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 CTASSERT(sizeof(struct i386_devdesc) >= sizeof(struct disk_devdesc));
  82
  83 #define BIOS_NUMDRIVES          0x475
  84 #define BIOSDISK_SECSIZE        512
  85 #define BUFSIZE                 (1 * BIOSDISK_SECSIZE)
  86
  87 #define DT_ATAPI                0x10            /* disk type for ATAPI floppies */
  88 #define WDMAJOR                 0               /* major numbers for devices we frontend for */
  89 #define WFDMAJOR                1
  90 #define FDMAJOR                 2
  91 #define DAMAJOR                 4
  92
  93 #ifdef DISK_DEBUG
  94 # define DEBUG(fmt, args...)    printf("%s: " fmt "\n" , __func__ , ## args)
  95 #else
  96 # define DEBUG(fmt, args...)
  97 #endif
  98
  99 /*
 100  * List of BIOS devices, translation from disk unit number to
 101  * BIOS unit number.
 102  */
 103 static struct bdinfo
 104 {
 105         int             bd_unit;        /* BIOS unit number */
 106         int             bd_cyl;         /* BIOS geometry */
 107         int             bd_hds;
 108         int             bd_sec;
 109         int             bd_flags;
 110 #define BD_MODEINT13    0x0000
 111 #define BD_MODEEDD1     0x0001
 112 #define BD_MODEEDD3     0x0002
 113 #define BD_MODEMASK     0x0003
 114 #define BD_FLOPPY       0x0004
 115         int             bd_type;        /* BIOS 'drive type' (floppy only) */
 116         uint16_t        bd_sectorsize;  /* Sector size */
 117         uint64_t        bd_sectors;     /* Disk size */
 118         int             bd_open;        /* reference counter */
 119         void            *bd_bcache;     /* buffer cache data */
 120 } bdinfo [MAXBDDEV];
 121 static int nbdinfo = 0;
 122
 123 #define BD(dev)         (bdinfo[(dev)->dd.d_unit])
 124
 125 static void bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev);
 126
 127 static int bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 128     caddr_t dest);
 129 static int bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks,
 130     caddr_t dest);
 131 static int bd_int13probe(struct bdinfo *bd);
 132
 133 static int bd_init(void);
 134 static int bd_strategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 135     char *buf, size_t *rsize);
 136 static int bd_realstrategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 137     char *buf, size_t *rsize);
 138 static int bd_open(struct open_file *f, ...);
 139 static int bd_close(struct open_file *f);
 140 static int bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data);
 141 static int bd_print(int verbose);
 142
 143 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 144 enum isgeli {
 145         ISGELI_UNKNOWN,
 146         ISGELI_NO,
 147         ISGELI_YES
 148 };
 149 static enum isgeli geli_status[MAXBDDEV][MAXTBLENTS];
 150
 151 int bios_read(void *, void *, off_t off, void *buf, size_t bytes);
 152 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 153
 154 struct devsw biosdisk = {
 155         "disk",
 156         DEVT_DISK,
 157         bd_init,
 158         bd_strategy,
 159         bd_open,
 160         bd_close,
 161         bd_ioctl,
 162         bd_print,
 163         NULL
 164 };
 165
 166 /*
 167  * Translate between BIOS device numbers and our private unit numbers.
 168  */
 169 int
 170 bd_bios2unit(int biosdev)
 171 {
 172         int i;
 173
 174         DEBUG("looking for bios device 0x%x", biosdev);
 175         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 176                 DEBUG("bd unit %d is BIOS device 0x%x", i, bdinfo[i].bd_unit);
 177                 if (bdinfo[i].bd_unit == biosdev)
 178                         return (i);
 179         }
 180         return (-1);
 181 }
 182
 183 int
 184 bd_unit2bios(int unit)
 185 {
 186
 187         if ((unit >= 0) && (unit < nbdinfo))
 188                 return (bdinfo[unit].bd_unit);
 189         return (-1);
 190 }
 191
 192 /*
 193  * Quiz the BIOS for disk devices, save a little info about them.
 194  */
 195 static int
 196 bd_init(void)
 197 {
 198         int base, unit, nfd = 0;
 199
 200 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 201         geli_init();
 202 #endif
 203         /* sequence 0, 0x80 */
 204         for (base = 0; base <= 0x80; base += 0x80) {
 205                 for (unit = base; (nbdinfo < MAXBDDEV); unit++) {
 206 #ifndef VIRTUALBOX
 207                         /*
 208                          * Check the BIOS equipment list for number
 209                          * of fixed disks.
