stand/i386/libi386/biosdisk.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Michael Smith <msmith@freebsd.org>
   3  * Copyright (c) 2012 Andrey V. Elsukov <ae@FreeBSD.org>
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 __FBSDID("$FreeBSD$");
  30
  31 /*
  32  * BIOS disk device handling.
  33  *
  34  * Ideas and algorithms from:
  35  *
  36  * - NetBSD libi386/biosdisk.c
  37  * - FreeBSD biosboot/disk.c
  38  *
  39  */
  40
  41 #include <sys/disk.h>
  42 #include <sys/limits.h>
  43 #include <stand.h>
  44 #include <machine/bootinfo.h>
  45 #include <stdarg.h>
  46
  47 #include <bootstrap.h>
  48 #include <btxv86.h>
  49 #include <edd.h>
  50 #include "disk.h"
  51 #include "libi386.h"
  52
  53 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
  54 #include "cons.h"
  55 #include "drv.h"
  56 #include "gpt.h"
  57 #include "part.h"
  58 #include <uuid.h>
  59 struct pentry {
  60         struct ptable_entry     part;
  61         uint64_t                flags;
  62         union {
  63                 uint8_t bsd;
  64                 uint8_t mbr;
  65                 uuid_t  gpt;
  66                 uint16_t vtoc8;
  67         } type;
  68         STAILQ_ENTRY(pentry)    entry;
  69 };
  70 struct ptable {
  71         enum ptable_type        type;
  72         uint16_t                sectorsize;
  73         uint64_t                sectors;
  74
  75         STAILQ_HEAD(, pentry)   entries;
  76 };
  77
  78 #include "geliboot.c"
  79 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
  80
  81 #define BIOS_NUMDRIVES          0x475
  82 #define BIOSDISK_SECSIZE        512
  83 #define BUFSIZE                 (1 * BIOSDISK_SECSIZE)
  84
  85 #define DT_ATAPI                0x10            /* disk type for ATAPI floppies */
  86 #define WDMAJOR                 0               /* major numbers for devices we frontend for */
  87 #define WFDMAJOR                1
  88 #define FDMAJOR                 2
  89 #define DAMAJOR                 4
  90
  91 #ifdef DISK_DEBUG
  92 # define DEBUG(fmt, args...)    printf("%s: " fmt "\n" , __func__ , ## args)
  93 #else
  94 # define DEBUG(fmt, args...)
  95 #endif
  96
  97 /*
  98  * List of BIOS devices, translation from disk unit number to
  99  * BIOS unit number.
 100  */
 101 static struct bdinfo
 102 {
 103         int             bd_unit;        /* BIOS unit number */
 104         int             bd_cyl;         /* BIOS geometry */
 105         int             bd_hds;
 106         int             bd_sec;
 107         int             bd_flags;
 108 #define BD_MODEINT13    0x0000
 109 #define BD_MODEEDD1     0x0001
 110 #define BD_MODEEDD3     0x0002
 111 #define BD_MODEMASK     0x0003
 112 #define BD_FLOPPY       0x0004
 113         int             bd_type;        /* BIOS 'drive type' (floppy only) */
 114         uint16_t        bd_sectorsize;  /* Sector size */
 115         uint64_t        bd_sectors;     /* Disk size */
 116         int             bd_open;        /* reference counter */
 117         void            *bd_bcache;     /* buffer cache data */
 118 } bdinfo [MAXBDDEV];
 119 static int nbdinfo = 0;
 120
 121 #define BD(dev)         (bdinfo[(dev)->dd.d_unit])
 122
 123 static void bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev);
 124
 125 static int bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 126     caddr_t dest);
 127 static int bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 128     caddr_t dest);
 129 static int bd_int13probe(struct bdinfo *bd);
 130
 131 static int bd_init(void);
 132 static int bd_strategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 133     char *buf, size_t *rsize);
 134 static int bd_realstrategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 135     char *buf, size_t *rsize);
 136 static int bd_open(struct open_file *f, ...);
 137 static int bd_close(struct open_file *f);
 138 static int bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data);
 139 static int bd_print(int verbose);
 140
 141 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 142 enum isgeli {
 143         ISGELI_UNKNOWN,
 144         ISGELI_NO,
 145         ISGELI_YES
 146 };
 147 static enum isgeli geli_status[MAXBDDEV][MAXTBLENTS];
 148
 149 int bios_read(void *, void *, off_t off, void *buf, size_t bytes);
 150 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 151
 152 struct devsw biosdisk = {
 153         "disk",
 154         DEVT_DISK,
 155         bd_init,
 156         bd_strategy,
 157         bd_open,
 158         bd_close,
 159         bd_ioctl,
 160         bd_print,
 161         NULL
 162 };
 163
 164 /*
 165  * Translate between BIOS device numbers and our private unit numbers.
