usr.sbin/bhyve/pci_ahci.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2013  Zhixiang Yu <zcore@freebsd.org>
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/linker_set.h>
  34 #include <sys/stat.h>
  35 #include <sys/uio.h>
  36 #include <sys/ioctl.h>
  37 #include <sys/disk.h>
  38 #include <sys/ata.h>
  39 #include <sys/endian.h>
  40
  41 #include <errno.h>
  42 #include <fcntl.h>
  43 #include <stdio.h>
  44 #include <stdlib.h>
  45 #include <stdint.h>
  46 #include <string.h>
  47 #include <strings.h>
  48 #include <unistd.h>
  49 #include <assert.h>
  50 #include <pthread.h>
  51 #include <inttypes.h>
  52
  53 #include "bhyverun.h"
  54 #include "pci_emul.h"
  55 #include "ahci.h"
  56 #include "block_if.h"
  57
  58 #define MAX_PORTS       6       /* Intel ICH8 AHCI supports 6 ports */
  59
  60 #define PxSIG_ATA       0x00000101 /* ATA drive */
  61 #define PxSIG_ATAPI     0xeb140101 /* ATAPI drive */
  62
  63 enum sata_fis_type {
  64         FIS_TYPE_REGH2D         = 0x27, /* Register FIS - host to device */
  65         FIS_TYPE_REGD2H         = 0x34, /* Register FIS - device to host */
  66         FIS_TYPE_DMAACT         = 0x39, /* DMA activate FIS - device to host */
  67         FIS_TYPE_DMASETUP       = 0x41, /* DMA setup FIS - bidirectional */
  68         FIS_TYPE_DATA           = 0x46, /* Data FIS - bidirectional */
  69         FIS_TYPE_BIST           = 0x58, /* BIST activate FIS - bidirectional */
  70         FIS_TYPE_PIOSETUP       = 0x5F, /* PIO setup FIS - device to host */
  71         FIS_TYPE_SETDEVBITS     = 0xA1, /* Set dev bits FIS - device to host */
  72 };
  73
  74 /*
  75  * SCSI opcodes
  76  */
  77 #define TEST_UNIT_READY         0x00
  78 #define REQUEST_SENSE           0x03
  79 #define INQUIRY                 0x12
  80 #define START_STOP_UNIT         0x1B
  81 #define PREVENT_ALLOW           0x1E
  82 #define READ_CAPACITY           0x25
  83 #define READ_10                 0x28
  84 #define POSITION_TO_ELEMENT     0x2B
  85 #define READ_TOC                0x43
  86 #define GET_EVENT_STATUS_NOTIFICATION 0x4A
  87 #define MODE_SENSE_10           0x5A
  88 #define READ_12                 0xA8
  89 #define READ_CD                 0xBE
  90
  91 /*
  92  * SCSI mode page codes
  93  */
  94 #define MODEPAGE_RW_ERROR_RECOVERY      0x01
  95 #define MODEPAGE_CD_CAPABILITIES        0x2A
  96
  97 /*
  98  * Debug printf
  99  */
 100 #ifdef AHCI_DEBUG
 101 static FILE *dbg;
 102 #define DPRINTF(format, arg...) do{fprintf(dbg, format, ##arg);fflush(dbg);}while(0)
 103 #else
 104 #define DPRINTF(format, arg...)
 105 #endif
 106 #define WPRINTF(format, arg...) printf(format, ##arg)
 107
 108 struct ahci_ioreq {
 109         struct blockif_req io_req;
 110         struct ahci_port *io_pr;
 111         STAILQ_ENTRY(ahci_ioreq) io_list;
 112         uint8_t *cfis;
 113         uint32_t len;
 114         uint32_t done;
 115         int slot;
 116         int prdtl;
 117 };
 118
 119 struct ahci_port {
 120         struct blockif_ctxt *bctx;
 121         struct pci_ahci_softc *pr_sc;
 122         uint8_t *cmd_lst;
 123         uint8_t *rfis;
 124         int atapi;
 125         int reset;
 126         int mult_sectors;
 127         uint8_t xfermode;
 128         uint8_t sense_key;
 129         uint8_t asc;
 130
 131         uint32_t clb;
 132         uint32_t clbu;
 133         uint32_t fb;
 134         uint32_t fbu;
 135         uint32_t is;
 136         uint32_t ie;
 137         uint32_t cmd;
 138         uint32_t unused0;
 139         uint32_t tfd;
 140         uint32_t sig;
 141         uint32_t ssts;
 142         uint32_t sctl;
 143         uint32_t serr;
 144         uint32_t sact;
 145         uint32_t ci;
 146         uint32_t sntf;
 147         uint32_t fbs;
 148
 149         /*
 150          * i/o request info
 151          */
 152         struct ahci_ioreq *ioreq;
 153         int ioqsz;
 154         STAILQ_HEAD(ahci_fhead, ahci_ioreq) iofhd;
 155 };
 156
 157 struct ahci_cmd_hdr {
 158         uint16_t flags;
 159         uint16_t prdtl;
 160         uint32_t prdbc;
 161         uint64_t ctba;
 162         uint32_t reserved[4];
 163 };
 164
 165 struct ahci_prdt_entry {
 166         uint64_t dba;
 167         uint32_t reserved;
 168         uint32_t dbc;
 169 };
 170
 171 struct pci_ahci_softc {
 172         struct pci_devinst *asc_pi;
 173         pthread_mutex_t mtx;
 174         int ports;
 175         uint32_t cap;
 176         uint32_t ghc;
 177         uint32_t is;
 178         uint32_t pi;
 179         uint32_t vs;
 180         uint32_t ccc_ctl;
 181         uint32_t ccc_pts;
 182         uint32_t em_loc;
 183         uint32_t em_ctl;
 184         uint32_t cap2;
 185         uint32_t bohc;
 186         struct ahci_port port[MAX_PORTS];
 187 };
 188 #define ahci_ctx(sc)    ((sc)->asc_pi->pi_vmctx)
 189
 190 static inline void lba_to_msf(uint8_t *buf, int lba)
 191 {
 192         lba += 150;
 193         buf[0] = (lba / 75) / 60;
 194         buf[1] = (lba / 75) % 60;
 195         buf[2] = lba % 75;
 196 }
 197
 198 /*
 199  * generate HBA intr depending on whether or not ports within
 200  * the controller have an interrupt pending.
