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 #define BIOS_NUMDRIVES          0x475
  54 #define BIOSDISK_SECSIZE        512
  55 #define BUFSIZE                 (1 * BIOSDISK_SECSIZE)
  56
  57 #define DT_ATAPI        0x10    /* disk type for ATAPI floppies */
  58 #define WDMAJOR         0       /* major numbers for devices we frontend for */
  59 #define WFDMAJOR        1
  60 #define FDMAJOR         2
  61 #define DAMAJOR         4
  62
  63 #ifdef DISK_DEBUG
  64 #define DEBUG(fmt, args...)     printf("%s: " fmt "\n", __func__, ## args)
  65 #else
  66 #define DEBUG(fmt, args...)
  67 #endif
  68
  69 /*
  70  * List of BIOS devices, translation from disk unit number to
  71  * BIOS unit number.
  72  */
  73 static struct bdinfo
  74 {
  75         int             bd_unit;        /* BIOS unit number */
  76         int             bd_cyl;         /* BIOS geometry */
  77         int             bd_hds;
  78         int             bd_sec;
  79         int             bd_flags;
  80 #define BD_MODEINT13    0x0000
  81 #define BD_MODEEDD1     0x0001
  82 #define BD_MODEEDD3     0x0002
  83 #define BD_MODEEDD      (BD_MODEEDD1 | BD_MODEEDD3)
  84 #define BD_MODEMASK     0x0003
  85 #define BD_FLOPPY       0x0004
  86 #define BD_NO_MEDIA     0x0008
  87         int             bd_type;        /* BIOS 'drive type' (floppy only) */
  88         uint16_t        bd_sectorsize;  /* Sector size */
  89         uint64_t        bd_sectors;     /* Disk size */
  90         int             bd_open;        /* reference counter */
  91         void            *bd_bcache;     /* buffer cache data */
  92 } bdinfo [MAXBDDEV];
  93 static int nbdinfo = 0;
  94
  95 #define BD(dev)         (bdinfo[(dev)->dd.d_unit])
  96 #define BD_RD           0
  97 #define BD_WR           1
  98
  99 static void bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev);
 100
 101 static int bd_io(struct disk_devdesc *, daddr_t, int, caddr_t, int);
 102 static int bd_int13probe(struct bdinfo *bd);
 103
 104 static int bd_init(void);
 105 static int bd_strategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 106     char *buf, size_t *rsize);
 107 static int bd_realstrategy(void *devdata, int flag, daddr_t dblk, size_t size,
 108     char *buf, size_t *rsize);
 109 static int bd_open(struct open_file *f, ...);
 110 static int bd_close(struct open_file *f);
 111 static int bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data);
 112 static int bd_print(int verbose);
 113
 114 struct devsw biosdisk = {
 115         "disk",
 116         DEVT_DISK,
 117         bd_init,
 118         bd_strategy,
 119         bd_open,
 120         bd_close,
 121         bd_ioctl,
 122         bd_print,
 123         NULL
 124 };
 125
 126 /*
 127  * Translate between BIOS device numbers and our private unit numbers.
 128  */
 129 int
 130 bd_bios2unit(int biosdev)
 131 {
 132         int i;
 133
 134         DEBUG("looking for bios device 0x%x", biosdev);
 135         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 136                 DEBUG("bd unit %d is BIOS device 0x%x", i, bdinfo[i].bd_unit);
 137                 if (bdinfo[i].bd_unit == biosdev)
 138                         return (i);
 139         }
 140         return (-1);
 141 }
 142
 143 int
 144 bd_unit2bios(int unit)
 145 {
 146
 147         if ((unit >= 0) && (unit < nbdinfo))
 148                 return (bdinfo[unit].bd_unit);
 149         return (-1);
 150 }
 151
 152 /*
 153  * Quiz the BIOS for disk devices, save a little info about them.
 154  */
 155 static int
 156 bd_init(void)
 157 {
 158         int base, unit, nfd = 0;
 159
 160         /* sequence 0, 0x80 */
 161         for (base = 0; base <= 0x80; base += 0x80) {
 162                 for (unit = base; (nbdinfo < MAXBDDEV); unit++) {
 163 #ifndef VIRTUALBOX
 164                         /*
 165                          * Check the BIOS equipment list for number
 166                          * of fixed disks.