 210                          */
 211                         if(base == 0x80 &&
 212                             (nfd >= *(unsigned char *)PTOV(BIOS_NUMDRIVES)))
 213                                 break;
 214 #endif
 215                         bdinfo[nbdinfo].bd_open = 0;
 216                         bdinfo[nbdinfo].bd_bcache = NULL;
 217                         bdinfo[nbdinfo].bd_unit = unit;
 218                         bdinfo[nbdinfo].bd_flags = unit < 0x80 ? BD_FLOPPY: 0;
 219                         if (!bd_int13probe(&bdinfo[nbdinfo]))
 220                                 break;
 221
 222                         /* XXX we need "disk aliases" to make this simpler */
 223                         printf("BIOS drive %c: is disk%d\n", (unit < 0x80) ?
 224                             ('A' + unit): ('C' + unit - 0x80), nbdinfo);
 225                         nbdinfo++;
 226                         if (base == 0x80)
 227                                 nfd++;
 228                 }
 229         }
 230         bcache_add_dev(nbdinfo);
 231         return(0);
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Try to detect a device supported by the legacy int13 BIOS
 236  */
 237 static int
 238 bd_int13probe(struct bdinfo *bd)
 239 {
 240         struct edd_params params;
 241         int ret = 1;    /* assume success */
 242
 243         v86.ctl = V86_FLAGS;
 244         v86.addr = 0x13;
 245         v86.eax = 0x800;
 246         v86.edx = bd->bd_unit;
 247         v86int();
 248
 249         /* Don't error out if we get bad sector number, try EDD as well */
 250         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 251             (v86.edx & 0xff) <= (unsigned)(bd->bd_unit & 0x7f)) /* unit # bad */
 252                 return (0);     /* skip device */
 253
 254         if ((v86.ecx & 0x3f) == 0) /* absurd sector number */
 255                 ret = 0;        /* set error */
 256
 257         /* Convert max cyl # -> # of cylinders */
 258         bd->bd_cyl = ((v86.ecx & 0xc0) << 2) + ((v86.ecx & 0xff00) >> 8) + 1;
 259         /* Convert max head # -> # of heads */
 260         bd->bd_hds = ((v86.edx & 0xff00) >> 8) + 1;
 261         bd->bd_sec = v86.ecx & 0x3f;
 262         bd->bd_type = v86.ebx & 0xff;
 263         bd->bd_flags |= BD_MODEINT13;
 264
 265         /* Calculate sectors count from the geometry */
 266         bd->bd_sectors = bd->bd_cyl * bd->bd_hds * bd->bd_sec;
 267         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 268         DEBUG("unit 0x%x geometry %d/%d/%d", bd->bd_unit, bd->bd_cyl,
 269             bd->bd_hds, bd->bd_sec);
 270
 271         /* Determine if we can use EDD with this device. */
 272         v86.ctl = V86_FLAGS;
 273         v86.addr = 0x13;
 274         v86.eax = 0x4100;
 275         v86.edx = bd->bd_unit;
 276         v86.ebx = 0x55aa;
 277         v86int();
 278         if (V86_CY(v86.efl) ||  /* carry set */
 279             (v86.ebx & 0xffff) != 0xaa55 || /* signature */
 280             (v86.ecx & EDD_INTERFACE_FIXED_DISK) == 0)
 281                 return (ret);   /* return code from int13 AH=08 */
 282
 283         /* EDD supported */
 284         bd->bd_flags |= BD_MODEEDD1;
 285         if ((v86.eax & 0xff00) >= 0x3000)
 286                 bd->bd_flags |= BD_MODEEDD3;
 287         /* Get disk params */
 288         params.len = sizeof(struct edd_params);
 289         v86.ctl = V86_FLAGS;
 290         v86.addr = 0x13;
 291         v86.eax = 0x4800;
 292         v86.edx = bd->bd_unit;
 293         v86.ds = VTOPSEG(&params);
 294         v86.esi = VTOPOFF(&params);
 295         v86int();
 296         if (!V86_CY(v86.efl)) {
 297                 uint64_t total;
 298
 299                 /*
 300                  * Sector size must be a multiple of 512 bytes.
 301                  * An alternate test would be to check power of 2,
 302                  * powerof2(params.sector_size).