 201  */
 202 static void
 203 ahci_generate_intr(struct pci_ahci_softc *sc)
 204 {
 205         int i;
 206
 207         for (i = 0; i < sc->ports; i++) {
 208                 struct ahci_port *pr;
 209                 pr = &sc->port[i];
 210                 if (pr->is & pr->ie)
 211                         sc->is |= (1 << i);
 212         }
 213
 214         DPRINTF("%s %x\n", __func__, sc->is);
 215
 216         if (sc->is && (sc->ghc & AHCI_GHC_IE))
 217                 pci_generate_msi(sc->asc_pi, 0);
 218 }
 219
 220 static void
 221 ahci_write_fis(struct ahci_port *p, enum sata_fis_type ft, uint8_t *fis)
 222 {
 223         int offset, len, irq;
 224
 225         if (p->rfis == NULL || !(p->cmd & AHCI_P_CMD_FRE))
 226                 return;
 227
 228         switch (ft) {
 229         case FIS_TYPE_REGD2H:
 230                 offset = 0x40;
 231                 len = 20;
 232                 irq = AHCI_P_IX_DHR;
 233                 break;
 234         case FIS_TYPE_SETDEVBITS:
 235                 offset = 0x58;
 236                 len = 8;
 237                 irq = AHCI_P_IX_SDB;
 238                 break;
 239         case FIS_TYPE_PIOSETUP:
 240                 offset = 0x20;
 241                 len = 20;
 242                 irq = 0;
 243                 break;
 244         default:
 245                 WPRINTF("unsupported fis type %d\n", ft);
 246                 return;
 247         }
 248         memcpy(p->rfis + offset, fis, len);
 249         if (irq) {
 250                 p->is |= irq;
 251                 ahci_generate_intr(p->pr_sc);
 252         }
 253 }
 254
 255 static void
 256 ahci_write_fis_sdb(struct ahci_port *p, int slot, uint32_t tfd)
 257 {
 258         uint8_t fis[8];
 259         uint8_t error;
 260
 261         error = (tfd >> 8) & 0xff;
 262         memset(fis, 0, sizeof(fis));
 263         fis[0] = error;
 264         fis[2] = tfd & 0x77;
 265         *(uint32_t *)(fis + 4) = (1 << slot);
 266         if (fis[2] & ATA_S_ERROR)
 267                 p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
 268         p->tfd = tfd;
 269         ahci_write_fis(p, FIS_TYPE_SETDEVBITS, fis);
 270 }
 271
 272 static void
 273 ahci_write_fis_d2h(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis, uint32_t tfd)
 274 {
 275         uint8_t fis[20];
 276         uint8_t error;
 277
 278         error = (tfd >> 8) & 0xff;
 279         memset(fis, 0, sizeof(fis));
 280         fis[0] = FIS_TYPE_REGD2H;
 281         fis[1] = (1 << 6);
 282         fis[2] = tfd & 0xff;
 283         fis[3] = error;
 284         fis[4] = cfis[4];
 285         fis[5] = cfis[5];
 286         fis[6] = cfis[6];
 287         fis[7] = cfis[7];
 288         fis[8] = cfis[8];
 289         fis[9] = cfis[9];
 290         fis[10] = cfis[10];
 291         fis[11] = cfis[11];
 292         fis[12] = cfis[12];
 293         fis[13] = cfis[13];
 294         if (fis[2] & ATA_S_ERROR)
 295                 p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
 296         p->tfd = tfd;
 297         p->ci &= ~(1 << slot);
 298         ahci_write_fis(p, FIS_TYPE_REGD2H, fis);
 299 }
 300
 301 static void
 302 ahci_write_reset_fis_d2h(struct ahci_port *p)
 303 {
 304         uint8_t fis[20];
 305
 306         memset(fis, 0, sizeof(fis));
 307         fis[0] = FIS_TYPE_REGD2H;
 308         fis[3] = 1;
 309         fis[4] = 1;
 310         if (p->atapi) {
 311                 fis[5] = 0x14;
 312                 fis[6] = 0xeb;
 313         }
 314         fis[12] = 1;
 315         ahci_write_fis(p, FIS_TYPE_REGD2H, fis);
 316 }
 317
 318 static void
 319 ahci_port_reset(struct ahci_port *pr)
 320 {
 321         pr->sctl = 0;
 322         pr->serr = 0;
 323         pr->sact = 0;
 324         pr->xfermode = ATA_UDMA6;
 325         pr->mult_sectors = 128;
 326
 327         if (!pr->bctx) {
 328                 pr->ssts = ATA_SS_DET_NO_DEVICE;
 329                 pr->sig = 0xFFFFFFFF;
 330                 pr->tfd = 0x7F;
 331                 return;
 332         }
 333         pr->ssts = ATA_SS_DET_PHY_ONLINE | ATA_SS_SPD_GEN2 |
 334                 ATA_SS_IPM_ACTIVE;
 335         pr->tfd = (1 << 8) | ATA_S_DSC | ATA_S_DMA;
 336         if (!pr->atapi) {
 337                 pr->sig = PxSIG_ATA;
 338                 pr->tfd |= ATA_S_READY;
 339         } else
 340                 pr->sig = PxSIG_ATAPI;
 341         ahci_write_reset_fis_d2h(pr);
 342 }
 343
 344 static void
 345 ahci_reset(struct pci_ahci_softc *sc)
 346 {
 347         int i;
 348
 349         sc->ghc = AHCI_GHC_AE;
 350         sc->is = 0;
 351         for (i = 0; i < sc->ports; i++) {
 352                 sc->port[i].ie = 0;
 353                 sc->port[i].is = 0;
 354                 ahci_port_reset(&sc->port[i]);
 355         }
 356 }
 357
 358 static void
 359 ata_string(uint8_t *dest, const char *src, int len)
 360 {
 361         int i;
 362
 363         for (i = 0; i < len; i++) {
 364                 if (*src)
 365                         dest[i ^ 1] = *src++;
 366                 else
 367                         dest[i ^ 1] = ' ';
 368         }
 369 }
 370
 371 static void
 372 atapi_string(uint8_t *dest, const char *src, int len)
 373 {
 374         int i;
 375
 376         for (i = 0; i < len; i++) {
 377                 if (*src)
 378                         dest[i] = *src++;
 379                 else
 380                         dest[i] = ' ';
 381         }
 382 }
 383
 384 static void
 385 ahci_handle_dma(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis, uint32_t done,
 386     int seek)
 387 {
 388         struct ahci_ioreq *aior;
 389         struct blockif_req *breq;
 390         struct pci_ahci_softc *sc;
 391         struct ahci_prdt_entry *prdt;
 392         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
 393         uint64_t lba;
 394         uint32_t len;
 395         int i, err, iovcnt, ncq, readop;
 396
 397         sc = p->pr_sc;
 398         prdt = (struct ahci_prdt_entry *)(cfis + 0x80);
 399         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
 400         ncq = 0;
 401         readop = 1;
 402
 403         prdt += seek;
 404         if (cfis[2] == ATA_WRITE_DMA || cfis[2] == ATA_WRITE_DMA48 ||
 405                         cfis[2] == ATA_WRITE_FPDMA_QUEUED)
 406                 readop = 0;
 407
 408         if (cfis[2] == ATA_WRITE_FPDMA_QUEUED ||
 409                         cfis[2] == ATA_READ_FPDMA_QUEUED) {
 410                 lba = ((uint64_t)cfis[10] << 40) |
 411                         ((uint64_t)cfis[9] << 32) |
 412                         ((uint64_t)cfis[8] << 24) |
 413                         ((uint64_t)cfis[6] << 16) |
 414                         ((uint64_t)cfis[5] << 8) |
 415                         cfis[4];
 416                 len = cfis[11] << 8 | cfis[3];
 417                 if (!len)
 418                         len = 65536;
 419                 ncq = 1;
 420         } else if (cfis[2] == ATA_READ_DMA48 || cfis[2] == ATA_WRITE_DMA48) {
 421                 lba = ((uint64_t)cfis[10] << 40) |
 422                         ((uint64_t)cfis[9] << 32) |
 423                         ((uint64_t)cfis[8] << 24) |
 424                         ((uint64_t)cfis[6] << 16) |
 425                         ((uint64_t)cfis[5] << 8) |
 426                         cfis[4];
 427                 len = cfis[13] << 8 | cfis[12];
 428                 if (!len)
 429                         len = 65536;
 430         } else {
 431                 lba = ((cfis[7] & 0xf) << 24) | (cfis[6] << 16) |
 432                         (cfis[5] << 8) | cfis[4];
 433                 len = cfis[12];
 434                 if (!len)
 435                         len = 256;
 436         }
 437         lba *= blockif_sectsz(p->bctx);
 438         len *= blockif_sectsz(p->bctx);
 439
 440         /*
 441          * Pull request off free list
 442          */
 443         aior = STAILQ_FIRST(&p->iofhd);
 444         assert(aior != NULL);
 445         STAILQ_REMOVE_HEAD(&p->iofhd, io_list);
 446         aior->cfis = cfis;
 447         aior->slot = slot;
 448         aior->len = len;
 449         aior->done = done;
 450         breq = &aior->io_req;
 451         breq->br_offset = lba + done;
 452         iovcnt = hdr->prdtl - seek;