 167                          */
 168                         if (base == 0x80 &&
 169                             (nfd >= *(unsigned char *)PTOV(BIOS_NUMDRIVES)))
 170                                 break;
 171 #endif
 172                         bdinfo[nbdinfo].bd_open = 0;
 173                         bdinfo[nbdinfo].bd_bcache = NULL;
 174                         bdinfo[nbdinfo].bd_unit = unit;
 175                         bdinfo[nbdinfo].bd_flags = unit < 0x80 ? BD_FLOPPY: 0;
 176                         if (!bd_int13probe(&bdinfo[nbdinfo]))
 177                                 break;
 178
 179                         /* XXX we need "disk aliases" to make this simpler */
 180                         printf("BIOS drive %c: is disk%d\n", (unit < 0x80) ?
 181                             ('A' + unit): ('C' + unit - 0x80), nbdinfo);
 182                         nbdinfo++;
 183                         if (base == 0x80)
 184                                 nfd++;
 185                 }
 186         }
 187         bcache_add_dev(nbdinfo);
 188         return (0);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * Return EDD version or 0 if EDD is not supported on this drive.
 193  */
 194 static int
 195 bd_check_extensions(int unit)
 196 {
 197         /* Determine if we can use EDD with this device. */
 198         v86.ctl = V86_FLAGS;
 199         v86.addr = 0x13;
 200         v86.eax = 0x4100;
 201         v86.edx = unit;
 202         v86.ebx = 0x55aa;
 203         v86int();
 204
 205         if (V86_CY(v86.efl) ||                  /* carry set */
 206             (v86.ebx & 0xffff) != 0xaa55)       /* signature */
 207                 return (0);
 208
 209         /* extended disk access functions (AH=42h-44h,47h,48h) supported */
 210         if ((v86.ecx & EDD_INTERFACE_FIXED_DISK) == 0)
 211                 return (0);
 212
 213         return ((v86.eax >> 8) & 0xff);
 214 }
 215
 216 static void
 217 bd_reset_disk(int unit)
 218 {
 219         /* reset disk */
 220         v86.ctl = V86_FLAGS;
 221         v86.addr = 0x13;
 222         v86.eax = 0;
 223         v86.edx = unit;
 224         v86int();
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Read CHS info. Return 0 on success, error otherwise.
 229  */
 230 static int
 231 bd_get_diskinfo_std(struct bdinfo *bd)
 232 {
 233         bzero(&v86, sizeof(v86));
 234         v86.ctl = V86_FLAGS;
 235         v86.addr = 0x13;
 236         v86.eax = 0x800;
 237         v86.edx = bd->bd_unit;
 238         v86int();
 239
 240         if (V86_CY(v86.efl) && ((v86.eax & 0xff00) != 0))
 241                 return ((v86.eax & 0xff00) >> 8);
 242
 243         /* return custom error on absurd sector number */
 244         if ((v86.ecx & 0x3f) == 0)
 245                 return (0x60);
 246
 247         bd->bd_cyl = ((v86.ecx & 0xc0) << 2) + ((v86.ecx & 0xff00) >> 8) + 1;
 248         /* Convert max head # -> # of heads */
 249         bd->bd_hds = ((v86.edx & 0xff00) >> 8) + 1;
 250         bd->bd_sec = v86.ecx & 0x3f;
 251         bd->bd_type = v86.ebx;
 252         bd->bd_sectors = (uint64_t)bd->bd_cyl * bd->bd_hds * bd->bd_sec;
 253
 254         return (0);
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Read EDD info. Return 0 on success, error otherwise.
 259  */
 260 static int
 261 bd_get_diskinfo_ext(struct bdinfo *bd)
 262 {
 263         struct edd_params params;
 264         uint64_t total;
 265
 266         /* Get disk params */
 267         bzero(&params, sizeof(params));
 268         params.len = sizeof(params);
 269         v86.ctl = V86_FLAGS;
 270         v86.addr = 0x13;
 271         v86.eax = 0x4800;
 272         v86.edx = bd->bd_unit;
 273         v86.ds = VTOPSEG(&params);
 274         v86.esi = VTOPOFF(&params);
 275         v86int();
 276
 277         if (V86_CY(v86.efl) && ((v86.eax & 0xff00) != 0))
 278                 return ((v86.eax & 0xff00) >> 8);
 279
 280         /*
 281          * Sector size must be a multiple of 512 bytes.