 303                  */
 304                 if (params.sector_size % BIOSDISK_SECSIZE)
 305                         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 306                 else
 307                         bd->bd_sectorsize = params.sector_size;
 308
 309                 total = bd->bd_sectorsize * params.sectors;
 310                 if (params.sectors != 0) {
 311                         /* Only update if we did not overflow. */
 312                         if (total > params.sectors)
 313                                 bd->bd_sectors = params.sectors;
 314                 }
 315
 316                 total = (uint64_t)params.cylinders *
 317                     params.heads * params.sectors_per_track;
 318                 if (bd->bd_sectors < total)
 319                         bd->bd_sectors = total;
 320
 321                 ret = 1;
 322         }
 323         DEBUG("unit 0x%x flags %x, sectors %llu, sectorsize %u",
 324             bd->bd_unit, bd->bd_flags, bd->bd_sectors, bd->bd_sectorsize);
 325         return (ret);
 326 }
 327
 328 /*
 329  * Print information about disks
 330  */
 331 static int
 332 bd_print(int verbose)
 333 {
 334         static char line[80];
 335         struct disk_devdesc dev;
 336         int i, ret = 0;
 337
 338         if (nbdinfo == 0)
 339                 return (0);
 340
 341         printf("%s devices:", biosdisk.dv_name);
 342         if ((ret = pager_output("\n")) != 0)
 343                 return (ret);
 344
 345         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 346                 snprintf(line, sizeof(line),
 347                     "    disk%d:   BIOS drive %c (%ju X %u):\n", i,
 348                     (bdinfo[i].bd_unit < 0x80) ? ('A' + bdinfo[i].bd_unit):
 349                     ('C' + bdinfo[i].bd_unit - 0x80),
 350                     (uintmax_t)bdinfo[i].bd_sectors,
 351                     bdinfo[i].bd_sectorsize);
 352                 if ((ret = pager_output(line)) != 0)
 353                         break;
 354                 dev.dd.d_dev = &biosdisk;
 355                 dev.dd.d_unit = i;
 356                 dev.d_slice = -1;
 357                 dev.d_partition = -1;
 358                 if (disk_open(&dev,
 359                     bdinfo[i].bd_sectorsize * bdinfo[i].bd_sectors,
 360                     bdinfo[i].bd_sectorsize) == 0) {
 361                         snprintf(line, sizeof(line), "    disk%d", i);
 362                         ret = disk_print(&dev, line, verbose);
 363                         disk_close(&dev);
 364                         if (ret != 0)
 365                             return (ret);
 366                 }
 367         }
 368         return (ret);
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Attempt to open the disk described by (dev) for use by (f).
 373  *
 374  * Note that the philosophy here is "give them exactly what
 375  * they ask for".  This is necessary because being too "smart"
 376  * about what the user might want leads to complications.
 377  * (eg. given no slice or partition value, with a disk that is
 378  *  sliced - are they after the first BSD slice, or the DOS
 379  *  slice before it?)
 380  */
 381 static int
 382 bd_open(struct open_file *f, ...)
 383 {
 384         struct disk_devdesc *dev, rdev;
 385         struct disk_devdesc disk;
 386         int err, g_err;
 387         va_list ap;
 388         uint64_t size;
 389
 390         va_start(ap, f);
 391         dev = va_arg(ap, struct disk_devdesc *);
 392         va_end(ap);
 393
 394         if (dev->dd.d_unit < 0 || dev->dd.d_unit >= nbdinfo)
 395                 return (EIO);
 396         BD(dev).bd_open++;
 397         if (BD(dev).bd_bcache == NULL)
 398             BD(dev).bd_bcache = bcache_allocate();
 399
 400         /*
 401          * Read disk size from partition.
 402          * This is needed to work around buggy BIOS systems returning
 403          * wrong (truncated) disk media size.
 404          * During bd_probe() we tested if the mulitplication of bd_sectors
 405          * would overflow so it should be safe to perform here.