 166  */
 167 int
 168 bd_bios2unit(int biosdev)
 169 {
 170         int i;
 171
 172         DEBUG("looking for bios device 0x%x", biosdev);
 173         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 174                 DEBUG("bd unit %d is BIOS device 0x%x", i, bdinfo[i].bd_unit);
 175                 if (bdinfo[i].bd_unit == biosdev)
 176                         return (i);
 177         }
 178         return (-1);
 179 }
 180
 181 int
 182 bd_unit2bios(int unit)
 183 {
 184
 185         if ((unit >= 0) && (unit < nbdinfo))
 186                 return (bdinfo[unit].bd_unit);
 187         return (-1);
 188 }
 189
 190 /*
 191  * Quiz the BIOS for disk devices, save a little info about them.
 192  */
 193 static int
 194 bd_init(void)
 195 {
 196         int base, unit, nfd = 0;
 197
 198 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 199         geli_init();
 200 #endif
 201         /* sequence 0, 0x80 */
 202         for (base = 0; base <= 0x80; base += 0x80) {
 203                 for (unit = base; (nbdinfo < MAXBDDEV); unit++) {
 204 #ifndef VIRTUALBOX
 205                         /*
 206                          * Check the BIOS equipment list for number
 207                          * of fixed disks.
 208                          */
 209                         if(base == 0x80 &&
 210                             (nfd >= *(unsigned char *)PTOV(BIOS_NUMDRIVES)))
 211                                 break;
 212 #endif
 213                         bdinfo[nbdinfo].bd_open = 0;
 214                         bdinfo[nbdinfo].bd_bcache = NULL;
 215                         bdinfo[nbdinfo].bd_unit = unit;
 216                         bdinfo[nbdinfo].bd_flags = unit < 0x80 ? BD_FLOPPY: 0;
 217                         if (!bd_int13probe(&bdinfo[nbdinfo]))
 218                                 break;
 219
 220                         /* XXX we need "disk aliases" to make this simpler */
 221                         printf("BIOS drive %c: is disk%d\n", (unit < 0x80) ?
 222                             ('A' + unit): ('C' + unit - 0x80), nbdinfo);
 223                         nbdinfo++;
 224                         if (base == 0x80)
 225                                 nfd++;
 226                 }
 227         }
 228         bcache_add_dev(nbdinfo);
 229         return(0);
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Try to detect a device supported by the legacy int13 BIOS
 234  */
 235 static int
 236 bd_int13probe(struct bdinfo *bd)
 237 {
 238         struct edd_params params;
 239         int ret = 1;    /* assume success */
 240
 241         v86.ctl = V86_FLAGS;
 242         v86.addr = 0x13;
 243         v86.eax = 0x800;
 244         v86.edx = bd->bd_unit;
 245         v86int();
 246
 247         /* Don't error out if we get bad sector number, try EDD as well */
 248         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 249             (v86.edx & 0xff) <= (unsigned)(bd->bd_unit & 0x7f)) /* unit # bad */
 250                 return (0);     /* skip device */
 251
 252         if ((v86.ecx & 0x3f) == 0) /* absurd sector number */
 253                 ret = 0;        /* set error */
 254
 255         /* Convert max cyl # -> # of cylinders */
 256         bd->bd_cyl = ((v86.ecx & 0xc0) << 2) + ((v86.ecx & 0xff00) >> 8) + 1;
 257         /* Convert max head # -> # of heads */
 258         bd->bd_hds = ((v86.edx & 0xff00) >> 8) + 1;
 259         bd->bd_sec = v86.ecx & 0x3f;
 260         bd->bd_type = v86.ebx & 0xff;
 261         bd->bd_flags |= BD_MODEINT13;
 262
 263         /* Calculate sectors count from the geometry */
 264         bd->bd_sectors = bd->bd_cyl * bd->bd_hds * bd->bd_sec;
 265         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 266         DEBUG("unit 0x%x geometry %d/%d/%d", bd->bd_unit, bd->bd_cyl,
 267             bd->bd_hds, bd->bd_sec);
 268
 269         /* Determine if we can use EDD with this device. */
 270         v86.ctl = V86_FLAGS;
 271         v86.addr = 0x13;
 272         v86.eax = 0x4100;
 273         v86.edx = bd->bd_unit;
 274         v86.ebx = 0x55aa;
 275         v86int();
 276         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 277             (v86.ebx & 0xffff) != 0xaa55 || /* signature */
 278             (v86.ecx & EDD_INTERFACE_FIXED_DISK) == 0)
 279                 return (ret);   /* return code from int13 AH=08 */
 280
 281         /* EDD supported */
 282         bd->bd_flags |= BD_MODEEDD1;
 283         if ((v86.eax & 0xff00) >= 0x3000)
 284                 bd->bd_flags |= BD_MODEEDD3;
 285         /* Get disk params */
 286         params.len = sizeof(struct edd_params);
 287         v86.ctl = V86_FLAGS;
 288         v86.addr = 0x13;
 289         v86.eax = 0x4800;
 290         v86.edx = bd->bd_unit;
 291         v86.ds = VTOPSEG(&params);
 292         v86.esi = VTOPOFF(&params);
 293         v86int();
 294         if (!V86_CY(v86.efl)) {
 295                 uint64_t total;
 296
 297                 /*
 298                  * Sector size must be a multiple of 512 bytes.
