_index = 0;
 511
 512
 513     memset(drive_id->buf, 0, sizeof(drive_id->buf));
 514
 515     drive_id->fixed_drive = 1;
 516     drive_id->removable_media = 1;
 517
 518     // Black magic...
 519     drive_id->disk_speed1 = 1;
 520     drive_id->disk_speed3 = 1;
 521
 522     drive_id->cdrom_flag = 1;
 523
 524     // These buffers do not contain a terminating "\0"
 525     memcpy(drive_id->serial_num, serial_number, strlen(serial_number));
 526     memcpy(drive_id->firmware_rev, firmware, strlen(firmware));
 527     memcpy(drive_id->model_num, drive->model, 40);
 528
 529     // 32 bits access
 530     drive_id->dword_io = 1;
 531
 532     // enable DMA access
 533     drive_id->dma_enable = 1;
 534
 535     // enable LBA access
 536     drive_id->lba_enable = 1;
 537
 538     drive_id->rw_multiples = 0x80ff;
 539
 540     // words 64-70, 54-58 valid
 541     drive_id->field_valid = 0x0007; // DMA + pkg cmd valid
 542
 543     // copied from CFA540A
 544     drive_id->buf[63] = 0x0103; // variable (DMA stuff)
 545     //drive_id->buf[63] = 0x0000; // variable (DMA stuff)
 546
 547     //    drive_id->buf[64] = 0x0001; // PIO
 548     drive_id->buf[65] = 0x00b4;
 549     drive_id->buf[66] = 0x00b4;
 550     drive_id->buf[67] = 0x012c;
 551     drive_id->buf[68] = 0x00b4;
 552
 553     drive_id->buf[71] = 30; // faked
 554     drive_id->buf[72] = 30; // faked
 555
 556     //    drive_id->buf[80] = 0x1e; // supports up to ATA/ATAPI-4
 557     drive_id->major_rev_num = 0x0040; // supports up to ATA/ATAPI-6
 558
 559     drive_id->dma_ultra = 0x2020; // Ultra_DMA_Mode_5_Selected | Ultra_DMA_Mode_5_Supported;
 560 }