 406          */
 407         disk.dd.d_dev = dev->dd.d_dev;
 408         disk.dd.d_unit = dev->dd.d_unit;
 409         disk.d_slice = -1;
 410         disk.d_partition = -1;
 411         disk.d_offset = 0;
 412         if (disk_open(&disk, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 413             BD(dev).bd_sectorsize) == 0) {
 414
 415                 if (disk_ioctl(&disk, DIOCGMEDIASIZE, &size) == 0) {
 416                         size /= BD(dev).bd_sectorsize;
 417                         if (size > BD(dev).bd_sectors)
 418                                 BD(dev).bd_sectors = size;
 419                 }
 420                 disk_close(&disk);
 421         }
 422
 423         err = disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 424             BD(dev).bd_sectorsize);
 425
 426 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 427         static char gelipw[GELI_PW_MAXLEN];
 428         char *passphrase;
 429
 430         if (err)
 431                 return (err);
 432
 433         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 434         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_UNKNOWN)
 435                 return (err);
 436
 437         struct dsk dskp;
 438         struct ptable *table = NULL;
 439         struct ptable_entry part;
 440         struct pentry *entry;
 441         int geli_part = 0;
 442
 443         dskp.drive = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 444         dskp.type = dev->dd.d_dev->dv_type;
 445         dskp.unit = dev->dd.d_unit;
 446         dskp.slice = dev->d_slice;
 447         dskp.part = dev->d_partition;
 448         dskp.start = dev->d_offset;
 449
 450         memcpy(&rdev, dev, sizeof(rdev));
 451         /* to read the GPT table, we need to read the first sector */
 452         rdev.d_offset = 0;
 453         /* We need the LBA of the end of the partition */
 454         table = ptable_open(&rdev, BD(dev).bd_sectors,
 455             BD(dev).bd_sectorsize, ptblread);
 456         if (table == NULL) {
 457                 DEBUG("Can't read partition table");
 458                 /* soft failure, return the exit status of disk_open */
 459                 return (err);
 460         }
 461
 462         if (table->type == PTABLE_GPT)
 463                 dskp.part = 255;
 464
 465         STAILQ_FOREACH(entry, &table->entries, entry) {
 466                 dskp.slice = entry->part.index;
 467                 dskp.start = entry->part.start;
 468                 if (is_geli(&dskp) == 0) {
 469                         geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 470                         return (0);
 471                 }
 472                 if (geli_taste(bios_read, &dskp,
 473                     entry->part.end - entry->part.start) == 0) {
 474                         if (geli_havekey(&dskp) == 0) {
 475                                 geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 476                                 geli_part++;
 477                                 continue;
 478                         }
 479                         if ((passphrase = getenv("kern.geom.eli.passphrase"))
 480                             != NULL) {
 481                                 /* Use the cached passphrase */
 482                                 bcopy(passphrase, &gelipw, GELI_PW_MAXLEN);
 483                         }
 484                         if (geli_passphrase(gelipw, dskp.unit, 'p',
 485                                     (dskp.slice > 0 ? dskp.slice : dskp.part),
 486                                     &dskp) == 0) {
 487                                 setenv("kern.geom.eli.passphrase", gelipw, 1);
 488                                 bzero(gelipw, sizeof(gelipw));
 489                                 geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_YES;
 490                                 geli_part++;
 491                                 continue;
 492                         }
 493                 } else
 494                         geli_status[dev->dd.d_unit][dskp.slice] = ISGELI_NO;
 495         }
 496
 497         /* none of the partitions on this disk have GELI */
 498         if (geli_part == 0) {
 499                 /* found no GELI */
 500                 geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] = ISGELI_NO;
 501         }
 502 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 503
 504         return (err);
 505 }
 506
 507 static int
 508 bd_close(struct open_file *f)
 509 {
 510         struct disk_devdesc *dev;
 511
 512         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 513         BD(dev).bd_open--;
 514         if (BD(dev).bd_open == 0) {
 515             bcache_free(BD(dev).bd_bcache);
 516             BD(dev).bd_bcache = NULL;
 517         }
 518         return (disk_close(dev));
 519 }
 520
 521 static int
 522 bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data)
 523 {
 524         struct disk_devdesc *dev;
 525         int rc;
 526
 527         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 528
 529         rc = disk_ioctl(dev, cmd, data);
 530         if (rc != ENOTTY)
 531                 return (rc);
 532
 533         switch (cmd) {
 534         case DIOCGSECTORSIZE:
 535                 *(u_int *)data = BD(dev).bd_sectorsize;
 536                 break;
 537         case DIOCGMEDIASIZE:
 538                 *(uint64_t *)data = BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize;
 539                 break;
 540         default:
 541                 return (ENOTTY);
 542         }
 543         return (0);
 544 }
 545
 546 static int
 547 bd_strategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 548     char *buf, size_t *rsize)
 549 {
 550         struct bcache_devdata bcd;
 551         struct disk_devdesc *dev;
 552
 553         dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 554         bcd.dv_strategy = bd_realstrategy;
 555         bcd.dv_devdata = devdata;
 556         bcd.dv_cache = BD(dev).bd_bcache;
 557         return (bcache_strategy(&bcd, rw, dblk + dev->d_offset,
 558             size, buf, rsize));
 559 }
 560
 561 static int
 562 bd_realstrategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 563     char *buf, size_t *rsize)
 564 {
 565     struct disk_devdesc *dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 566     uint64_t            disk_blocks;
 567     int                 blks, rc;
 568 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 569     char                fragbuf[BIOSDISK_SECSIZE];
 570     size_t              fragsize;
 571
 572     fragsize = size % BIOSDISK_SECSIZE;
 573 #else
 574     if (size % BD(dev).bd_sectorsize)
 575         panic("bd_strategy: %d bytes I/O not multiple of block size", size);
 576 #endif
 577
 578     DEBUG("open_disk %p", dev);
 579
 580     /*
 581      * Check the value of the size argument. We do have quite small
 582      * heap (64MB), but we do not know good upper limit, so we check against
 583      * INT_MAX here. This will also protect us against possible overflows
 584      * while translating block count to bytes.