 299                  * An alternate test would be to check power of 2,
 300                  * powerof2(params.sector_size).
 301                  */
 302                 if (params.sector_size % BIOSDISK_SECSIZE)
 303                         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 304                 else
 305                         bd->bd_sectorsize = params.sector_size;
 306
 307                 total = bd->bd_sectorsize * params.sectors;
 308                 if (params.sectors != 0) {
 309                         /* Only update if we did not overflow. */
 310                         if (total > params.sectors)
 311                                 bd->bd_sectors = params.sectors;
 312                 }
 313
 314                 total = (uint64_t)params.cylinders *
 315                     params.heads * params.sectors_per_track;
 316                 if (bd->bd_sectors < total)
 317                         bd->bd_sectors = total;
 318
 319                 ret = 1;
 320         }
 321         DEBUG("unit 0x%x flags %x, sectors %llu, sectorsize %u",
 322             bd->bd_unit, bd->bd_flags, bd->bd_sectors, bd->bd_sectorsize);
 323         return (ret);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * Print information about disks
 328  */
 329 static int
 330 bd_print(int verbose)
 331 {
 332         static char line[80];
 333         struct disk_devdesc dev;
 334         int i, ret = 0;
 335
 336         if (nbdinfo == 0)
 337                 return (0);
 338
 339         printf("%s devices:", biosdisk.dv_name);
 340         if ((ret = pager_output("\n")) != 0)
 341                 return (ret);
 342
 343         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 344                 snprintf(line, sizeof(line),
 345                     "    disk%d:   BIOS drive %c (%ju X %u):\n", i,
 346                     (bdinfo[i].bd_unit < 0x80) ? ('A' + bdinfo[i].bd_unit):
 347                     ('C' + bdinfo[i].bd_unit - 0x80),
 348                     (uintmax_t)bdinfo[i].bd_sectors,
 349                     bdinfo[i].bd_sectorsize);
 350                 if ((ret = pager_output(line)) != 0)
 351                         break;
 352                 dev.dd.d_dev = &biosdisk;
 353                 dev.dd.d_unit = i;
 354                 dev.d_slice = -1;
 355                 dev.d_partition = -1;
 356                 if (disk_open(&dev,
 357                     bdinfo[i].bd_sectorsize * bdinfo[i].bd_sectors,
 358                     bdinfo[i].bd_sectorsize) == 0) {
 359                         snprintf(line, sizeof(line), "    disk%d", i);
 360                         ret = disk_print(&dev, line, verbose);
 361                         disk_close(&dev);
 362                         if (ret != 0)
 363                             return (ret);
 364                 }
 365         }
 366         return (ret);
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Attempt to open the disk described by (dev) for use by (f).
 371  *
 372  * Note that the philosophy here is "give them exactly what
 373  * they ask for".  This is necessary because being too "smart"
 374  * about what the user might want leads to complications.
 375  * (eg. given no slice or partition value, with a disk that is
 376  *  sliced - are they after the first BSD slice, or the DOS
 377  *  slice before it?)
 378  */
 379 static int
 380 bd_open(struct open_file *f, ...)
 381 {
 382         struct disk_devdesc *dev, rdev;
 383         struct disk_devdesc disk;
 384         int err, g_err;
 385         va_list ap;
 386         uint64_t size;
 387
 388         va_start(ap, f);
 389         dev = va_arg(ap, struct disk_devdesc *);
 390         va_end(ap);
 391
 392         if (dev->dd.d_unit < 0 || dev->dd.d_unit >= nbdinfo)
 393                 return (EIO);
 394         BD(dev).bd_open++;
 395         if (BD(dev).bd_bcache == NULL)
 396             BD(dev).bd_bcache = bcache_allocate();
 397
 398         /*
 399          * Read disk size from partition.