 453         if (iovcnt > BLOCKIF_IOV_MAX) {
 454                 aior->prdtl = iovcnt - BLOCKIF_IOV_MAX;
 455                 iovcnt = BLOCKIF_IOV_MAX;
 456         } else
 457                 aior->prdtl = 0;
 458         breq->br_iovcnt = iovcnt;
 459
 460         /*
 461          * Build up the iovec based on the prdt
 462          */
 463         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
 464                 breq->br_iov[i].iov_base = paddr_guest2host(ahci_ctx(sc),
 465                                 prdt->dba, prdt->dbc + 1);
 466                 breq->br_iov[i].iov_len = prdt->dbc + 1;
 467                 aior->done += (prdt->dbc + 1);
 468                 prdt++;
 469         }
 470         if (readop)
 471                 err = blockif_read(p->bctx, breq);
 472         else
 473                 err = blockif_write(p->bctx, breq);
 474         assert(err == 0);
 475
 476         if (!aior->prdtl && ncq)
 477                 p->ci &= ~(1 << slot);
 478 }
 479
 480 static void
 481 ahci_handle_flush(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 482 {
 483         struct ahci_ioreq *aior;
 484         struct blockif_req *breq;
 485         int err;
 486
 487         /*
 488          * Pull request off free list
 489          */
 490         aior = STAILQ_FIRST(&p->iofhd);
 491         assert(aior != NULL);
 492         STAILQ_REMOVE_HEAD(&p->iofhd, io_list);
 493         aior->cfis = cfis;
 494         aior->slot = slot;
 495         aior->len = 0;
 496         breq = &aior->io_req;
 497
 498         err = blockif_flush(p->bctx, breq);
 499         assert(err == 0);
 500 }
 501
 502 static inline void
 503 write_prdt(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis,
 504                 void *buf, int size)
 505 {
 506         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
 507         struct ahci_prdt_entry *prdt;
 508         void *from;
 509         int i, len;
 510
 511         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
 512         len = size;
 513         from = buf;
 514         prdt = (struct ahci_prdt_entry *)(cfis + 0x80);
 515         for (i = 0; i < hdr->prdtl && len; i++) {
 516                 uint8_t *ptr = paddr_guest2host(ahci_ctx(p->pr_sc),
 517                                 prdt->dba, prdt->dbc + 1);
 518                 memcpy(ptr, from, prdt->dbc + 1);
 519                 len -= (prdt->dbc + 1);
 520                 from += (prdt->dbc + 1);
 521                 prdt++;
 522         }
 523         hdr->prdbc = size - len;
 524 }
 525
 526 static void
 527 handle_identify(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 528 {
 529         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
 530
 531         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
 532         if (p->atapi || hdr->prdtl == 0) {
 533                 p->tfd = (ATA_E_ABORT << 8) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
 534                 p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
 535         } else {
 536                 uint16_t buf[256];
 537                 uint64_t sectors;
 538
 539                 sectors = blockif_size(p->bctx) / blockif_sectsz(p->bctx);
 540                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
 541                 buf[0] = 0x0040;
 542                 /* TODO emulate different serial? */
 543                 ata_string((uint8_t *)(buf+10), "123456", 20);
 544                 ata_string((uint8_t *)(buf+23), "001", 8);
 545                 ata_string((uint8_t *)(buf+27), "BHYVE SATA DISK", 40);
 546                 buf[47] = (0x8000 | 128);
 547                 buf[48] = 0x1;
 548                 buf[49] = (1 << 8 | 1 << 9 | 1 << 11);
 549                 buf[50] = (1 << 14);
 550                 buf[53] = (1 << 1 | 1 << 2);
 551                 if (p->mult_sectors)
 552                         buf[59] = (0x100 | p->mult_sectors);
 553                 buf[60] = sectors;
 554                 buf[61] = (sectors >> 16);
 555                 buf[63] = 0x7;
 556                 if (p->xfermode & ATA_WDMA0)
 557                         buf[63] |= (1 << ((p->xfermode & 7) + 8));
 558                 buf[64] = 0x3;
 559                 buf[65] = 100;
 560                 buf[66] = 100;
 561                 buf[67] = 100;
 562                 buf[68] = 100;
 563                 buf[75] = 31;
 564                 buf[76] = (1 << 8 | 1 << 2);
 565                 buf[80] = 0x1f0;
 566                 buf[81] = 0x28;
 567                 buf[82] = (1 << 5 | 1 << 14);
 568                 buf[83] = (1 << 10 | 1 << 12 | 1 << 13 | 1 << 14);
 569                 buf[84] = (1 << 14);
 570                 buf[85] = (1 << 5 | 1 << 14);
 571                 buf[86] = (1 << 10 | 1 << 12 | 1 << 13);
 572                 buf[87] = (1 << 14);
 573                 buf[88] = 0x7f;
 574                 if (p->xfermode & ATA_UDMA0)
 575                         buf[88] |= (1 << ((p->xfermode & 7) + 8));
 576                 buf[93] = (1 | 1 <<14);
 577                 buf[100] = sectors;
 578                 buf[101] = (sectors >> 16);
 579                 buf[102] = (sectors >> 32);
 580                 buf[103] = (sectors >> 48);
 581                 write_prdt(p, slot, cfis, (void *)buf, sizeof(buf));
 582                 p->tfd = ATA_S_DSC | ATA_S_READY;
 583                 p->is |= AHCI_P_IX_DP;
 584         }
 585         p->ci &= ~(1 << slot);
 586         ahci_generate_intr(p->pr_sc);
 587 }
 588
 589 static void
 590 handle_atapi_identify(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 591 {
 592         if (!p->atapi) {
 593                 p->tfd = (ATA_E_ABORT << 8) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
 594                 p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
 595         } else {
 596                 uint16_t buf[256];
 597
 598                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
 599                 buf[0] = (2 << 14 | 5 << 8 | 1 << 7 | 2 << 5);
 600                 /* TODO emulate different serial? */
 601                 ata_string((uint8_t *)(buf+10), "123456", 20);
 602                 ata_string((uint8_t *)(buf+23), "001", 8);
 603                 ata_string((uint8_t *)(buf+27), "BHYVE SATA DVD ROM", 40);
 604                 buf[49] = (1 << 9 | 1 << 8);
 605                 buf[50] = (1 << 14 | 1);
 606                 buf[53] = (1 << 2 | 1 << 1);
 607                 buf[62] = 0x3f;
 608                 buf[63] = 7;
 609                 buf[64] = 3;
 610                 buf[65] = 100;
 611                 buf[66] = 100;
 612                 buf[67] = 100;
 613                 buf[68] = 100;
 614                 buf[76] = (1 << 2 | 1 << 1);
 615                 buf[78] = (1 << 5);
 616                 buf[80] = (0x1f << 4);
 617                 buf[82] = (1 << 4);
 618                 buf[83] = (1 << 14);
 619                 buf[84] = (1 << 14);
 620                 buf[85] = (1 << 4);
 621                 buf[87] = (1 << 14);
 622                 buf[88] = (1 << 14 | 0x7f);
 623                 write_prdt(p, slot, cfis, (void *)buf, sizeof(buf));
 624                 p->tfd = ATA_S_DSC | ATA_S_READY;
 625                 p->is |= AHCI_P_IX_DHR;
 626         }
 627         p->ci &= ~(1 << slot);
 628         ahci_generate_intr(p->pr_sc);
 629 }
 630
 631 static void
 632 atapi_inquiry(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 633 {
 634         uint8_t buf[36];
 635         uint8_t *acmd;
 636         int len;
 637
 638         acmd = cfis + 0x40;
 639
 640         buf[0] = 0x05;
 641         buf[1] = 0x80;
 642         buf[2] = 0x00;
 643         buf[3] = 0x21;
 644         buf[4] = 31;
 645         buf[5] = 0;
 646         buf[6] = 0;
 647         buf[7] = 0;
 648         atapi_string(buf + 8, "BHYVE", 8);
 649         atapi_string(buf + 16, "BHYVE DVD-ROM", 16);
 650         atapi_string(buf + 32, "001", 4);
 651
 652         len = sizeof(buf);
 653         if (len > acmd[4])
 654                 len = acmd[4];
 655         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 656         write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 657         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 658 }