 585      */
 586     if (size > INT_MAX) {
 587         DEBUG("too large read: %zu bytes", size);
 588         return (EIO);
 589     }
 590
 591     blks = size / BD(dev).bd_sectorsize;
 592     if (dblk > dblk + blks)
 593         return (EIO);
 594
 595     if (rsize)
 596         *rsize = 0;
 597
 598     /* Get disk blocks, this value is either for whole disk or for partition */
 599     if (disk_ioctl(dev, DIOCGMEDIASIZE, &disk_blocks)) {
 600         /* DIOCGMEDIASIZE does return bytes. */
 601         disk_blocks /= BD(dev).bd_sectorsize;
 602     } else {
 603         /* We should not get here. Just try to survive. */
 604         disk_blocks = BD(dev).bd_sectors - dev->d_offset;
 605     }
 606
 607     /* Validate source block address. */
 608     if (dblk < dev->d_offset || dblk >= dev->d_offset + disk_blocks)
 609         return (EIO);
 610
 611     /*
 612      * Truncate if we are crossing disk or partition end.
 613      */
 614     if (dblk + blks >= dev->d_offset + disk_blocks) {
 615         blks = dev->d_offset + disk_blocks - dblk;
 616         size = blks * BD(dev).bd_sectorsize;
 617         DEBUG("short read %d", blks);
 618     }
 619
 620     switch (rw & F_MASK) {
 621     case F_READ:
 622         DEBUG("read %d from %lld to %p", blks, dblk, buf);
 623
 624         if (blks && (rc = bd_read(dev, dblk, blks, buf))) {
 625             /* Filter out floppy controller errors */
 626             if (BD(dev).bd_flags != BD_FLOPPY || rc != 0x20) {
 627                 printf("read %d from %lld to %p, error: 0x%x", blks, dblk,
 628                     buf, rc);
 629             }
 630             return (EIO);
 631         }
 632 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS /* XXX: sector size */
 633         DEBUG("bd_strategy: frag read %d from %d+%d to %p",
 634             fragsize, dblk, blks, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE));
 635         if (fragsize && bd_read(od, dblk + blks, 1, fragsize)) {
 636             DEBUG("frag read error");
 637             return(EIO);
 638         }
 639         bcopy(fragbuf, buf + (blks * BIOSDISK_SECSIZE), fragsize);
 640 #endif
 641         break;
 642     case F_WRITE :
 643         DEBUG("write %d from %d to %p", blks, dblk, buf);
 644
 645         if (blks && bd_write(dev, dblk, blks, buf)) {
 646             DEBUG("write error");
 647             return (EIO);
 648         }
 649 #ifdef BD_SUPPORT_FRAGS
 650         if(fragsize) {
 651             DEBUG("Attempted to write a frag");
 652             return (EIO);
 653         }
 654 #endif
 655         break;
 656     default:
 657         /* DO NOTHING */
 658         return (EROFS);
 659     }
 660
 661     if (rsize)
 662         *rsize = size;
 663     return (0);
 664 }
 665
 666 static int
 667 bd_edd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 668     int write)
 669 {
 670     static struct edd_packet packet;
 671
 672     packet.len = sizeof(struct edd_packet);
 673     packet.count = blks;
 674     packet.off = VTOPOFF(dest);
 675     packet.seg = VTOPSEG(dest);
 676     packet.lba = dblk;
 677     v86.ctl = V86_FLAGS;
 678     v86.addr = 0x13;
 679     if (write)
 680         /* Should we Write with verify ?? 0x4302 ? */
 681         v86.eax = 0x4300;
 682     else
 683         v86.eax = 0x4200;
 684     v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 685     v86.ds = VTOPSEG(&packet);
 686     v86.esi = VTOPOFF(&packet);
 687     v86int();
 688     if (V86_CY(v86.efl))
 689         return (v86.eax >> 8);
 690     return (0);
 691 }
 692
 693 static int
 694 bd_chs_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 695     int write)
 696 {
 697     u_int       x, bpc, cyl, hd, sec;
 698
 699     bpc = BD(dev).bd_sec * BD(dev).bd_hds;      /* blocks per cylinder */
 700     x = dblk;
 701     cyl = x / bpc;                      /* block # / blocks per cylinder */