 400          * This is needed to work around buggy BIOS systems returning
 401          * wrong (truncated) disk media size.
 402          * During bd_probe() we tested if the mulitplication of bd_sectors
 403          * would overflow so it should be safe to perform here.
 404          */
 405         disk.dd.d_dev = dev->dd.d_dev;
 406         disk.dd.d_unit = dev->dd.d_unit;
 407         disk.d_slice = -1;
 408         disk.d_partition = -1;
 409         disk.d_offset = 0;
 410         if (disk_open(&disk, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 411             BD(dev).bd_sectorsize) == 0) {
 412
 413                 if (disk_ioctl(&disk, DIOCGMEDIASIZE, &size) == 0) {
 414                         size /= BD(dev).bd_sectorsize;
 415                         if (size > BD(dev).bd_sectors)
 416                                 BD(dev).bd_sectors = size;
 417                 }
 418                 disk_close(&disk);
 419         }
 420
 421         err = disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 422             BD(dev).bd_sectorsize);
 423
 424 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 425         static char gelipw[GELI_PW_MAXLEN];
 426         char *passphrase;
 427
 428         if (err)
 429                 return (err);
 430
 431         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 432         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_UNKNOWN)
 433                 return (err);
 434
 435         struct dsk dskp;
 436         struct ptable *table = NULL;
 437         struct ptable_entry part;
 438         struct pentry *entry;
 439         int geli_part = 0;
 440
 441         dskp.drive = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 442         dskp.type = dev->dd.d_dev->dv_type;
 443         dskp.unit = dev->dd.d_unit;
 444         dskp.slice = dev->d_slice;
 445         dskp.part = dev->d_partition;
 446         dskp.start = dev->d_offset;
 447
 448         memcpy(&rdev, dev, sizeof(rdev));
 449         /* to read the GPT table, we need to read the first sector */
 450         rdev.d_offset = 0;
 451         /* We need the LBA of the end of the partition */
 452         table = ptable_open(&rdev, BD(dev).bd_sectors,
 453             BD(dev).bd_sectorsize, ptblread);
 454         if (table == NULL) {
 455                 DEBUG("Can't read partition table");
 456                 /* soft failure, return the exit status of disk_open */
 457                 return (err);
 458         }
 459
 460         if (table->type == PTABLE_GPT)
 461                 dskp.part = 255;
 462
 463         STAILQ_FOREACH(entry, &table->entries, entry) {
 464                 dskp.slice = entry->part.index;
 465                 dskp.start = entry->part.start;
 466                 if (is_geli(&dskp) == 0) {
 467                         geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 468                         return (0);
 469                 }
 470                 if (geli_taste(bios_read, &dskp,
 471                     entry->part.end - entry->part.start) == 0) {
 472                         if (geli_havekey(&dskp) == 0) {
 473                                 geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 474                                 geli_part++;
 475                                 continue;
 476                         }
 477                         if ((passphrase = getenv("kern.geom.eli.passphrase"))
 478                             != NULL) {
 479                                 /* Use the cached passphrase */
 480                                 bcopy(passphrase, &gelipw, GELI_PW_MAXLEN);
 481                         }
 482                         if (geli_passphrase(gelipw, dskp.unit, 'p',
 483                                     (dskp.slice > 0 ? dskp.slice : dskp.part),
 484                                     &dskp) == 0) {
 485                                 setenv("kern.geom.eli.passphrase", gelipw, 1);
 486                                 bzero(gelipw, sizeof(gelipw));
 487                                 geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 488                                 geli_part++;
 489                                 continue;
 490                         }
 491                 } else
 492                         geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_NO;
 493         }
 494
 495         /* none of the partitions on this disk have GELI */
 496         if (geli_part == 0) {
 497                 /* found no GELI */
 498                 geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] = ISGELI_NO;
 499         }
 500 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 501