 659
 660 static void
 661 atapi_read_capacity(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 662 {
 663         uint8_t buf[8];
 664         uint64_t sectors;
 665
 666         sectors = blockif_size(p->bctx) / blockif_sectsz(p->bctx);
 667         sectors >>= 2;
 668         be32enc(buf, sectors - 1);
 669         be32enc(buf + 4, 2048);
 670         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 671         write_prdt(p, slot, cfis, buf, sizeof(buf));
 672         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 673 }
 674
 675 static void
 676 atapi_read_toc(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 677 {
 678         uint8_t *acmd;
 679         uint8_t format;
 680         int len;
 681
 682         acmd = cfis + 0x40;
 683
 684         len = be16dec(acmd + 7);
 685         format = acmd[9] >> 6;
 686         switch (format) {
 687         case 0:
 688         {
 689                 int msf, size;
 690                 uint64_t sectors;
 691                 uint8_t start_track, buf[20], *bp;
 692
 693                 msf = (acmd[1] >> 1) & 1;
 694                 start_track = acmd[6];
 695                 if (start_track > 1 && start_track != 0xaa) {
 696                         uint32_t tfd;
 697                         p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
 698                         p->asc = 0x24;
 699                         tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
 700                         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 701                         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
 702                         return;
 703                 }
 704                 bp = buf + 2;
 705                 *bp++ = 1;
 706                 *bp++ = 1;
 707                 if (start_track <= 1) {
 708                         *bp++ = 0;
 709                         *bp++ = 0x14;
 710                         *bp++ = 1;
 711                         *bp++ = 0;
 712                         if (msf) {
 713                                 *bp++ = 0;
 714                                 lba_to_msf(bp, 0);
 715                                 bp += 3;
 716                         } else {
 717                                 *bp++ = 0;
 718                                 *bp++ = 0;
 719                                 *bp++ = 0;
 720                                 *bp++ = 0;
 721                         }
 722                 }
 723                 *bp++ = 0;
 724                 *bp++ = 0x14;
 725                 *bp++ = 0xaa;
 726                 *bp++ = 0;
 727                 sectors = blockif_size(p->bctx) / blockif_sectsz(p->bctx);
 728                 sectors >>= 2;
 729                 if (msf) {
 730                         *bp++ = 0;
 731                         lba_to_msf(bp, sectors);
 732                         bp += 3;
 733                 } else {
 734                         be32enc(bp, sectors);
 735                         bp += 4;
 736                 }
 737                 size = bp - buf;
 738                 be16enc(buf, size - 2);
 739                 if (len > size)
 740                         len = size;
 741                 write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 742                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 743                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 744                 break;
 745         }
 746         case 1:
 747         {
 748                 uint8_t buf[12];
 749
 750                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
 751                 buf[1] = 0xa;
 752                 buf[2] = 0x1;
 753                 buf[3] = 0x1;
 754                 if (len > sizeof(buf))
 755                         len = sizeof(buf);
 756                 write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 757                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 758                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 759                 break;
 760         }
 761         case 2:
 762         {
 763                 int msf, size;
 764                 uint64_t sectors;
 765                 uint8_t start_track, *bp, buf[50];
 766
 767                 msf = (acmd[1] >> 1) & 1;
 768                 start_track = acmd[6];
 769                 bp = buf + 2;
 770                 *bp++ = 1;
 771                 *bp++ = 1;
 772
 773                 *bp++ = 1;
 774                 *bp++ = 0x14;
 775                 *bp++ = 0;
 776                 *bp++ = 0xa0;
 777                 *bp++ = 0;
 778                 *bp++ = 0;
 779                 *bp++ = 0;
 780                 *bp++ = 0;
 781                 *bp++ = 1;
 782                 *bp++ = 0;
 783                 *bp++ = 0;
 784
 785                 *bp++ = 1;
 786                 *bp++ = 0x14;
 787                 *bp++ = 0;
 788                 *bp++ = 0xa1;
 789                 *bp++ = 0;
 790                 *bp++ = 0;
 791                 *bp++ = 0;
 792                 *bp++ = 0;
 793                 *bp++ = 1;
 794                 *bp++ = 0;
 795                 *bp++ = 0;
 796
 797                 *bp++ = 1;
 798                 *bp++ = 0x14;
 799                 *bp++ = 0;
 800                 *bp++ = 0xa2;
 801                 *bp++ = 0;
 802                 *bp++ = 0;
 803                 *bp++ = 0;
 804                 sectors = blockif_size(p->bctx) / blockif_sectsz(p->bctx);
 805                 sectors >>= 2;
 806                 if (msf) {
 807                         *bp++ = 0;
 808                         lba_to_msf(bp, sectors);
 809                         bp += 3;
 810                 } else {
 811                         be32enc(bp, sectors);
 812                         bp += 4;
 813                 }
 814
 815                 *bp++ = 1;
 816                 *bp++ = 0x14;
 817                 *bp++ = 0;
 818                 *bp++ = 1;
 819                 *bp++ = 0;
 820                 *bp++ = 0;
 821                 *bp++ = 0;
 822                 if (msf) {
 823                         *bp++ = 0;
 824                         lba_to_msf(bp, 0);
 825                         bp += 3;
 826                 } else {
 827                         *bp++ = 0;
 828                         *bp++ = 0;
 829                         *bp++ = 0;
 830                         *bp++ = 0;
 831                 }
 832
 833                 size = bp - buf;
 834                 be16enc(buf, size - 2);
 835                 if (len > size)
 836                         len = size;
 837                 write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 838                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 839                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 840                 break;
 841         }
 842         default:
 843         {
 844                 uint32_t tfd;
 845
 846                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
 847                 p->asc = 0x24;
 848                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
 849                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 850                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
 851                 break;
 852         }
 853         }
 854 }
 855
 856 static void
 857 atapi_read(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis,
 858                 uint32_t done, int seek)
 859 {
 860         struct ahci_ioreq *aior;
 861         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
 862         struct ahci_prdt_entry *prdt;
 863         struct blockif_req *breq;
 864         struct pci_ahci_softc *sc;
 865         uint8_t *acmd;
 866         uint64_t lba;
 867         uint32_t len;
 868         int i, err, iovcnt;
 869
 870         sc = p->pr_sc;
 871         acmd = cfis + 0x40;
 872         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
 873         prdt = (struct ahci_prdt_entry *)(cfis + 0x80);
 874
 875         prdt += seek;
 876         lba = be32dec(acmd + 2);
 877         if (acmd[0] == READ_10)
 878                 len = be16dec(acmd + 7);
 879         else
 880                 len = be32dec(acmd + 6);
 881         if (len == 0) {