 282          * An alternate test would be to check power of 2,
 283          * powerof2(params.sector_size).
 284          * 4K is largest read buffer we can use at this time.
 285          */
 286         if (params.sector_size >= 512 &&
 287             params.sector_size <= 4096 &&
 288             (params.sector_size % BIOSDISK_SECSIZE) == 0)
 289                 bd->bd_sectorsize = params.sector_size;
 290
 291         bd->bd_cyl = params.cylinders;
 292         bd->bd_hds = params.heads;
 293         bd->bd_sec = params.sectors_per_track;
 294
 295         if (params.sectors != 0) {
 296                 total = params.sectors;
 297         } else {
 298                 total = (uint64_t)params.cylinders *
 299                     params.heads * params.sectors_per_track;
 300         }
 301         bd->bd_sectors = total;
 302
 303         return (0);
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Try to detect a device supported by the legacy int13 BIOS
 308  */
 309 static int
 310 bd_int13probe(struct bdinfo *bd)
 311 {
 312         int edd;
 313         int ret;
 314
 315         bd->bd_flags &= ~BD_NO_MEDIA;
 316
 317         edd = bd_check_extensions(bd->bd_unit);
 318         if (edd == 0)
 319                 bd->bd_flags |= BD_MODEINT13;
 320         else if (edd < 0x30)
 321                 bd->bd_flags |= BD_MODEEDD1;
 322         else
 323                 bd->bd_flags |= BD_MODEEDD3;
 324
 325         /* Default sector size */
 326         bd->bd_sectorsize = BIOSDISK_SECSIZE;
 327
 328         /*
 329          * Test if the floppy device is present, so we can avoid receiving
 330          * bogus information from bd_get_diskinfo_std().
 331          */
 332         if (bd->bd_unit < 0x80) {
 333                 /* reset disk */
 334                 bd_reset_disk(bd->bd_unit);
 335
 336                 /* Get disk type */
 337                 v86.ctl = V86_FLAGS;
 338                 v86.addr = 0x13;
 339                 v86.eax = 0x1500;
 340                 v86.edx = bd->bd_unit;
 341                 v86int();
 342                 if (V86_CY(v86.efl) || (v86.eax & 0x300) == 0)
 343                         return (0);
 344         }
 345
 346         ret = 1;
 347         if (edd != 0)
 348                 ret = bd_get_diskinfo_ext(bd);
 349         if (ret != 0 || bd->bd_sectors == 0)
 350                 ret = bd_get_diskinfo_std(bd);
 351
 352         if (ret != 0 && bd->bd_unit < 0x80) {
 353                 /* Set defaults for 1.44 floppy */
 354                 bd->bd_cyl = 80;
 355                 bd->bd_hds = 2;
 356                 bd->bd_sec = 18;
 357                 bd->bd_type = 4;
 358                 bd->bd_sectors = 2880;
 359                 /* Since we are there, there most likely is no media */
 360                 bd->bd_flags |= BD_NO_MEDIA;
 361                 ret = 0;
 362         }
 363
 364         if (ret != 0) {
 365                 if (bd->bd_sectors != 0 && edd != 0) {
 366                         bd->bd_sec = 63;
 367                         bd->bd_hds = 255;
 368                         bd->bd_cyl =
 369                             (bd->bd_sectors + bd->bd_sec * bd->bd_hds - 1) /
 370                             bd->bd_sec * bd->bd_hds;
 371                 } else {
 372                         printf("Can not get information about %s unit %#x\n",
 373                             biosdisk.dv_name, bd->bd_unit);
 374                         return (0);
 375                 }
 376         }
 377
 378         if (bd->bd_sec == 0)
 379                 bd->bd_sec = 63;
 380         if (bd->bd_hds == 0)
 381                 bd->bd_hds = 255;
 382
 383         if (bd->bd_sectors == 0)
 384                 bd->bd_sectors = (uint64_t)bd->bd_cyl * bd->bd_hds * bd->bd_sec;
 385
 386         DEBUG("unit 0x%x geometry %d/%d/%d", bd->bd_unit, bd->bd_cyl,
 387             bd->bd_hds, bd->bd_sec);
 388
 389         return (1);
 390 }
 391
 392 /*
 393  * Print information about disks
 394  */
 395 static int
 396 bd_print(int verbose)
 397 {
 398         static char line[80];
 399         struct disk_devdesc dev;
 400         int i, ret = 0;
 401
 402         if (nbdinfo == 0)
 403                 return (0);
 404
 405         printf("%s devices:", biosdisk.dv_name);
 406         if ((ret = pager_output("\n")) != 0)
 407                 return (ret);
 408
 409         for (i = 0; i < nbdinfo; i++) {
 410                 snprintf(line, sizeof(line),
 411                     "    disk%d:   BIOS drive %c (%s%ju X %u):\n", i,
 412                     (bdinfo[i].bd_unit < 0x80) ? ('A' + bdinfo[i].bd_unit):
 413                     ('C' + bdinfo[i].bd_unit - 0x80),
 414                     (bdinfo[i].bd_flags & BD_NO_MEDIA) == BD_NO_MEDIA ?