 502         return (err);
 503 }
 504
 505 static int
 506 bd_close(struct open_file *f)
 507 {
 508         struct disk_devdesc *dev;
 509
 510         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 511         BD(dev).bd_open--;
 512         if (BD(dev).bd_open == 0) {
 513             bcache_free(BD(dev).bd_bcache);
 514             BD(dev).bd_bcache = NULL;
 515         }
 516         return (disk_close(dev));
 517 }
 518
 519 static int
 520 bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data)
 521 {
 522         struct disk_devdesc *dev;
 523         int rc;
 524
 525         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 526
 527         rc = disk_ioctl(dev, cmd, data);
 528         if (rc != ENOTTY)
 529                 return (rc);
 530
 531         switch (cmd) {
 532         case DIOCGSECTORSIZE:
 533                 *(u_int *)data = BD(dev).bd_sectorsize;
 534                 break;
 535         case DIOCGMEDIASIZE:
 536                 *(uint64_t *)data = BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize;
 537                 break;
 538         default:
 539                 return (ENOTTY);
 540         }
 541         return (0);
 542 }
 543
 544 static int
 545 bd_strategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 546     char *buf, size_t *rsize)
 547 {
 548         struct bcache_devdata bcd;
 549         struct disk_devdesc *dev;
 550
 551         dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 552         bcd.dv_strategy = bd_realstrategy;
 553         bcd.dv_devdata = devdata;
 554         bcd.dv_cache = BD(dev).bd_bcache;
 555         return (bcache_strategy(&bcd, rw, dblk + dev->d_offset,
 556             size, buf, rsize));
 557 }
 558
 559 static int
 560 bd_realstrategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 561     char *buf, size_t *rsize)
 562 {
 563     struct disk_devdesc *dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 564     uint64_t            disk_blocks;
 565     int                 blks, rc;
 566 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 567     char                fragbuf[BIOSDISK_SECSIZE];
 568     size_t              fragsize;
 569
 570     fragsize = size % BIOSDISK_SECSIZE;
 571 #else
 572     if (size % BD(dev).bd_sectorsize)
 573         panic("bd_strategy: %d bytes I/O not multiple of block size", size);
 574 #endif
 575
 576     DEBUG("open_disk %p", dev);
 577
 578     /*
 579      * Check the value of the size argument. We do have quite small
 580      * heap (64MB), but we do not know good upper limit, so we check against
 581      * INT_MAX here. This will also protect us against possible overflows
 582      * while translating block count to bytes.
 583      */
 584     if (size > INT_MAX) {
 585         DEBUG("too large read: %zu bytes", size);
 586         return (EIO);
 587     }
 588
 589     blks = size / BD(dev).bd_sectorsize;
 590     if (dblk > dblk + blks)
 591         return (EIO);
 592
 593     if (rsize)
 594         *rsize = 0;
 595
 596     /* Get disk blocks, this value is either for whole disk or for partition */
 597     if (disk_ioctl(dev, DIOCGMEDIASIZE, &disk_blocks)) {
 598         /* DIOCGMEDIASIZE does return bytes. */
 599         disk_blocks /= BD(dev).bd_sectorsize;
 600     } else {
 601         /* We should not get here. Just try to survive. */
 602         disk_blocks = BD(dev).bd_sectors - dev->d_offset;
 603     }
 604
 605     /* Validate source block address. */
 606     if (dblk < dev->d_offset || dblk >= dev->d_offset + disk_blocks)
 607         return (EIO);
 608
 609     /*
 610      * Truncate if we are crossing disk or partition end.
 611      */
 612     if (dblk + blks >= dev->d_offset + disk_blocks) {
 613         blks = dev->d_offset + disk_blocks - dblk;
 614         size = blks * BD(dev).bd_sectorsize;
 615         DEBUG("short read %d", blks);
 616     }
 617
 618     switch (rw & F_MASK) {
 619     case F_READ:
 620         DEBUG("read %d from %lld to %p", blks, dblk, buf);
 621
 622         if (blks && (rc = bd_read(dev, dblk, blks, buf))) {
 623             /* Filter out floppy controller errors */
 624             if (BD(dev).bd_flags != BD_FLOPPY || rc != 0x20) {
 625                 printf("read %d from %lld to %p, error: 0x%x", blks, dblk,
 626                     buf, rc);
 627             }
 628             return (EIO);
 629         }
 630 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 631         DEBUG("bd_strategy: frag read %d from %d+%d to %p",
 632             fragsize, dblk, blks, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE));
 633         if (fragsize && bd_read(od, dblk + blks, 1, fragsize)) {