 702     x %= bpc;                           /* block offset into cylinder */
 703     hd = x / BD(dev).bd_sec;            /* offset / blocks per track */
 704     sec = x % BD(dev).bd_sec;           /* offset into track */
 705
 706     /* correct sector number for 1-based BIOS numbering */
 707     sec++;
 708
 709     if (cyl > 1023)
 710         /* CHS doesn't support cylinders > 1023. */
 711         return (1);
 712
 713     v86.ctl = V86_FLAGS;
 714     v86.addr = 0x13;
 715     if (write)
 716         v86.eax = 0x300 | blks;
 717     else
 718         v86.eax = 0x200 | blks;
 719     v86.ecx = ((cyl & 0xff) << 8) | ((cyl & 0x300) >> 2) | sec;
 720     v86.edx = (hd << 8) | BD(dev).bd_unit;
 721     v86.es = VTOPSEG(dest);
 722     v86.ebx = VTOPOFF(dest);
 723     v86int();
 724     if (V86_CY(v86.efl))
 725         return (v86.eax >> 8);
 726     return (0);
 727 }
 728
 729 static void
 730 bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev)
 731 {
 732         uint8_t buf[8 * 1024];
 733
 734         bd_edd_io(dev, 0xffffffff, 1, (caddr_t)buf, 0);
 735 }
 736
 737
 738 static int
 739 bd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest, int write)
 740 {
 741     u_int       x, sec, result, resid, retry, maxfer;
 742     caddr_t     p, xp, bbuf;
 743
 744     /* Just in case some idiot actually tries to read/write -1 blocks... */
 745     if (blks < 0)
 746         return (-1);
 747
 748     resid = blks;
 749     p = dest;
 750
 751     /*
 752      * Workaround for a problem with some HP ProLiant BIOS failing to work out
 753      * the boot disk after installation. hrs and kuriyama discovered this
 754      * problem with an HP ProLiant DL320e Gen 8 with a 3TB HDD, and discovered
 755      * that an int13h call seems to cause a buffer overrun in the bios. The
 756      * problem is alleviated by doing an extra read before the buggy read. It
 757      * is not immediately known whether other models are similarly affected.
 758      */
 759     if (dblk >= 0x100000000)
 760         bd_io_workaround(dev);
 761
 762     /* Decide whether we have to bounce */
 763     if (VTOP(dest) >> 20 != 0 || (BD(dev).bd_unit < 0x80 &&
 764         (VTOP(dest) >> 16) != (VTOP(dest +
 765         blks * BD(dev).bd_sectorsize) >> 16))) {
 766
 767         /*
 768          * There is a 64k physical boundary somewhere in the
 769          * destination buffer, or the destination buffer is above
 770          * first 1MB of physical memory so we have to arrange a
 771          * suitable bounce buffer.  Allocate a buffer twice as large
 772          * as we need to.  Use the bottom half unless there is a break
 773          * there, in which case we use the top half.
 774          */
 775         x = V86_IO_BUFFER_SIZE / BD(dev).bd_sectorsize;
 776         x = min(x, (unsigned)blks);
 777         bbuf = PTOV(V86_IO_BUFFER);
 778         maxfer = x;             /* limit transfers to bounce region size */
 779     } else {
 780         bbuf = NULL;
 781         maxfer = 0;
 782     }
 783
 784     while (resid > 0) {
 785         /*
 786          * Play it safe and don't cross track boundaries.
 787          * (XXX this is probably unnecessary)
 788          */
 789         sec = dblk % BD(dev).bd_sec;    /* offset into track */
 790         x = min(BD(dev).bd_sec - sec, resid);
 791         if (maxfer > 0)
 792             x = min(x, maxfer);         /* fit bounce buffer */
 793
 794         /* where do we transfer to? */
 795         xp = bbuf == NULL ? p : bbuf;
 796
 797         /*
 798          * Put your Data In, Put your Data out,
 799          * Put your Data In, and shake it all about
 800          */
 801         if (write && bbuf != NULL)
 802             bcopy(p, bbuf, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 803
 804         /*
 805          * Loop retrying the operation a couple of times.  The BIOS
 806          * may also retry.