 415                     "no media, " : "",
 416                     (uintmax_t)bdinfo[i].bd_sectors,
 417                     bdinfo[i].bd_sectorsize);
 418                 if ((ret = pager_output(line)) != 0)
 419                         break;
 420
 421                 dev.dd.d_dev = &biosdisk;
 422                 dev.dd.d_unit = i;
 423                 dev.d_slice = -1;
 424                 dev.d_partition = -1;
 425                 if (disk_open(&dev,
 426                     bdinfo[i].bd_sectorsize * bdinfo[i].bd_sectors,
 427                     bdinfo[i].bd_sectorsize) == 0) {
 428                         snprintf(line, sizeof(line), "    disk%d", i);
 429                         ret = disk_print(&dev, line, verbose);
 430                         disk_close(&dev);
 431                         if (ret != 0)
 432                                 break;
 433                 }
 434         }
 435         return (ret);
 436 }
 437
 438 /*
 439  * Attempt to open the disk described by (dev) for use by (f).
 440  *
 441  * Note that the philosophy here is "give them exactly what
 442  * they ask for".  This is necessary because being too "smart"
 443  * about what the user might want leads to complications.
 444  * (eg. given no slice or partition value, with a disk that is
 445  *  sliced - are they after the first BSD slice, or the DOS
 446  *  slice before it?)
 447  */
 448 static int
 449 bd_open(struct open_file *f, ...)
 450 {
 451         struct disk_devdesc *dev;
 452         struct disk_devdesc disk;
 453         va_list ap;
 454         uint64_t size;
 455         int rc;
 456
 457         va_start(ap, f);
 458         dev = va_arg(ap, struct disk_devdesc *);
 459         va_end(ap);
 460
 461         if (dev->dd.d_unit < 0 || dev->dd.d_unit >= nbdinfo)
 462                 return (EIO);
 463
 464         if ((BD(dev).bd_flags & BD_NO_MEDIA) == BD_NO_MEDIA) {
 465                 if (!bd_int13probe(&BD(dev)))
 466                         return (EIO);
 467         }
 468         BD(dev).bd_open++;
 469         if (BD(dev).bd_bcache == NULL)
 470             BD(dev).bd_bcache = bcache_allocate();
 471
 472         /*
 473          * Read disk size from partition.
 474          * This is needed to work around buggy BIOS systems returning
 475          * wrong (truncated) disk media size.
 476          * During bd_probe() we tested if the mulitplication of bd_sectors
 477          * would overflow so it should be safe to perform here.
 478          */
 479         disk.dd.d_dev = dev->dd.d_dev;
 480         disk.dd.d_unit = dev->dd.d_unit;
 481         disk.d_slice = -1;
 482         disk.d_partition = -1;
 483         disk.d_offset = 0;
 484
 485         if (disk_open(&disk, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 486             BD(dev).bd_sectorsize) == 0) {
 487
 488                 if (disk_ioctl(&disk, DIOCGMEDIASIZE, &size) == 0) {
 489                         size /= BD(dev).bd_sectorsize;
 490                         if (size > BD(dev).bd_sectors)
 491                                 BD(dev).bd_sectors = size;
 492                 }
 493                 disk_close(&disk);
 494         }
 495
 496         rc = disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 497             BD(dev).bd_sectorsize);
 498         if (rc != 0) {
 499                 BD(dev).bd_open--;
 500                 if (BD(dev).bd_open == 0) {
 501                         bcache_free(BD(dev).bd_bcache);
 502                         BD(dev).bd_bcache = NULL;
 503                 }
 504         }
 505         return (rc);
 506 }
 507
 508 static int
 509 bd_close(struct open_file *f)
 510 {
 511         struct disk_devdesc *dev;
 512
 513         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 514         BD(dev).bd_open--;
 515         if (BD(dev).bd_open == 0) {
 516             bcache_free(BD(dev).bd_bcache);
 517             BD(dev).bd_bcache = NULL;
 518         }
 519         return (disk_close(dev));
 520 }
 521
 522 static int
 523 bd_ioctl(struct open_file *f, u_long cmd, void *data)
 524 {
 525         struct disk_devdesc *dev;
 526         int rc;
 527
 528         dev = (struct disk_devdesc *)f->f_devdata;
 529
 530         rc = disk_ioctl(dev, cmd, data);
 531         if (rc != ENOTTY)
 532                 return (rc);
 533
 534         switch (cmd) {
 535         case DIOCGSECTORSIZE:
 536                 *(uint32_t *)data = BD(dev).bd_sectorsize;
 537                 break;
 538         case DIOCGMEDIASIZE:
 539                 *(uint64_t *)data = BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize;
 540                 break;
 541         default:
 542                 return (ENOTTY);
 543         }
 544         return (0);
 545 }
 546
 547 static int
 548 bd_strategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 549     char *buf, size_t *rsize)
 550 {
 551         struct bcache_devdata bcd;
 552         struct disk_devdesc *dev;
 553
 554         dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 555         bcd.dv_strategy = bd_realstrategy;
 556         bcd.dv_devdata = devdata;
 557         bcd.dv_cache = BD(dev).bd_bcache;
 558         return (bcache_strategy(&bcd, rw, dblk + dev->d_offset, size,
 559             buf, rsize));
 560 }
 561
 562 static int
 563 bd_realstrategy(void *devdata, int rw, daddr_t dblk, size_t size,
 564     char *buf, size_t *rsize)
 565 {
 566         struct disk_devdesc *dev = (struct disk_devdesc *)devdata;
 567         uint64_t disk_blocks, offset;
 568         size_t blks, blkoff, bsize, rest;
 569         caddr_t bbuf;
 570         int rc;
 571
 572         /*
 573          * First make sure the IO size is a multiple of 512 bytes. While we do
 574          * process partial reads below, the strategy mechanism is built
 575          * assuming IO is a multiple of 512B blocks. If the request is not
 576          * a multiple of 512B blocks, it has to be some sort of bug.
 577          */
 578         if (size == 0 || (size % BIOSDISK_SECSIZE) != 0) {
 579                 printf("bd_strategy: %d bytes I/O not multiple of %d\n",
 580                     size, BIOSDISK_SECSIZE);
 581                 return (EIO);
 582         }
 583
 584         DEBUG("open_disk %p", dev);
 585
 586         offset = dblk * BIOSDISK_SECSIZE;
 587         dblk = offset / BD(dev).bd_sectorsize;
 588         blkoff = offset % BD(dev).bd_sectorsize;
 589
 590         /*
 591          * Check the value of the size argument. We do have quite small
 592          * heap (64MB), but we do not know good upper limit, so we check against
 593          * INT_MAX here. This will also protect us against possible overflows
 594          * while translating block count to bytes.
 595          */
 596         if (size > INT_MAX) {
 597                 DEBUG("too large I/O: %zu bytes", size);
 598                 return (EIO);
 599         }
 600
 601         blks = size / BD(dev).bd_sectorsize;
 602         if (blks == 0 || (size % BD(dev).bd_sectorsize) != 0)
 603                 blks++;
 604
 605         if (dblk > dblk + blks)
 606                 return (EIO);
 607
 608         if (rsize)
 609                 *rsize = 0;
 610
 611         /*
 612          * Get disk blocks, this value is either for whole disk or for
 613          * partition.
 614          */
 615         if (disk_ioctl(dev, DIOCGMEDIASIZE, &disk_blocks) == 0) {
 616                 /* DIOCGMEDIASIZE does return bytes. */
 617                 disk_blocks /= BD(dev).bd_sectorsize;
 618         } else {
 619                 /* We should not get here. Just try to survive. */
 620                 disk_blocks = BD(dev).bd_sectors - dev->d_offset;
 621         }
 622
 623         /* Validate source block address. */
 624         if (dblk < dev->d_offset || dblk >= dev->d_offset + disk_blocks)
 625                 return (EIO);
 626
 627         /*
 628          * Truncate if we are crossing disk or partition end.
 629          */
 630         if (dblk + blks >= dev->d_offset + disk_blocks) {
 631                 blks = dev->d_offset + disk_blocks - dblk;
 632                 size = blks * BD(dev).bd_sectorsize;
 633                 DEBUG("short I/O %d", blks);
 634         }
 635
 636         if (V86_IO_BUFFER_SIZE / BD(dev).bd_sectorsize == 0)
 637                 panic("BUG: Real mode buffer is too small\n");
 638
 639         bbuf = PTOV(V86_IO_BUFFER);
 640         rest = size;
 641
 642         while (blks > 0) {
 643                 int x = min(blks, V86_IO_BUFFER_SIZE / BD(dev).bd_sectorsize);
 644
 645                 switch (rw & F_MASK) {
 646                 case F_READ:
 647                         DEBUG("read %d from %lld to %p", x, dblk, buf);
 648                         bsize = BD(dev).bd_sectorsize * x - blkoff;
 649                         if (rest < bsize)
 650                                 bsize = rest;
 651
 652                         if ((rc = bd_io(dev, dblk, x, bbuf, BD_RD)) != 0)
 653                                 return (EIO);
 654
 655                         bcopy(bbuf + blkoff, buf, bsize);
 656                         break;
 657                 case F_WRITE :
 658                         DEBUG("write %d from %lld to %p", x, dblk, buf);
 659                         if (blkoff != 0) {
 660                                 /*
 661                                  * We got offset to sector, read 1 sector to
 662                                  * bbuf.
 663                                  */
 664                                 x = 1;
 665                                 bsize = BD(dev).bd_sectorsize - blkoff;
 666                                 bsize = min(bsize, rest);
 667                                 rc = bd_io(dev, dblk, x, bbuf, BD_RD);
 668                         } else if (rest < BD(dev).bd_sectorsize) {
 669                                 /*
 670                                  * The remaining block is not full
 671                                  * sector. Read 1 sector to bbuf.
 672                                  */
 673                                 x = 1;
 674                                 bsize = rest;
 675                                 rc = bd_io(dev, dblk, x, bbuf, BD_RD);
 676                         } else {
 677                                 /* We can write full sector(s). */
 678                                 bsize = BD(dev).bd_sectorsize * x;
 679                         }
 680                         /*
 681                          * Put your Data In, Put your Data out,
 682                          * Put your Data In, and shake it all about
 683                          */
 684                         bcopy(buf, bbuf + blkoff, bsize);
 685                         if ((rc = bd_io(dev, dblk, x, bbuf, BD_WR)) != 0)
 686                                 return (EIO);
 687
 688                         break;
 689                 default:
 690                         /* DO NOTHING */
 691                         return (EROFS);
 692                 }
 693
 694                 blkoff = 0;
 695                 buf += bsize;
 696                 rest -= bsize;
 697                 blks -= x;
 698                 dblk += x;
 699         }
 700
 701         if (rsize != NULL)
 702                 *rsize = size;
 703         return (0);
 704 }
 705
 706 static int
 707 bd_edd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 708     int dowrite)
 709 {
 710         static struct edd_packet packet;
 711
 712         packet.len = sizeof(struct edd_packet);
 713         packet.count = blks;
 714         packet.off = VTOPOFF(dest);
 715         packet.seg = VTOPSEG(dest);
 716         packet.lba = dblk;
 717         v86.ctl = V86_FLAGS;
 718         v86.addr = 0x13;
 719         /* Should we Write with verify ?? 0x4302 ? */
 720         if (dowrite == BD_WR)
 721                 v86.eax = 0x4300;
 722         else
 723                 v86.eax = 0x4200;
 724         v86.edx = BD(dev).bd_unit;
 725         v86.ds = VTOPSEG(&packet);
 726         v86.esi = VTOPOFF(&packet);
 727         v86int();
 728         if (V86_CY(v86.efl))
 729                 return (v86.eax >> 8);
 730         return (0);
 731 }
 732
 733 static int
 734 bd_chs_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 735     int dowrite)
 736 {
 737         uint32_t x, bpc, cyl, hd, sec;
 738
 739         bpc = BD(dev).bd_sec * BD(dev).bd_hds;  /* blocks per cylinder */
 740         x = dblk;
 741         cyl = x / bpc;                  /* block # / blocks per cylinder */
 742         x %= bpc;                               /* block offset into cylinder */
 743         hd = x / BD(dev).bd_sec;                /* offset / blocks per track */
 744         sec = x % BD(dev).bd_sec;               /* offset into track */
 745
 746         /* correct sector number for 1-based BIOS numbering */
 747         sec++;
 748
 749         if (cyl > 1023) {
 750                 /* CHS doesn't support cylinders > 1023. */
 751                 return (1);
 752         }
 753
 754         v86.ctl = V86_FLAGS;
 755         v86.addr = 0x13;
 756         if (dowrite == BD_WR)
 757                 v86.eax = 0x300 | blks;
 758         else
 759                 v86.eax = 0x200 | blks;
 760         v86.ecx = ((cyl & 0xff) << 8) | ((cyl & 0x300) >> 2) | sec;
 761         v86.edx = (hd << 8) | BD(dev).bd_unit;
 762         v86.es = VTOPSEG(dest);
 763         v86.ebx = VTOPOFF(dest);
 764         v86int();
 765         if (V86_CY(v86.efl))
 766                 return (v86.eax >> 8);
 767         return (0);
 768 }
 769
 770 static void
 771 bd_io_workaround(struct disk_devdesc *dev)
 772 {
 773         uint8_t buf[8 * 1024];
 774
 775         bd_edd_io(dev, 0xffffffff, 1, (caddr_t)buf, BD_RD);
 776 }
 777
 778 static int
 779 bd_io(struct disk_devdesc *dev, daddr_t dblk, int blks, caddr_t dest,
 780     int dowrite)
 781 {
 782         int result, retry;
 783
 784         /* Just in case some idiot actually tries to read/write -1 blocks... */
 785         if (blks < 0)
 786                 return (-1);
 787
 788         /*
 789          * Workaround for a problem with some HP ProLiant BIOS failing to work
 790          * out the boot disk after installation. hrs and kuriyama discovered
 791          * this problem with an HP ProLiant DL320e Gen 8 with a 3TB HDD, and
 792          * discovered that an int13h call seems to cause a buffer overrun in
 793          * the bios. The problem is alleviated by doing an extra read before
 794          * the buggy read. It is not immediately known whether other models
 795          * are similarly affected.
 796          * Loop retrying the operation a couple of times.  The BIOS
 797          * may also retry.
 798          */
 799         if (dowrite == BD_RD && dblk >= 0x100000000)
 800                 bd_io_workaround(dev);
 801         for (retry = 0; retry < 3; retry++) {
 802                 if (BD(dev).bd_flags & BD_MODEEDD)
 803                         result = bd_edd_io(dev, dblk, blks, dest, dowrite);
 804                 else
 805                         result = bd_chs_io(dev, dblk, blks, dest, dowrite);
 806
 807                 if (result == 0) {
 808                         if (BD(dev).bd_flags & BD_NO_MEDIA)
 809                                 BD(dev).bd_flags &= ~BD_NO_MEDIA;
 810                         break;
 811                 }
 812
 813                 bd_reset_disk(BD(dev).bd_unit);
 814
 815                 /*
 816                  * Error codes:
 817                  * 20h  controller failure
 818                  * 31h  no media in drive (IBM/MS INT 13 extensions)
 819                  * 80h  no media in drive, VMWare (Fusion)
 820                  * There is no reason to repeat the IO with errors above.
 821                  */
 822                 if (result == 0x20 || result == 0x31 || result == 0x80) {
 823                         BD(dev).bd_flags |= BD_NO_MEDIA;
 824                         break;
 825                 }
 826         }
 827
 828         if (result != 0 && (BD(dev).bd_flags & BD_NO_MEDIA) == 0) {
 829                 if (dowrite == BD_WR) {
 830                         printf("%s%d: Write %d sector(s) from %p (0x%x) "
 831                             "to %lld: 0x%x\n", dev->dd.d_dev->dv_name,
 832                             dev->dd.d_unit, blks, dest, VTOP(dest), dblk,
 833                             result);
 834                 } else {
 835                         printf("%s%d: Read %d sector(s) from %lld to %p "
 836                             "(0x%x): 0x%x\n", dev->dd.d_dev->dv_name,
 837                             dev->dd.d_unit, blks, dblk, dest, VTOP(dest),
 838                             result);
 839                 }
 840         }
 841
 842         return (result);
 843 }
 844
 845 /*
 846  * Return the BIOS geometry of a given "fixed drive" in a format
 847  * suitable for the legacy bootinfo structure.  Since the kernel is
 848  * expecting raw int 0x13/0x8 values for N_BIOS_GEOM drives, we
 849  * prefer to get the information directly, rather than rely on being
 850  * able to put it together from information already maintained for
 851  * different purposes and for a probably different number of drives.
 852  *
 853  * For valid drives, the geometry is expected in the format (31..0)
 854  * "000000cc cccccccc hhhhhhhh 00ssssss"; and invalid drives are
 855  * indicated by returning the geometry of a "1.2M" PC-format floppy
 856  * disk.  And, incidentally, what is returned is not the geometry as
 857  * such but the highest valid cylinder, head, and sector numbers.
 858  */
 859 uint32_t
 860 bd_getbigeom(int bunit)
 861 {
 862
 863         v86.ctl = V86_FLAGS;
 864         v86.addr = 0x13;
 865         v86.eax = 0x800;
 866         v86.edx = 0x80 + bunit;
 867         v86int();
 868         if (V86_CY(v86.efl))
 869                 return (0x4f010f);
 870         return (((v86.ecx & 0xc0) << 18) | ((v86.ecx & 0xff00) << 8) |
 871             (v86.edx & 0xff00) | (v86.ecx & 0x3f));
 872 }
 873
 874 /*
 875  * Return a suitable dev_t value for (dev).
 876  *
 877  * In the case where it looks like (dev) is a SCSI disk, we allow the number of
 878  * IDE disks to be specified in $num_ide_disks.  There should be a Better Way.
 879  */
 880 int
 881 bd_getdev(struct i386_devdesc *d)
 882 {
 883         struct disk_devdesc *dev;
 884         int     biosdev;
 885         int     major;
 886         int     rootdev;
 887         char    *nip, *cp;
 888         int     i, unit;
 889
 890         dev = (struct disk_devdesc *)d;
 891         biosdev = bd_unit2bios(dev->dd.d_unit);
 892         DEBUG("unit %d BIOS device %d", dev->dd.d_unit, biosdev);
 893         if (biosdev == -1)                      /* not a BIOS device */
 894                 return (-1);
 895         if (disk_open(dev, BD(dev).bd_sectors * BD(dev).bd_sectorsize,
 896             BD(dev).bd_sectorsize) != 0)        /* oops, not a viable device */
 897                 return (-1);
 898         else
 899                 disk_close(dev);
 900
 901         if (biosdev < 0x80) {
 902                 /* floppy (or emulated floppy) or ATAPI device */
 903                 if (bdinfo[dev->dd.d_unit].bd_type == DT_ATAPI) {
 904                         /* is an ATAPI disk */
 905                         major = WFDMAJOR;
 906                 } else {
 907                         /* is a floppy disk */
 908                         major = FDMAJOR;
 909                 }
 910         } else {
 911                 /* assume an IDE disk */
 912                 major = WDMAJOR;
 913         }
 914         /* default root disk unit number */
 915         unit = biosdev & 0x7f;
 916
 917         /* XXX a better kludge to set the root disk unit number */
 918         if ((nip = getenv("root_disk_unit")) != NULL) {
 919                 i = strtol(nip, &cp, 0);
 920                 /* check for parse error */
 921                 if ((cp != nip) && (*cp == 0))
 922                         unit = i;
 923         }
 924
 925         rootdev = MAKEBOOTDEV(major, dev->d_slice + 1, unit, dev->d_partition);
 926         DEBUG("dev is 0x%x\n", rootdev);
 927         return (rootdev);
 928 }