 634             DEBUG("frag read error");
 635             return(EIO);
 636         }
 637         bcopy(fragbuf, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE), fragsize);
 638 #endif
 639         break;
 640     case F_WRITE :
 641         DEBUG("write %d from %d to %p", blks, dblk, buf);
 642
 643         if (blks && bd_write(dev, dblk, blks, buf)) {
 644             DEBUG("write error");
 645             return (EIO);
 646         }
 647 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS
 648         if(fragsize) {
 649             DEBUG("Attempted to write a frag");
 650             return (EIO);
 651         }
 652 #endif
 653         break;
 654     default:
 655         /* DO NOTHING */
 656         return (EROFS);
 657     }
 658
 659     if (rsize)
 660         *rsize = size;
 661     return (0);
 662 }
 663
 664 static int
 665 bd_edd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 666     int write)
 667 {
 668     static struct edd_packet packet;
 669
 670     packet.len = sizeof(struct edd_packet);
 671     packet.count = blks;
 672     packet.off = VTOPOFF(dest);
 673     packet.seg = VTOPSEG(dest);
 674     packet.lba = dblk;
 675     v86.ctl = V86_FLAGS;
 676     v86.addr = 0x13;
 677     if (write)
 678         /* Should we Write with verify ?? 0x4302 ? */
 679         v86.eax = 0x4300;
 680     else
 681         v86.eax = 0x4200;
 682     v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 683     v86.ds = VTOPSEG(&packet);
 684     v86.esi = VTOPOFF(&packet);
 685     v86int();
 686     if (V86_CY(v86.efl))
 687         return (v86.eax >> 8);
 688     return (0);
 689 }
 690
 691 static int
 692 bd_chs_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 693     int write)
 694 {
 695     u_int       x, bpc, cyl, hd, sec;
 696
 697     bpc = BD(dev).bd_sec * BD(dev).bd_hds;      /* blocks per cylinder */
 698     x = dblk;
 699     cyl = x / bpc;                      /* block # / blocks per cylinder */
 700     x %= bpc;                           /* block offset into cylinder */
 701     hd = x / BD(dev).bd_sec;            /* offset / blocks per track */
 702     sec = x % BD(dev).bd_sec;           /* offset into track */
 703
 704     /* correct sector number for 1-based BIOS numbering */
 705     sec++;
 706
 707     if (cyl > 1023)
 708         /* CHS doesn't support cylinders > 1023. */
 709         return (1);
 710
 711     v86.ctl = V86_FLAGS;
 712     v86.addr = 0x13;
 713     if (write)
 714         v86.eax = 0x300 | blks;
 715     else
 716         v86.eax = 0x200 | blks;
 717     v86.ecx = ((cyl & 0xff) << 8) | ((cyl & 0x300) >> 2) | sec;
 718     v86.edx = (hd << 8) | BD(dev).bd_unit;
 719     v86.es = VTOPSEG(dest);
 720     v86.ebx = VTOPOFF(dest);
 721     v86int();
 722     if (V86_CY(v86.efl))
 723         return (v86.eax >> 8);
 724     return (0);
 725 }
 726
 727 static void
 728 bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev)
 729 {
 730         uint8_t buf[8 * 1024];
 731
 732         bd_edd_io(dev, 0xffffffff, 1, (caddr_t)buf, 0);
 733 }
 734
 735
 736 static int
 737 bd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest, int write)
 738 {
 739     u_int       x, sec, result, resid, retry, maxfer;
 740     caddr_t     p, xp, bbuf;
 741
 742     /* Just in case some idiot actually tries to read/write -1 blocks... */
 743     if (blks < 0)
 744         return (-1);
 745
 746     resid = blks;
 747     p = dest;
 748
 749     /*
 750      * Workaround for a problem with some HP ProLiant BIOS failing to work out
 751      * the boot disk after installation. hrs and kuriyama discovered this
 752      * problem with an HP ProLiant DL320e Gen 8 with a 3TB HDD, and discovered
 753      * that an int13h call seems to cause a buffer overrun in the bios. The
 754      * problem is alleviated by doing an extra read before the buggy read. It
 755      * is not immediately known whether other models are similarly affected.
 756      */
 757     if (dblk >= 0x100000000)
 758         bd_io_workaround(dev);
 759
 760     /* Decide whether we have to bounce */
 761     if (VTOP(dest) >> 20 != 0 || (BD(dev).bd_unit < 0x80 &&
 762         (VTOP(dest) >> 16) != (VTOP(dest +
 763         blks * BD(dev).bd_sectorsize) >> 16))) {
 764
 765         /*
 766          * There is a 64k physical boundary somewhere in the
 767          * destination buffer, or the destination buffer is above
 768          * first 1MB of physical memory so we have to arrange a
 769          * suitable bounce buffer.  Allocate a buffer twice as large
 770          * as we need to.  Use the bottom half unless there is a break
 771          * there, in which case we use the top half.