 807          */
 808         for (retry = 0; retry < 3; retry++) {
 809             /* if retrying, reset the drive */
 810             if (retry > 0) {
 811                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 812                 v86.addr = 0x13;
 813                 v86.eax = 0;
 814                 v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 815                 v86int();
 816             }
 817
 818             if (BD(dev).bd_flags & BD_MODEEDD1)
 819                 result = bd_edd_io(dev, dblk, x, xp, write);
 820             else
 821                 result = bd_chs_io(dev, dblk, x, xp, write);
 822             if (result == 0)
 823                 break;
 824         }
 825
 826         if (write)
 827             DEBUG("Write %d sector(s) from %p (0x%x) to %lld %s", x,
 828                 p, VTOP(p), dblk, result ? "failed" : "ok");
 829         else
 830             DEBUG("Read %d sector(s) from %lld to %p (0x%x) %s", x,
 831                 dblk, p, VTOP(p), result ? "failed" : "ok");
 832         if (result) {
 833             return (result);
 834         }
 835         if (!write && bbuf != NULL)
 836             bcopy(bbuf, p, x * BD(dev).bd_sectorsize);
 837         p += (x * BD(dev).bd_sectorsize);
 838         dblk += x;
 839         resid -= x;
 840     }
 841
 842 /*    hexdump(dest, (blks * BD(dev).bd_sectorsize)); */
 843     return(0);
 844 }
 845
 846 static int
 847 bd_read(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 848 {
 849 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
 850         struct dsk dskp;
 851         off_t p_off, diff;
 852         daddr_t alignlba;
 853         int err, n, alignblks;
 854         char *tmpbuf;
 855
 856         /* if we already know there is no GELI, skip the rest */
 857         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] != ISGELI_YES)
 858                 return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 859
 860         if (geli_status[dev->dd.d_unit][dev->d_slice] == ISGELI_YES) {
 861                 /*
 862                  * Align reads to DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes because partial
 863                  * sectors cannot be decrypted. Round the requested LBA down to
 864                  * nearest multiple of DEV_GELIBOOT_BSIZE bytes.
 865                  */
 866                 alignlba = rounddown2(dblk * BD(dev).bd_sectorsize,
 867                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 868                 /*
 869                  * Round number of blocks to read up to nearest multiple of
 870                  * DEV_GELIBOOT_BSIZE
 871                  */
 872                 diff = (dblk - alignlba) * BD(dev).bd_sectorsize;
 873                 alignblks = roundup2(blks * BD(dev).bd_sectorsize + diff,
 874                     DEV_GELIBOOT_BSIZE) / BD(dev).bd_sectorsize;
 875
 876                 /*
 877                  * If the read is rounded up to a larger size, use a temporary
 878                  * buffer here because the buffer provided by the caller may be
 879                  * too small.
 880                  */
 881                 if (diff == 0) {
 882                         tmpbuf = dest;
 883                 } else {
 884                         tmpbuf = malloc(alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 885                         if (tmpbuf == NULL) {
 886                                 return (-1);
 887                         }
 888                 }
 889
 890                 err = bd_io(dev, alignlba, alignblks, tmpbuf, 0);
 891                 if (err)
 892                         return (err);
 893
 894                 dskp.drive = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 895                 dskp.type = dev->dd.d_dev->dv_type;
 896                 dskp.unit = dev->dd.d_unit;
 897                 dskp.slice = dev->d_slice;
 898                 dskp.part = dev->d_partition;
 899                 dskp.start = dev->d_offset;
 900
 901                 /* GELI needs the offset relative to the partition start */
 902                 p_off = alignlba - dskp.start;
 903
 904                 err = geli_read(&dskp, p_off * BD(dev).bd_sectorsize, (u_char *)tmpbuf,
 905                     alignblks * BD(dev).bd_sectorsize);
 906                 if (err)
 907                         return (err);
 908
 909                 if (tmpbuf != dest) {
 910                         bcopy(tmpbuf + diff, dest, blks * BD(dev).bd_sectorsize);
 911                         free(tmpbuf);
 912                 }
 913                 return (0);
 914         }
 915 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */
 916
 917         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 0));
 918 }
 919
 920 static int
 921 bd_write(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest)
 922 {
 923
 924         return (bd_io(dev, dblk, blks, dest, 1));
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Return the BIOS geometry of a given "fixed drive" in a format
 929  * suitable for the legacy bootinfo structure.  Since the kernel is
 930  * expecting raw int 0x13/0x8 values for N_BIOS_GEOM drives, we
 931  * prefer to get the information directly, rather than rely on being
 932  * able to put it together from information already maintained for
 933  * different purposes and for a probably different number of drives.