 882                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 883                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 884         }
 885         lba *= 2048;
 886         len *= 2048;
 887
 888         /*
 889          * Pull request off free list
 890          */
 891         aior = STAILQ_FIRST(&p->iofhd);
 892         assert(aior != NULL);
 893         STAILQ_REMOVE_HEAD(&p->iofhd, io_list);
 894         aior->cfis = cfis;
 895         aior->slot = slot;
 896         aior->len = len;
 897         aior->done = done;
 898         breq = &aior->io_req;
 899         breq->br_offset = lba + done;
 900         iovcnt = hdr->prdtl - seek;
 901         if (iovcnt > BLOCKIF_IOV_MAX) {
 902                 aior->prdtl = iovcnt - BLOCKIF_IOV_MAX;
 903                 iovcnt = BLOCKIF_IOV_MAX;
 904         } else
 905                 aior->prdtl = 0;
 906         breq->br_iovcnt = iovcnt;
 907
 908         /*
 909          * Build up the iovec based on the prdt
 910          */
 911         for (i = 0; i < hdr->prdtl; i++) {
 912                 breq->br_iov[i].iov_base = paddr_guest2host(ahci_ctx(sc),
 913                                 prdt->dba, prdt->dbc + 1);
 914                 breq->br_iov[i].iov_len = prdt->dbc + 1;
 915                 aior->done += (prdt->dbc + 1);
 916                 prdt++;
 917         }
 918         err = blockif_read(p->bctx, breq);
 919         assert(err == 0);
 920 }
 921
 922 static void
 923 atapi_request_sense(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 924 {
 925         uint8_t buf[64];
 926         uint8_t *acmd;
 927         int len;
 928
 929         acmd = cfis + 0x40;
 930         len = acmd[4];
 931         if (len > sizeof(buf))
 932                 len = sizeof(buf);
 933         memset(buf, 0, len);
 934         buf[0] = 0x70 | (1 << 7);
 935         buf[2] = p->sense_key;
 936         buf[7] = 10;
 937         buf[12] = p->asc;
 938         write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 939         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 940         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
 941 }
 942
 943 static void
 944 atapi_start_stop_unit(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 945 {
 946         uint8_t *acmd = cfis + 0x40;
 947         uint32_t tfd;
 948
 949         switch (acmd[4] & 3) {
 950         case 0:
 951         case 1:
 952         case 3:
 953                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 954                 tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
 955                 break;
 956         case 2:
 957                 /* TODO eject media */
 958                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
 959                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
 960                 p->asc = 0x53;
 961                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
 962                 break;
 963         }
 964         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
 965 }
 966
 967 static void
 968 atapi_mode_sense(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
 969 {
 970         uint8_t *acmd;
 971         uint32_t tfd;
 972         uint8_t pc, code;
 973         int len;
 974
 975         acmd = cfis + 0x40;
 976         len = be16dec(acmd + 7);
 977         pc = acmd[2] >> 6;
 978         code = acmd[2] & 0x3f;
 979
 980         switch (pc) {
 981         case 0:
 982                 switch (code) {
 983                 case MODEPAGE_RW_ERROR_RECOVERY:
 984                 {
 985                         uint8_t buf[16];
 986
 987                         if (len > sizeof(buf))
 988                                 len = sizeof(buf);
 989
 990                         memset(buf, 0, sizeof(buf));
 991                         be16enc(buf, 16 - 2);
 992                         buf[2] = 0x70;
 993                         buf[8] = 0x01;
 994                         buf[9] = 16 - 10;
 995                         buf[11] = 0x05;
 996                         write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
 997                         tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
 998                         break;
 999                 }
1000                 case MODEPAGE_CD_CAPABILITIES:
1001                 {
1002                         uint8_t buf[30];
1003
1004                         if (len > sizeof(buf))
1005                                 len = sizeof(buf);
1006
1007                         memset(buf, 0, sizeof(buf));
1008                         be16enc(buf, 30 - 2);
1009                         buf[2] = 0x70;
1010                         buf[8] = 0x2A;
1011                         buf[9] = 30 - 10;
1012                         buf[10] = 0x08;
1013                         buf[12] = 0x71;
1014                         be16enc(&buf[18], 2);
1015                         be16enc(&buf[20], 512);
1016                         write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
1017                         tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
1018                         break;
1019                 }
1020                 default:
1021                         goto error;
1022                         break;
1023                 }
1024                 break;
1025         case 3:
1026                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
1027                 p->asc = 0x39;
1028                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1029                 break;
1030 error:
1031         case 1:
1032         case 2:
1033                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
1034                 p->asc = 0x24;
1035                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1036                 break;
1037         }
1038         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1039         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
1040 }
1041
1042 static void
1043 atapi_get_event_status_notification(struct ahci_port *p, int slot,
1044     uint8_t *cfis)
1045 {
1046         uint8_t *acmd;
1047         uint32_t tfd;
1048
1049         acmd = cfis + 0x40;
1050
1051         /* we don't support asynchronous operation */
1052         if (!(acmd[1] & 1)) {
1053                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
1054                 p->asc = 0x24;
1055                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1056         } else {
1057                 uint8_t buf[8];
1058                 int len;
1059
1060                 len = be16dec(acmd + 7);
1061                 if (len > sizeof(buf))
1062                         len = sizeof(buf);
1063
1064                 memset(buf, 0, sizeof(buf));
1065                 be16enc(buf, 8 - 2);
1066                 buf[2] = 0x04;
1067                 buf[3] = 0x10;
1068                 buf[5] = 0x02;
1069                 write_prdt(p, slot, cfis, buf, len);
1070                 tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
1071         }
1072         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1073         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
1074 }
1075
1076 static void
1077 handle_packet_cmd(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
1078 {
1079         uint8_t *acmd;
1080
1081         acmd = cfis + 0x40;
1082
1083 #ifdef AHCI_DEBUG
1084         {
1085                 int i;
1086                 DPRINTF("ACMD:");
1087                 for (i = 0; i < 16; i++)
1088                         DPRINTF("%02x ", acmd[i]);
1089                 DPRINTF("\n");
1090         }
1091 #endif
1092
1093         switch (acmd[0]) {
1094         case TEST_UNIT_READY:
1095                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1096                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
1097                 break;
1098         case INQUIRY:
1099                 atapi_inquiry(p, slot, cfis);
1100                 break;
1101         case READ_CAPACITY:
1102                 atapi_read_capacity(p, slot, cfis);
1103                 break;
1104         case PREVENT_ALLOW:
1105                 /* TODO */
1106                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1107                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
1108                 break;
1109         case READ_TOC:
1110                 atapi_read_toc(p, slot, cfis);
1111                 break;
1112         case READ_10:
1113         case READ_12:
1114                 atapi_read(p, slot, cfis, 0, 0);
1115                 break;
1116         case REQUEST_SENSE:
1117                 atapi_request_sense(p, slot, cfis);
1118                 break;
1119         case START_STOP_UNIT:
1120                 atapi_start_stop_unit(p, slot, cfis);
1121                 break;
1122         case MODE_SENSE_10:
1123                 atapi_mode_sense(p, slot, cfis);
1124                 break;
1125         case GET_EVENT_STATUS_NOTIFICATION:
1126                 atapi_get_event_status_notification(p, slot, cfis);
1127                 break;
1128         default:
1129                 cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1130                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
1131                 p->asc = 0x20;
1132                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, (p->sense_key << 12) |
1133                                 ATA_S_READY | ATA_S_ERROR);
1134                 break;
1135         }
1136 }
1137
1138 static void
1139 ahci_handle_cmd(struct ahci_port *p, int slot, uint8_t *cfis)
1140 {
1141
1142         switch (cfis[2]) {
1143         case ATA_ATA_IDENTIFY:
1144                 handle_identify(p, slot, cfis);
1145                 break;
1146         case ATA_SETFEATURES:
1147         {
1148                 switch (cfis[3]) {
1149                 case ATA_SF_ENAB_WCACHE:
1150                 case ATA_SF_DIS_WCACHE:
1151                 case ATA_SF_ENAB_RCACHE:
1152                 case ATA_SF_DIS_RCACHE:
1153                         p->tfd = ATA_S_DSC | ATA_S_READY;
1154                         break;
1155                 case ATA_SF_SETXFER:
1156                 {
1157                         switch (cfis[12] & 0xf8) {
1158                         case ATA_PIO:
1159                         case ATA_PIO0:
1160                                 break;
1161                         case ATA_WDMA0:
1162                         case ATA_UDMA0:
1163                                 p->xfermode = (cfis[12] & 0x7);
1164                                 break;
1165                         }
1166                         p->tfd = ATA_S_DSC | ATA_S_READY;
1167                         break;
1168                 }
1169                 default:
1170                         p->tfd = ATA_S_ERROR | ATA_S_READY;
1171                         p->tfd |= (ATA_ERROR_ABORT << 8);
1172                         break;
1173                 }
1174                 p->is |= AHCI_P_IX_DP;
1175                 p->ci &= ~(1 << slot);
1176                 ahci_generate_intr(p->pr_sc);
1177                 break;
1178         }
1179         case ATA_SET_MULTI:
1180                 if (cfis[12] != 0 &&
1181                         (cfis[12] > 128 || (cfis[12] & (cfis[12] - 1)))) {
1182                         p->tfd = ATA_S_ERROR | ATA_S_READY;
1183                         p->tfd |= (ATA_ERROR_ABORT << 8);
1184                 } else {
1185                         p->mult_sectors = cfis[12];
1186                         p->tfd = ATA_S_DSC | ATA_S_READY;
1187                 }
1188                 p->is |= AHCI_P_IX_DP;
1189                 p->ci &= ~(1 << slot);
1190                 ahci_generate_intr(p->pr_sc);
1191                 break;
1192         case ATA_READ_DMA:
1193         case ATA_WRITE_DMA:
1194         case ATA_READ_DMA48:
1195         case ATA_WRITE_DMA48:
1196         case ATA_READ_FPDMA_QUEUED:
1197         case ATA_WRITE_FPDMA_QUEUED:
1198                 ahci_handle_dma(p, slot, cfis, 0, 0);
1199                 break;
1200         case ATA_FLUSHCACHE:
1201         case ATA_FLUSHCACHE48:
1202                 ahci_handle_flush(p, slot, cfis);
1203                 break;
1204         case ATA_STANDBY_CMD:
1205                 break;
1206         case ATA_NOP:
1207         case ATA_STANDBY_IMMEDIATE:
1208         case ATA_IDLE_IMMEDIATE:
1209         case ATA_SLEEP:
1210                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, ATA_S_READY | ATA_S_DSC);
1211                 break;
1212         case ATA_ATAPI_IDENTIFY:
1213                 handle_atapi_identify(p, slot, cfis);
1214                 break;
1215         case ATA_PACKET_CMD:
1216                 if (!p->atapi) {
1217                         p->tfd = (ATA_E_ABORT << 8) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1218                         p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
1219                         p->ci &= ~(1 << slot);
1220                         ahci_generate_intr(p->pr_sc);
1221                 } else
1222                         handle_packet_cmd(p, slot, cfis);
1223                 break;
1224         default:
1225                 WPRINTF("Unsupported cmd:%02x\n", cfis[2]);
1226                 p->tfd = (ATA_E_ABORT << 8) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1227                 p->is |= AHCI_P_IX_TFE;
1228                 p->ci &= ~(1 << slot);
1229                 ahci_generate_intr(p->pr_sc);
1230                 break;
1231         }
1232 }
1233
1234 static void
1235 ahci_handle_slot(struct ahci_port *p, int slot)
1236 {
1237         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
1238         struct ahci_prdt_entry *prdt;
1239         struct pci_ahci_softc *sc;
1240         uint8_t *cfis;
1241         int cfl;
1242
1243         sc = p->pr_sc;
1244         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
1245         cfl = (hdr->flags & 0x1f) * 4;
1246         cfis = paddr_guest2host(ahci_ctx(sc), hdr->ctba,
1247                         0x80 + hdr->prdtl * sizeof(struct ahci_prdt_entry));
1248         prdt = (struct ahci_prdt_entry *)(cfis + 0x80);
1249
1250 #ifdef AHCI_DEBUG
1251         DPRINTF("\ncfis:");
1252         for (i = 0; i < cfl; i++) {
1253                 if (i % 10 == 0)
1254                         DPRINTF("\n");
1255                 DPRINTF("%02x ", cfis[i]);
1256         }
1257         DPRINTF("\n");
1258
1259         for (i = 0; i < hdr->prdtl; i++) {
1260                 DPRINTF("%d@%08"PRIx64"\n", prdt->dbc & 0x3fffff, prdt->dba);
1261                 prdt++;
1262         }
1263 #endif
1264
1265         if (cfis[0] != FIS_TYPE_REGH2D) {
1266                 WPRINTF("Not a H2D FIS:%02x\n", cfis[0]);
1267                 return;
1268         }
1269
1270         if (cfis[1] & 0x80) {
1271                 ahci_handle_cmd(p, slot, cfis);
1272         } else {
1273                 if (cfis[15] & (1 << 2))
1274                         p->reset = 1;
1275                 else if (p->reset) {
1276                         p->reset = 0;
1277                         ahci_port_reset(p);
1278                 }
1279                 p->ci &= ~(1 << slot);
1280         }
1281 }
1282
1283 static void
1284 ahci_handle_port(struct ahci_port *p)
1285 {
1286         int i;
1287
1288         if (!(p->cmd & AHCI_P_CMD_ST))
1289                 return;
1290
1291         for (i = 0; (i < 32) && p->ci; i++) {
1292                 if (p->ci & (1 << i))
1293                         ahci_handle_slot(p, i);
1294         }
1295 }
1296
1297 /*
1298  * blockif callback routine - this runs in the context of the blockif
1299  * i/o thread, so the mutex needs to be acquired.
1300  */
1301 static void
1302 ata_ioreq_cb(struct blockif_req *br, int err)
1303 {
1304         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
1305         struct ahci_ioreq *aior;
1306         struct ahci_port *p;
1307         struct pci_ahci_softc *sc;
1308         uint32_t tfd;
1309         uint8_t *cfis;
1310         int pending, slot, ncq;
1311
1312         DPRINTF("%s %d\n", __func__, err);
1313
1314         ncq = 0;
1315         aior = br->br_param;
1316         p = aior->io_pr;
1317         cfis = aior->cfis;
1318         slot = aior->slot;
1319         pending = aior->prdtl;
1320         sc = p->pr_sc;
1321         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + slot * AHCI_CL_SIZE);
1322
1323         if (cfis[2] == ATA_WRITE_FPDMA_QUEUED ||
1324                         cfis[2] == ATA_READ_FPDMA_QUEUED)
1325                 ncq = 1;
1326
1327         pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
1328
1329         /*
1330          * Move the blockif request back to the free list
1331          */
1332         STAILQ_INSERT_TAIL(&p->iofhd, aior, io_list);
1333
1334         if (pending && !err) {
1335                 ahci_handle_dma(p, slot, cfis, aior->done,
1336                     hdr->prdtl - pending);
1337                 goto out;
1338         }
1339
1340         if (!err && aior->done == aior->len) {
1341                 tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
1342                 if (ncq)
1343                         hdr->prdbc = 0;
1344                 else
1345                         hdr->prdbc = aior->len;
1346         } else {
1347                 tfd = (ATA_E_ABORT << 8) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1348                 hdr->prdbc = 0;
1349                 if (ncq)
1350                         p->serr |= (1 << slot);
1351         }
1352
1353         if (ncq) {
1354                 p->sact &= ~(1 << slot);
1355                 ahci_write_fis_sdb(p, slot, tfd);
1356         } else
1357                 ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
1358
1359 out:
1360         pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
1361         DPRINTF("%s exit\n", __func__);
1362 }
1363
1364 static void
1365 atapi_ioreq_cb(struct blockif_req *br, int err)
1366 {
1367         struct ahci_cmd_hdr *hdr;
1368         struct ahci_ioreq *aior;
1369         struct ahci_port *p;
1370         struct pci_ahci_softc *sc;
1371         uint8_t *cfis;
1372         uint32_t tfd;
1373         int pending, slot;
1374
1375         DPRINTF("%s %d\n", __func__, err);
1376
1377         aior = br->br_param;
1378         p = aior->io_pr;
1379         cfis = aior->cfis;
1380         slot = aior->slot;
1381         pending = aior->prdtl;
1382         sc = p->pr_sc;
1383         hdr = (struct ahci_cmd_hdr *)(p->cmd_lst + aior->slot * AHCI_CL_SIZE);
1384
1385         pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
1386
1387         /*
1388          * Move the blockif request back to the free list
1389          */
1390         STAILQ_INSERT_TAIL(&p->iofhd, aior, io_list);
1391
1392         if (pending && !err) {
1393                 atapi_read(p, slot, cfis, aior->done, hdr->prdtl - pending);
1394                 goto out;
1395         }
1396
1397         if (!err && aior->done == aior->len) {
1398                 tfd = ATA_S_READY | ATA_S_DSC;
1399                 hdr->prdbc = aior->len;
1400         } else {
1401                 p->sense_key = ATA_SENSE_ILLEGAL_REQUEST;
1402                 p->asc = 0x21;
1403                 tfd = (p->sense_key << 12) | ATA_S_READY | ATA_S_ERROR;
1404                 hdr->prdbc = 0;
1405         }
1406
1407         cfis[4] = (cfis[4] & ~7) | ATA_I_CMD | ATA_I_IN;
1408         ahci_write_fis_d2h(p, slot, cfis, tfd);
1409
1410 out:
1411         pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
1412         DPRINTF("%s exit\n", __func__);
1413 }
1414
1415 static void
1416 pci_ahci_ioreq_init(struct ahci_port *pr)
1417 {
1418         struct ahci_ioreq *vr;
1419         int i;
1420
1421         pr->ioqsz = blockif_queuesz(pr->bctx);
1422         pr->ioreq = calloc(pr->ioqsz, sizeof(struct ahci_ioreq));
1423         STAILQ_INIT(&pr->iofhd);
1424
1425         /*
1426          * Add all i/o request entries to the free queue
1427          */
1428         for (i = 0; i < pr->ioqsz; i++) {
1429                 vr = &pr->ioreq[i];
1430                 vr->io_pr = pr;
1431                 if (!pr->atapi)
1432                         vr->io_req.br_callback = ata_ioreq_cb;
1433                 else
1434                         vr->io_req.br_callback = atapi_ioreq_cb;
1435                 vr->io_req.br_param = vr;
1436                 STAILQ_INSERT_TAIL(&pr->iofhd, vr, io_list);
1437         }
1438 }
1439
1440 static void
1441 pci_ahci_port_write(struct pci_ahci_softc *sc, uint64_t offset, uint64_t value)
1442 {
1443         int port = (offset - AHCI_OFFSET) / AHCI_STEP;
1444         offset = (offset - AHCI_OFFSET) % AHCI_STEP;
1445         struct ahci_port *p = &sc->port[port];
1446
1447         DPRINTF("pci_ahci_port %d: write offset 0x%"PRIx64" value 0x%"PRIx64"\n",
1448                 port, offset, value);
1449
1450         switch (offset) {
1451         case AHCI_P_CLB:
1452                 p->clb = value;
1453                 break;
1454         case AHCI_P_CLBU:
1455                 p->clbu = value;
1456                 break;
1457         case AHCI_P_FB:
1458                 p->fb = value;
1459                 break;
1460         case AHCI_P_FBU:
1461                 p->fbu = value;
1462                 break;
1463         case AHCI_P_IS:
1464                 p->is &= ~value;
1465                 break;
1466         case AHCI_P_IE:
1467                 p->ie = value & 0xFDC000FF;
1468                 ahci_generate_intr(sc);
1469                 break;
1470         case AHCI_P_CMD:
1471         {
1472                 p->cmd = value;
1473
1474                 if (!(value & AHCI_P_CMD_ST)) {
1475                         p->cmd &= ~(AHCI_P_CMD_CR | AHCI_P_CMD_CCS_MASK);
1476                         p->ci = 0;
1477                         p->sact = 0;
1478                 } else {
1479                         uint64_t clb;
1480
1481                         p->cmd |= AHCI_P_CMD_CR;
1482                         clb = (uint64_t)p->clbu << 32 | p->clb;
1483                         p->cmd_lst = paddr_guest2host(ahci_ctx(sc), clb,
1484                                         AHCI_CL_SIZE * AHCI_MAX_SLOTS);
1485                 }
1486
1487                 if (value & AHCI_P_CMD_FRE) {
1488                         uint64_t fb;
1489
1490                         p->cmd |= AHCI_P_CMD_FR;
1491                         fb = (uint64_t)p->fbu << 32 | p->fb;
1492                         /* we don't support FBSCP, so rfis size is 256Bytes */
1493                         p->rfis = paddr_guest2host(ahci_ctx(sc), fb, 256);
1494                 } else {
1495                         p->cmd &= ~AHCI_P_CMD_FR;
1496                 }
1497
1498                 if (value & AHCI_P_CMD_CLO) {
1499                         p->tfd = 0;
1500                         p->cmd &= ~AHCI_P_CMD_CLO;
1501                 }
1502
1503                 ahci_handle_port(p);
1504                 break;
1505         }
1506         case AHCI_P_TFD:
1507         case AHCI_P_SIG:
1508         case AHCI_P_SSTS:
1509                 WPRINTF("pci_ahci_port: read only registers 0x%"PRIx64"\n", offset);
1510                 break;
1511         case AHCI_P_SCTL:
1512                 if (!(p->cmd & AHCI_P_CMD_ST)) {
1513                         if (value & ATA_SC_DET_RESET)
1514                                 ahci_port_reset(p);
1515                         p->sctl = value;
1516                 }
1517                 break;
1518         case AHCI_P_SERR:
1519                 p->serr &= ~value;
1520                 break;
1521         case AHCI_P_SACT:
1522                 p->sact |= value;
1523                 break;
1524         case AHCI_P_CI:
1525                 p->ci |= value;
1526                 ahci_handle_port(p);
1527                 break;
1528         case AHCI_P_SNTF:
1529         case AHCI_P_FBS:
1530         default:
1531                 break;
1532         }
1533 }
1534
1535 static void
1536 pci_ahci_host_write(struct pci_ahci_softc *sc, uint64_t offset, uint64_t value)
1537 {
1538         DPRINTF("pci_ahci_host: write offset 0x%"PRIx64" value 0x%"PRIx64"\n",
1539                 offset, value);
1540
1541         switch (offset) {
1542         case AHCI_CAP:
1543         case AHCI_PI:
1544         case AHCI_VS:
1545         case AHCI_CAP2:
1546                 WPRINTF("pci_ahci_host: read only registers 0x%"PRIx64"\n", offset);
1547                 break;
1548         case AHCI_GHC:
1549                 if (value & AHCI_GHC_HR)
1550                         ahci_reset(sc);
1551                 else if (value & AHCI_GHC_IE) {
1552                         sc->ghc |= AHCI_GHC_IE;
1553                         ahci_generate_intr(sc);
1554                 }
1555                 break;
1556         case AHCI_IS:
1557                 sc->is &= ~value;
1558                 ahci_generate_intr(sc);
1559                 break;
1560         default:
1561                 break;
1562         }
1563 }
1564
1565 static void
1566 pci_ahci_write(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi,
1567                 int baridx, uint64_t offset, int size, uint64_t value)
1568 {
1569         struct pci_ahci_softc *sc = pi->pi_arg;
1570
1571         assert(baridx == 5);
1572         assert(size == 4);
1573
1574         pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
1575
1576         if (offset < AHCI_OFFSET)
1577                 pci_ahci_host_write(sc, offset, value);
1578         else if (offset < AHCI_OFFSET + sc->ports * AHCI_STEP)
1579                 pci_ahci_port_write(sc, offset, value);
1580         else
1581                 WPRINTF("pci_ahci: unknown i/o write offset 0x%"PRIx64"\n", offset);
1582
1583         pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
1584 }
1585
1586 static uint64_t
1587 pci_ahci_host_read(struct pci_ahci_softc *sc, uint64_t offset)
1588 {
1589         uint32_t value;
1590
1591         switch (offset) {
1592         case AHCI_CAP:
1593         case AHCI_GHC:
1594         case AHCI_IS:
1595         case AHCI_PI:
1596         case AHCI_VS:
1597         case AHCI_CCCC:
1598         case AHCI_CCCP:
1599         case AHCI_EM_LOC:
1600         case AHCI_EM_CTL:
1601         case AHCI_CAP2:
1602         {
1603                 uint32_t *p = &sc->cap;
1604                 p += (offset - AHCI_CAP) / sizeof(uint32_t);
1605                 value = *p;
1606                 break;
1607         }
1608         default:
1609                 value = 0;
1610                 break;
1611         }
1612         DPRINTF("pci_ahci_host: read offset 0x%"PRIx64" value 0x%x\n",
1613                 offset, value);
1614
1615         return (value);
1616 }
1617
1618 static uint64_t
1619 pci_ahci_port_read(struct pci_ahci_softc *sc, uint64_t offset)
1620 {
1621         uint32_t value;
1622         int port = (offset - AHCI_OFFSET) / AHCI_STEP;
1623         offset = (offset - AHCI_OFFSET) % AHCI_STEP;
1624
1625         switch (offset) {
1626         case AHCI_P_CLB:
1627         case AHCI_P_CLBU:
1628         case AHCI_P_FB:
1629         case AHCI_P_FBU:
1630         case AHCI_P_IS:
1631         case AHCI_P_IE:
1632         case AHCI_P_CMD:
1633         case AHCI_P_TFD:
1634         case AHCI_P_SIG:
1635         case AHCI_P_SSTS:
1636         case AHCI_P_SCTL:
1637         case AHCI_P_SERR:
1638         case AHCI_P_SACT:
1639         case AHCI_P_CI:
1640         case AHCI_P_SNTF:
1641         case AHCI_P_FBS:
1642         {
1643                 uint32_t *p= &sc->port[port].clb;
1644                 p += (offset - AHCI_P_CLB) / sizeof(uint32_t);
1645                 value = *p;
1646                 break;
1647         }
1648         default:
1649                 value = 0;
1650                 break;
1651         }
1652
1653         DPRINTF("pci_ahci_port %d: read offset 0x%"PRIx64" value 0x%x\n",
1654                 port, offset, value);
1655
1656         return value;
1657 }
1658
1659 static uint64_t
1660 pci_ahci_read(struct vmctx *ctx, int vcpu, struct pci_devinst *pi, int baridx,
1661     uint64_t offset, int size)
1662 {
1663         struct pci_ahci_softc *sc = pi->pi_arg;
1664         uint32_t value;
1665
1666         assert(baridx == 5);
1667         assert(size == 4);
1668
1669         pthread_mutex_lock(&sc->mtx);
1670
1671         if (offset < AHCI_OFFSET)
1672                 value = pci_ahci_host_read(sc, offset);
1673         else if (offset < AHCI_OFFSET + sc->ports * AHCI_STEP)
1674                 value = pci_ahci_port_read(sc, offset);
1675         else {
1676                 value = 0;
1677                 WPRINTF("pci_ahci: unknown i/o read offset 0x%"PRIx64"\n", offset);
1678         }
1679
1680         pthread_mutex_unlock(&sc->mtx);
1681
1682         return (value);
1683 }
1684
1685 static int
1686 pci_ahci_init(struct vmctx *ctx, struct pci_devinst *pi, char *opts, int atapi)
1687 {
1688         char bident[sizeof("XX:X:X")];
1689         struct blockif_ctxt *bctxt;
1690         struct pci_ahci_softc *sc;
1691         int ret, slots;
1692
1693         ret = 0;
1694
1695         if (opts == NULL) {
1696                 fprintf(stderr, "pci_ahci: backing device required\n");
1697                 return (1);
1698         }
1699
1700 #ifdef AHCI_DEBUG
1701         dbg = fopen("/tmp/log", "w+");
1702 #endif
1703
1704         sc = malloc(sizeof(struct pci_ahci_softc));
1705         memset(sc, 0, sizeof(struct pci_ahci_softc));
1706         pi->pi_arg = sc;
1707         sc->asc_pi = pi;
1708         sc->ports = MAX_PORTS;
1709
1710         /*
1711          * Only use port 0 for a backing device. All other ports will be
1712          * marked as unused
1713          */
1714         sc->port[0].atapi = atapi;
1715
1716         /*
1717          * Attempt to open the backing image. Use the PCI
1718          * slot/func/ahci_port for the identifier string
1719          * since that uniquely identifies a storage device.
1720          */
1721         snprintf(bident, sizeof(bident), "%d:%d:%d", pi->pi_slot, pi->pi_func,
1722             0);
1723         bctxt = blockif_open(opts, bident);
1724         if (bctxt == NULL) {
1725                 ret = 1;
1726                 goto open_fail;
1727         }
1728         sc->port[0].bctx = bctxt;
1729         sc->port[0].pr_sc = sc;
1730
1731         /*
1732          * Allocate blockif request structures and add them
1733          * to the free list
1734          */
1735         pci_ahci_ioreq_init(&sc->port[0]);
1736
1737         pthread_mutex_init(&sc->mtx, NULL);
1738
1739         /* Intel ICH8 AHCI */
1740         slots = sc->port[0].ioqsz;
1741         if (slots > 32)
1742                 slots = 32;
1743         --slots;
1744         sc->cap = AHCI_CAP_64BIT | AHCI_CAP_SNCQ | AHCI_CAP_SSNTF |
1745             AHCI_CAP_SMPS | AHCI_CAP_SSS | AHCI_CAP_SALP |
1746             AHCI_CAP_SAL | AHCI_CAP_SCLO | (0x3 << AHCI_CAP_ISS_SHIFT)|
1747             AHCI_CAP_PMD | AHCI_CAP_SSC | AHCI_CAP_PSC |
1748             (slots << AHCI_CAP_NCS_SHIFT) | AHCI_CAP_SXS | (sc->ports - 1);
1749
1750         /* Only port 0 implemented */
1751         sc->pi = 1;
1752         sc->vs = 0x10300;
1753         sc->cap2 = AHCI_CAP2_APST;
1754         ahci_reset(sc);
1755
1756         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_DEVICE, 0x2821);
1757         pci_set_cfgdata16(pi, PCIR_VENDOR, 0x8086);
1758         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_CLASS, PCIC_STORAGE);
1759         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_SUBCLASS, PCIS_STORAGE_SATA);
1760         pci_set_cfgdata8(pi, PCIR_PROGIF, PCIP_STORAGE_SATA_AHCI_1_0);
1761         pci_emul_add_msicap(pi, 1);
1762         pci_emul_alloc_bar(pi, 5, PCIBAR_MEM32,
1763             AHCI_OFFSET + sc->ports * AHCI_STEP);
1764
1765 open_fail:
1766         if (ret) {
1767                 blockif_close(sc->port[0].bctx);
1768                 free(sc);
1769         }
1770
1771         return (ret);
1772 }
1773
1774 static int
1775 pci_ahci_hd_init(struct vmctx *ctx, struct pci_devinst *pi, char *opts)
1776 {
1777
1778         return (pci_ahci_init(ctx, pi, opts, 0));
1779 }
1780
1781 static int
1782 pci_ahci_atapi_init(struct vmctx *ctx, struct pci_devinst *pi, char *opts)
1783 {
1784
1785         return (pci_ahci_init(ctx, pi, opts, 1));
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Use separate emulation names to distinguish drive and atapi devices
1790  */
1791 struct pci_devemu pci_de_ahci_hd = {
1792         .pe_emu =       "ahci-hd",
1793         .pe_init =      pci_ahci_hd_init,
1794         .pe_barwrite =  pci_ahci_write,
1795         .pe_barread =   pci_ahci_read
1796 };
1797 PCI_EMUL_SET(pci_de_ahci_hd);
1798
1799 struct pci_devemu pci_de_ahci_cd = {
1800         .pe_emu =       "ahci-cd",
1801         .pe_init =      pci_ahci_atapi_init,
1802         .pe_barwrite =  pci_ahci_write,
1803         .pe_barread =   pci_ahci_read
1804 };
1805 PCI_EMUL_SET(pci_de_ahci_cd);