 772          */
 773         x = V86_IO_BUFFER_SIZE / BD(dev).bd_sectorsize;
 774         x = min(x, (unsigned)blks);
 775         bbuf = PTOV(V86_IO_BUFFER);
 776         maxfer = x;             /* limit transfers to bounce region size */
 777     } else {
 778         bbuf = NULL;
 779         maxfer = 0;
 780     }
 781
 782     while (resid > 0) {
 783         /*
 784          * Play it safe and don't cross track boundaries.
 785          * (XXX this is probably unnecessary)
 786          */
 787         sec = dblk % BD(dev).bd_sec;    /* offset into track */
 788         x = min(BD(dev).bd_sec - sec, resid);
 789         if (maxfer > 0)
 790             x = min(x, maxfer);         /* fit bounce buffer */
 791
 792         /* where do we transfer to? */
 793         xp = bbuf == NULL ? p : bbuf;
 794
 795         /*
 796          * Put your Data In, Put your Data out,
 797          * Put your Data In, and shake it all about
 798          */
 799         if (write && bbuf != NULL)
 800             bcopy(p, bbuf, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 801
 802         /*
 803          * Loop retrying the operation a couple of times.  The BIOS
 804          * may also retry.
 805          */
 806         for (retry = 0; retry < 3; retry++) {
 807             /* if retrying, reset the drive */
 808             if (retry > 0) {
 809                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 810                 v86.addr = 0x13;
 811                 v86.eax = 0;
 812                 v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 813                 v86int();
 814             }
 815
 816             if (BD(dev).bd_flags & BD_MODEEDD1)
 817                 result = bd_edd_io(dev, dblk, x, xp, write);
 818             else
 819                 result = bd_chs_io(dev, dblk, x, xp, write);
 820             if (result == 0)
 821                 break;
 822         }
 823
 824         if (write)
 825             DEBUG("Write %d sector(s) from %p (0x%x) to %lld %s", x,
 826                 p, VTOP(p), dblk, result ? "failed" : "ok");
 827         else
 828             DEBUG("Read %d sector(s) from %lld to %p (0x%x) %s", x,
 829                 dblk, p, VTOP(p), result ? "failed" : "ok");
 830         if (result) {
 831             return (result);
 832         }
 833         if (!write && bbuf != NULL)
 834             bcopy(bbuf, p, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 835         p += (x * BD(dev).bd_sectorsize);
 836         dblk += x;
 837         resid -= x;
 838     }
 839
 840 /*    hexdump(dest, (blks * BD(dev).bd_sectorsize)); */
 841     return(0);
 842 }
 843
 844 static int
 845 bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 846 {
 847 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 848         struct dsk dskp;
 849         off_t p_off, diff;
 850         daddr_t alignlba;
 851         int err, n, alignblks;
 852         char *tmpbuf;
 853
 854         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 855         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_YES)
 856                 return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 857
 858         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] == ISGELI_YES) {
 859                 /*
 860                  * Align reads to DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes because partial
 861                  * sectors cannot be decrypted. Round the requested LBA down to
 862                  * nearest multiple of DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes.
 863                  */
 864                 alignlba = rounddown2(dblk * BD(dev).bd_sectorsize,
 865                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 866                 /*
 867                  * Round number of blocks to read up to nearest multiple of
 868                  * DEV_GELIBOOT_BSIZE
 869                  */
 870                 diff = (dblk - alignlba) * BD(dev).bd_sectorsize;
 871                 alignblks = roundup2(blks * BD(dev).bd_sectorsize + diff,
 872                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 873
 874                 /*
 875                  * If the read is rounded up to a larger size, use a temporary
 876                  * buffer here because the buffer provided by the caller may be
 877                  * too small.
 878                  */
 879                 if (diff == 0) {
 880                         tmpbuf = dest;
 881                 } else {
 882                         tmpbuf = malloc(alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 883                         if (tmpbuf == NULL) {
 884                                 return (-1);
 885                         }
 886                 }
 887
 888                 err = bd_io(dev, alignlba, alignblks, tmpbuf, 0);
 889                 if (err)
 890                         return (err);
 891
 892                 dskp.drive = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 893                 dskp.type = dev->dd.d_dev->dv_type;
 894                 dskp.unit = dev->dd.d_unit;
 895                 dskp.slice = dev->d_slice;
 896                 dskp.part = dev->d_partition;
 897                 dskp.start = dev->d_offset;
 898
 899                 /* GELI needs the offset relative to the partition start */
 900                 p_off = alignlba - dskp.start;
 901
 902                 err = geli_read(&dskp, p_off * BD(dev).bd_sectorsize, (u_char *)tmpbuf,
 903                     alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 904                 if (err)
 905                         return (err);
 906
 907                 if (tmpbuf != dest) {
 908                         bcopy(tmpbuf + diff, dest, blks * BD(dev).bd_sectorsize);
 909                         free(tmpbuf);
 910                 }
 911                 return (0);
 912         }
 913 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 914
 915         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 916 }
 917
 918 static int
 919 bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 920 {
 921
 922         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 1));
 923 }
 924
 925 /*
 926  * Return the BIOS geometry of a given "fixed drive" in a format
 927  * suitable for the legacy bootinfo structure.  Since the kernel is
 928  * expecting raw int 0x13/0x8 values for N_BIOS_GEOM drives, we
 929  * prefer to get the information directly, rather than rely on being
 930  * able to put it together from information already maintained for
 931  * different purposes and for a probably different number of drives.