 934  *
 935  * For valid drives, the geometry is expected in the format (31..0)
 936  * "000000cc cccccccc hhhhhhhh 00ssssss"; and invalid drives are
 937  * indicated by returning the geometry of a "1.2M" PC-format floppy
 938  * disk.  And, incidentally, what is returned is not the geometry as
 939  * such but the highest valid cylinder, head, and sector numbers.
 940  */
 941 uint32_t
 942 bd_getbigeom(int bunit)
 943 {
 944
 945     v86.ctl = V86_FLAGS;
 946     v86.addr = 0x13;
 947     v86.eax = 0x800;
 948     v86.edx = 0x80 + bunit;
 949     v86int();
 950     if (V86_CY(v86.efl))
 951         return 0x4f010f;
 952     return ((v86.ecx & 0xc0) << 18) | ((v86.ecx & 0xff00) << 8) |
 953            (v86.edx & 0xff00) | (v86.ecx & 0x3f);
 954 }
 955
 956 /*
 957  * Return a suitable dev_t value for (dev).
 958  *
 959  * In the case where it looks like (dev) is a SCSI disk, we allow the number of
 960  * IDE disks to be specified in $num_ide_disks.  There should be a Better Way.
 961  */
 962 int
 963 bd_getdev(struct i386_devdesc *d)
 964 {
 965     struct disk_devdesc         *dev;
 966     int                         biosdev;
 967     int                         major;
 968     int                         rootdev;
 969     char                        *nip, *cp;
 970     int                         i, unit;
 971
 972     dev = (struct disk_devdesc *)d;
 973     biosdev = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 974     DEBUG("unit %d BIOS device %d", dev->dd.d_unit, biosdev);
 975     if (biosdev == -1)                          /* not a BIOS device */
 976         return(-1);
 977     if (disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 978         BD(dev).bd_sectorsize) != 0)            /* oops, not a viable device */
 979             return (-1);
 980     else
 981         disk_close(dev);
 982
 983     if (biosdev < 0x80) {
 984         /* floppy (or emulated floppy) or ATAPI device */
 985         if (bdinfo[dev->dd.d_unit].bd_type == DT_ATAPI) {
 986             /* is an ATAPI disk */
 987             major = WFDMAJOR;
 988         } else {
 989             /* is a floppy disk */
 990             major = FDMAJOR;
 991         }
 992     } else {
 993             /* assume an IDE disk */
 994             major = WDMAJOR;
 995     }
 996     /* default root disk unit number */
 997     unit = biosdev & 0x7f;
 998
 999     /* XXX a better kludge to set the root disk unit number */
1000     if ((nip = getenv("root_disk_unit")) != NULL) {
1001         i = strtol(nip, &cp, 0);
1002         /* check for parse error */
1003         if ((cp != nip) && (*cp == 0))
1004             unit = i;
1005     }
1006
1007     rootdev = MAKEBOOTDEV(major, dev->d_slice + 1, unit, dev->d_partition);
1008     DEBUG("dev is 0x%x\n", rootdev);
1009     return(rootdev);
1010 }
1011
1012 #ifdef LOADER_GELI_SUPPORT
1013 int
1014 bios_read(void *vdev __unused, void *xpriv, off_t off, void *buf, size_t bytes)
1015 {
1016         struct disk_devdesc dev;
1017         struct dsk *priv = xpriv;
1018
1019         dev.dd.d_dev = &biosdisk;
1020         dev.dd.d_unit = priv->unit;
1021         dev.d_slice = priv->slice;
1022         dev.d_partition = priv->part;
1023         dev.d_offset = priv->start;
1024
1025         off = off / BD(&dev).bd_sectorsize;
1026         /* GELI gives us the offset relative to the partition start */
1027         off += dev.d_offset;
1028         bytes = bytes / BD(&dev).bd_sectorsize;
1029
1030         return (bd_io(&dev, off, bytes, buf, 0));
1031 }
1032 #endif /* LOADER_GELI_SUPPORT */