 932  *
 933  * For valid drives, the geometry is expected in the format (31..0)
 934  * "000000cc cccccccc hhhhhhhh 00ssssss"; and invalid drives are
 935  * indicated by returning the geometry of a "1.2M" PC-format floppy
 936  * disk.  And, incidentally, what is returned is not the geometry as
 937  * such but the highest valid cylinder, head, and sector numbers.
 938  */
 939 uint32_t
 940 bd_getbigeom(int bunit)
 941 {
 942
 943     v86.ctl = V86_FLAGS;
 944     v86.addr = 0x13;
 945     v86.eax = 0x800;
 946     v86.edx = 0x80 + bunit;
 947     v86int();
 948     if (V86_CY(v86.efl))
 949         return 0x4f010f;
 950     return ((v86.ecx & 0xc0) << 18) | ((v86.ecx & 0xff00) << 8) |
 951            (v86.edx & 0xff00) | (v86.ecx & 0x3f);
 952 }
 953
 954 /*
 955  * Return a suitable dev_t value for (dev).
 956  *
 957  * In the case where it looks like (dev) is a SCSI disk, we allow the number of
 958  * IDE disks to be specified in $num_ide_disks.  There should be a Better Way.
 959  */
 960 int
 961 bd_getdev(struct i386_devdesc *d)
 962 {
 963     struct disk_devdesc         *dev;
 964     int                         biosdev;
 965     int                         major;
 966     int                         rootdev;
 967     char                        *nip, *cp;
 968     int                         i, unit;
 969
 970     dev = (struct disk_devdesc *)d;
 971     biosdev = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 972     DEBUG("unit %d BIOS device %d", dev->dd.d_unit, biosdev);
 973     if (biosdev == -1)                          /* not a BIOS device */
 974         return(-1);
 975     if (disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 976         BD(dev).bd_sectorsize) != 0)            /* oops, not a viable device */
 977             return (-1);
 978     else
 979         disk_close(dev);
 980
 981     if (biosdev < 0x80) {
 982         /* floppy (or emulated floppy) or ATAPI device */
 983         if (bdinfo[dev->dd.d_unit].bd_type == DT_ATAPI) {
 984             /* is an ATAPI disk */
 985             major = WFDMAJOR;
 986         } else {
 987             /* is a floppy disk */
 988             major = FDMAJOR;
 989         }
 990     } else {
 991             /* assume an IDE disk */
 992             major = WDMAJOR;
 993     }
 994     /* default root disk unit number */
 995     unit = biosdev & 0x7f;
 996
 997     /* XXX a better kludge to set the root disk unit number */
 998     if ((nip = getenv("root_disk_unit")) != NULL) {
 999         i = strtol(nip, &cp, 0);
1000         /* check for parse error */
1001         if ((cp != nip) && (*cp == 0))
1002             unit = i;
1003     }
1004
1005     rootdev = MAKEBOOTDEV(major, dev->d_slice + 1, unit, dev->d_partition);
1006     DEBUG("dev is 0x%x\n", rootdev);
1007     return(rootdev);
1008 }
1009
1010 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
1011 int
1012 bios_read(void *vdev __unused, void *xpriv, off_t off, void *buf, size_t bytes)
1013 {
1014         struct disk_devdesc dev;
1015         struct dsk *priv = xpriv;
1016
1017         dev.dd.d_dev = &biosdisk;
1018         dev.dd.d_unit = priv->unit;
1019         dev.d_slice = priv->slice;
1020         dev.d_partition = priv->part;
1021         dev.d_offset = priv->start;
1022
1023         off = off / BD(&dev).bd_sectorsize;
1024         /* GELI gives us the offset relative to the partition start */
1025         off += dev.d_offset;
1026         bytes = bytes / BD(&dev).bd_sectorsize;
1027
1028         return (bd_io(&dev, off, bytes, buf, 0));
1029 }
1030 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */