drivers/ata/sata_svw.c

   1 /*
   2  *  sata_svw.c - ServerWorks / Apple K2 SATA
   3  *
   4  *  Maintained by: Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org> and
   5  *                 Jeff Garzik <jgarzik@pobox.com>
   6  *                  Please ALWAYS copy linux-ide@vger.kernel.org
   7  *                  on emails.
   8  *
   9  *  Copyright 2003 Benjamin Herrenschmidt <benh@kernel.crashing.org>
  10  *
  11  *  Bits from Jeff Garzik, Copyright RedHat, Inc.
  12  *
  13  *  This driver probably works with non-Apple versions of the
  14  *  Broadcom chipset...
  15  *
  16  *
  17  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  18  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  19  *  the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  20  *  any later version.
  21  *
  22  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  23  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  24  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  25  *  GNU General Public License for more details.
  26  *
  27  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  28  *  along with this program; see the file COPYING.  If not, write to
  29  *  the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  30  *
  31  *
  32  *  libata documentation is available via 'make {ps|pdf}docs',
  33  *  as Documentation/DocBook/libata.*
  34  *
  35  *  Hardware documentation available under NDA.
  36  *
  37  */
  38
  39 #include <linux/kernel.h>
  40 #include <linux/module.h>
  41 #include <linux/pci.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/blkdev.h>
  44 #include <linux/delay.h>
  45 #include <linux/interrupt.h>
  46 #include <linux/device.h>
  47 #include <scsi/scsi_host.h>
  48 #include <linux/libata.h>
  49
  50 #ifdef CONFIG_PPC_OF
  51 #include <asm/prom.h>
  52 #include <asm/pci-bridge.h>
  53 #endif /* CONFIG_PPC_OF */
  54
  55 #define DRV_NAME        "sata_svw"
  56 #define DRV_VERSION     "2.1"
  57
  58 enum {
  59         K2_FLAG_NO_ATAPI_DMA            = (1 << 29),
  60
  61         /* Taskfile registers offsets */
  62         K2_SATA_TF_CMD_OFFSET           = 0x00,
  63         K2_SATA_TF_DATA_OFFSET          = 0x00,
  64         K2_SATA_TF_ERROR_OFFSET         = 0x04,
  65         K2_SATA_TF_NSECT_OFFSET         = 0x08,
  66         K2_SATA_TF_LBAL_OFFSET          = 0x0c,
  67         K2_SATA_TF_LBAM_OFFSET          = 0x10,
  68         K2_SATA_TF_LBAH_OFFSET          = 0x14,
  69         K2_SATA_TF_DEVICE_OFFSET        = 0x18,
  70         K2_SATA_TF_CMDSTAT_OFFSET       = 0x1c,
  71         K2_SATA_TF_CTL_OFFSET           = 0x20,
  72
  73         /* DMA base */
  74         K2_SATA_DMA_CMD_OFFSET          = 0x30,
  75
  76         /* SCRs base */
  77         K2_SATA_SCR_STATUS_OFFSET       = 0x40,
  78         K2_SATA_SCR_ERROR_OFFSET        = 0x44,
  79         K2_SATA_SCR_CONTROL_OFFSET      = 0x48,
  80
  81         /* Others */
  82         K2_SATA_SICR1_OFFSET            = 0x80,
  83         K2_SATA_SICR2_OFFSET            = 0x84,
  84         K2_SATA_SIM_OFFSET              = 0x88,
  85
  86         /* Port stride */
  87         K2_SATA_PORT_OFFSET             = 0x100,
  88
  89         board_svw4                      = 0,
  90         board_svw8                      = 1,
  91 };
  92
  93 static const struct k2_board_info {
  94         unsigned int            n_ports;
  95         unsigned long           port_flags;
  96 } k2_board_info[] = {
  97         /* board_svw4 */
  98         { 4, K2_FLAG_NO_ATAPI_DMA },
  99
 100         /* board_svw8 */
 101         { 8, K2_FLAG_NO_ATAPI_DMA },
 102 };
 103
 104 static u8 k2_stat_check_status(struct ata_port *ap);
 105
 106
 107 static int k2_sata_check_atapi_dma(struct ata_queued_cmd *qc)
 108 {
 109         if (qc->ap->flags & K2_FLAG_NO_ATAPI_DMA)
 110                 return -1;      /* ATAPI DMA not supported */
 111
 112         return 0;
 113 }
 114
 115 static u32 k2_sata_scr_read (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg)
 116 {
 117         if (sc_reg > SCR_CONTROL)
 118                 return 0xffffffffU;
 119         return readl((void __iomem *) ap->ioaddr.scr_addr + (sc_reg * 4));
 120 }
 121
 122
 123 static void k2_sata_scr_write (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg,
 124                                u32 val)
 125 {
 126         if (sc_reg > SCR_CONTROL)
 127                 return;
 128         writel(val, (void __iomem *) ap->ioaddr.scr_addr + (sc_reg * 4));
 129 }
 130
 131
 132 static void k2_sata_tf_load(struct ata_port *ap, const struct ata_taskfile *tf)
 133 {
 134         struct ata_ioports *ioaddr = &ap->ioaddr;
 135         unsigned int is_addr = tf->flags & ATA_TFLAG_ISADDR;
 136
 137         if (tf->ctl != ap->last_ctl) {
 138                 writeb(tf->ctl, ioaddr->ctl_addr);
 139                 ap->last_ctl = tf->ctl;
 140                 ata_wait_idle(ap);
 141         }
 142         if (is_addr && (tf->flags & ATA_TFLAG_LBA48)) {
 143                 writew(tf->feature | (((u16)tf->hob_feature) << 8),
 144                        ioaddr->feature_addr);
 145                 writew(tf->nsect | (((u16)tf->hob_nsect) << 8),
 146                        ioaddr->nsect_addr);
 147                 writew(tf->lbal | (((u16)tf->hob_lbal) << 8),
 148                        ioaddr->lbal_addr);
 149                 writew(tf->lbam | (((u16)tf->hob_lbam) << 8),
 150                        ioaddr->lbam_addr);
 151                 writew(tf->lbah | (((u16)tf->hob_lbah) << 8),
 152                        ioaddr->lbah_addr);
 153         } else if (is_addr) {
 154                 writew(tf->feature, ioaddr->feature_addr);
 155                 writew(tf->nsect, ioaddr->nsect_addr);
 156                 writew(tf->lbal, ioaddr->lbal_addr);
 157                 writew(tf->lbam, ioaddr->lbam_addr);
 158                 writew(tf->lbah, ioaddr->lbah_addr);
 159         }
 160
 161         if (tf->flags & ATA_TFLAG_DEVICE)
 162                 writeb(tf->device, ioaddr->device_addr);
 163
 164         ata_wait_idle(ap);
 165 }
 166
 167
 168 static void k2_sata_tf_read(struct ata_port *ap, struct ata_taskfile *tf)
 169 {
 170         struct ata_ioports *ioaddr = &ap->ioaddr;
 171         u16 nsect, lbal, lbam, lbah, feature;
 172
 173         tf->command = k2_stat_check_status(ap);
 174         tf->device = readw(ioaddr->device_addr);
 175         feature = readw(ioaddr->error_addr);
 176         nsect = readw(ioaddr->nsect_addr);
 177         lbal = readw(ioaddr->lbal_addr);
 178         lbam = readw(ioaddr->lbam_addr);
 179         lbah = readw(ioaddr->lbah_addr);
 180
 181         tf->feature = feature;
 182         tf->nsect = nsect;
 183         tf->lbal = lbal;
 184         tf->lbam = lbam;
 185         tf->lbah = lbah;
 186
 187         if (tf->flags & ATA_TFLAG_LBA48) {
 188                 tf->hob_feature = feature >> 8;
 189                 tf->hob_nsect = nsect >> 8;
 190                 tf->hob_lbal = lbal >> 8;
 191                 tf->hob_lbam = lbam >> 8;
 192                 tf->hob_lbah = lbah >> 8;
 193         }
 194 }
 195
 196 /**
 197  *      k2_bmdma_setup_mmio - Set up PCI IDE BMDMA transaction (MMIO)
 198  *      @qc: Info associated with this ATA transaction.
 199  *
 200  *      LOCKING:
 201  *      spin_lock_irqsave(host lock)
 202  */
 203
 204 static void k2_bmdma_setup_mmio (struct ata_queued_cmd *qc)
 205 {
 206         struct ata_port *ap = qc->ap;
 207         unsigned int rw = (qc->tf.flags & ATA_TFLAG_WRITE);
 208         u8 dmactl;
 209         void __iomem *mmio = (void __iomem *) ap->ioaddr.bmdma_addr;
 210         /* load PRD table addr. */
 211         mb();   /* make sure PRD table writes are visible to controller */
 212         writel(ap->prd_dma, mmio + ATA_DMA_TABLE_OFS);
 213
 214         /* specify data direction, triple-check start bit is clear */
 215         dmactl = readb(mmio + ATA_DMA_CMD);
 216         dmactl &= ~(ATA_DMA_WR | ATA_DMA_START);
 217         if (!rw)
 218                 dmactl |= ATA_DMA_WR;
 219         writeb(dmactl, mmio + ATA_DMA_CMD);
 220
 221         /* issue r/w command if this is not a ATA DMA command*/
 222         if (qc->tf.protocol != ATA_PROT_DMA)
 223                 ap->ops->exec_command(ap, &qc->tf);
 224 }
 225
 226 /**
 227  *      k2_bmdma_start_mmio - Start a PCI IDE BMDMA transaction (MMIO)
 228  *      @qc: Info associated with this ATA transaction.
 229  *
 230  *      LOCKING:
 231  *      spin_lock_irqsave(host lock)
 232  */
 233
 234 static void k2_bmdma_start_mmio (struct ata_queued_cmd *qc)
 235 {
 236         struct ata_port *ap = qc->ap;
 237         void __iomem *mmio = (void __iomem *) ap->ioaddr.bmdma_addr;
 238         u8 dmactl;
 239
 240         /* start host DMA transaction */
 241         dmactl = readb(mmio + ATA_DMA_CMD);
 242         writeb(dmactl | ATA_DMA_START, mmio + ATA_DMA_CMD);
 243         /* There is a race condition in certain SATA controllers that can
 244            be seen when the r/w command is given to the controller before the
 245            host DMA is started. On a Read command, the controller would initiate
 246            the command to the drive even before it sees the DMA start. When there
 247            are very fast drives connected to the controller, or when the data request
 248            hits in the drive cache, there is the possibility that the drive returns a part
 249            or all of the requested data to the controller before the DMA start is issued.
 250            In this case, the controller would become confused as to what to do with the data.
 251            In the worst case when all the data is returned back to the controller, the
 252            controller could hang. In other cases it could return partial data returning
 253            in data corruption. This problem has been seen in PPC systems and can also appear
 254            on an system with very fast disks, where the SATA controller is sitting behind a
 255            number of bridges, and hence there is significant latency between the r/w command
 256            and the start command. */
 257         /* issue r/w command if the access is to ATA*/
 258         if (qc->tf.protocol == ATA_PROT_DMA)
 259                 ap->ops->exec_command(ap, &qc->tf);
 260 }
 261
 262
 263 static u8 k2_stat_check_status(struct ata_port *ap)
 264 {
 265         return readl((void __iomem *) ap->ioaddr.status_addr);
 266 }
 267
 268 #ifdef CONFIG_PPC_OF
 269 /*
 270  * k2_sata_proc_info
 271  * inout : decides on the direction of the dataflow and the meaning of the
 272  *         variables
 273  * buffer: If inout==FALSE data is being written to it else read from it
 274  * *start: If inout==FALSE start of the valid data in the buffer
 275  * offset: If inout==FALSE offset from the beginning of the imaginary file
 276  *         from which we start writing into the buffer
 277  * length: If inout==FALSE max number of bytes to be written into the buffer
 278  *         else number of bytes in the buffer
 279  */
 280 static int k2_sata_proc_info(struct Scsi_Host *shost, char *page, char **start,
 281                              off_t offset, int count, int inout)
 282 {
 283         struct ata_port *ap;
 284         struct device_node *np;
 285         int len, index;
 286
 287         /* Find  the ata_port */
 288         ap = ata_shost_to_port(shost);
 289         if (ap == NULL)
 290                 return 0;
 291
 292         /* Find the OF node for the PCI device proper */
 293         np = pci_device_to_OF_node(to_pci_dev(ap->host->dev));
 294         if (np == NULL)
 295                 return 0;
 296
 297         /* Match it to a port node */
 298         index = (ap == ap->host->ports[0]) ? 0 : 1;
 299         for (np = np->child; np != NULL; np = np->sibling) {
 300                 const u32 *reg = get_property(np, "reg", NULL);
 301                 if (!reg)
 302                         continue;
 303                 if (index == *reg)
 304                         break;
 305         }
 306         if (np == NULL)
 307                 return 0;
 308
 309         len = sprintf(page, "devspec: %s\n", np->full_name);
 310
 311         return len;
 312 }
 313 #endif /* CONFIG_PPC_OF */
 314
 315
 316 static struct scsi_host_template k2_sata_sht = {
 317         .module                 = THIS_MODULE,
 318         .name                   = DRV_NAME,
 319         .ioctl                  = ata_scsi_ioctl,
 320         .queuecommand           = ata_scsi_queuecmd,
 321         .can_queue              = ATA_DEF_QUEUE,
 322         .this_id                = ATA_SHT_THIS_ID,
 323         .sg_tablesize           = LIBATA_MAX_PRD,
 324         .cmd_per_lun            = ATA_SHT_CMD_PER_LUN,
 325         .emulated               = ATA_SHT_EMULATED,
 326         .use_clustering         = ATA_SHT_USE_CLUSTERING,
 327         .proc_name              = DRV_NAME,
 328         .dma_boundary           = ATA_DMA_BOUNDARY,
 329         .slave_configure        = ata_scsi_slave_config,
 330         .slave_destroy          = ata_scsi_slave_destroy,
 331 #ifdef CONFIG_PPC_OF
 332         .proc_info              = k2_sata_proc_info,
 333 #endif
 334         .bios_param             = ata_std_bios_param,
 335 };
 336
 337
 338 static const struct ata_port_operations k2_sata_ops = {
 339         .port_disable           = ata_port_disable,
 340         .tf_load                = k2_sata_tf_load,
 341         .tf_read                = k2_sata_tf_read,
 342         .check_status           = k2_stat_check_status,
 343         .exec_command           = ata_exec_command,
 344         .dev_select             = ata_std_dev_select,
 345         .check_atapi_dma        = k2_sata_check_atapi_dma,
 346         .bmdma_setup            = k2_bmdma_setup_mmio,
 347         .bmdma_start            = k2_bmdma_start_mmio,
 348         .bmdma_stop             = ata_bmdma_stop,
 349         .bmdma_status           = ata_bmdma_status,
 350         .qc_prep                = ata_qc_prep,
 351         .qc_issue               = ata_qc_issue_prot,
 352         .data_xfer              = ata_data_xfer,
 353         .freeze                 = ata_bmdma_freeze,
 354         .thaw                   = ata_bmdma_thaw,
 355         .error_handler          = ata_bmdma_error_handler,
 356         .post_internal_cmd      = ata_bmdma_post_internal_cmd,
 357         .irq_handler            = ata_interrupt,
 358         .irq_clear              = ata_bmdma_irq_clear,
 359         .irq_on                 = ata_irq_on,
 360         .irq_ack                = ata_irq_ack,
 361         .scr_read               = k2_sata_scr_read,
 362         .scr_write              = k2_sata_scr_write,
 363         .port_start             = ata_port_start,
 364 };
 365
 366 static void k2_sata_setup_port(struct ata_ioports *port, void __iomem *base)
 367 {
 368         port->cmd_addr          = base + K2_SATA_TF_CMD_OFFSET;
 369         port->data_addr         = base + K2_SATA_TF_DATA_OFFSET;
 370         port->feature_addr      =
 371         port->error_addr        = base + K2_SATA_TF_ERROR_OFFSET;
 372         port->nsect_addr        = base + K2_SATA_TF_NSECT_OFFSET;
 373         port->lbal_addr         = base + K2_SATA_TF_LBAL_OFFSET;
 374         port->lbam_addr         = base + K2_SATA_TF_LBAM_OFFSET;
 375         port->lbah_addr         = base + K2_SATA_TF_LBAH_OFFSET;
 376         port->device_addr       = base + K2_SATA_TF_DEVICE_OFFSET;
 377         port->command_addr      =
 378         port->status_addr       = base + K2_SATA_TF_CMDSTAT_OFFSET;
 379         port->altstatus_addr    =
 380         port->ctl_addr          = base + K2_SATA_TF_CTL_OFFSET;
 381         port->bmdma_addr        = base + K2_SATA_DMA_CMD_OFFSET;
 382         port->scr_addr          = base + K2_SATA_SCR_STATUS_OFFSET;
 383 }
 384
 385
 386 static int k2_sata_init_one (struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)
 387 {
 388         static int printed_version;
 389         struct device *dev = &pdev->dev;
 390         struct ata_probe_ent *probe_ent;
 391         void __iomem *mmio_base;
 392         const struct k2_board_info *board_info =
 393                         &k2_board_info[ent->driver_data];
 394         int rc;
 395         int i;
 396
 397         if (!printed_version++)
 398                 dev_printk(KERN_DEBUG, &pdev->dev, "version " DRV_VERSION "\n");
 399
 400         /*
 401          * If this driver happens to only be useful on Apple's K2, then
 402          * we should check that here as it has a normal Serverworks ID
 403          */
 404         rc = pcim_enable_device(pdev);
 405         if (rc)
 406                 return rc;
 407         /*
 408          * Check if we have resources mapped at all (second function may
 409          * have been disabled by firmware)
 410          */
 411         if (pci_resource_len(pdev, 5) == 0)
 412                 return -ENODEV;
 413
 414         /* Request and iomap PCI regions */
 415         rc = pcim_iomap_regions(pdev, 1 << 5, DRV_NAME);
 416         if (rc == -EBUSY)
 417                 pcim_pin_device(pdev);
 418         if (rc)
 419                 return rc;
 420
 421         rc = pci_set_dma_mask(pdev, ATA_DMA_MASK);
 422         if (rc)
 423                 return rc;
 424         rc = pci_set_consistent_dma_mask(pdev, ATA_DMA_MASK);
 425         if (rc)
 426                 return rc;
 427
 428         probe_ent = devm_kzalloc(dev, sizeof(*probe_ent), GFP_KERNEL);
 429         if (probe_ent == NULL)
 430                 return -ENOMEM;
 431
 432         probe_ent->dev = pci_dev_to_dev(pdev);
 433         INIT_LIST_HEAD(&probe_ent->node);
 434
 435         probe_ent->sht = &k2_sata_sht;
 436         probe_ent->port_flags = ATA_FLAG_SATA | ATA_FLAG_NO_LEGACY |
 437                                 ATA_FLAG_MMIO | board_info->port_flags;
 438         probe_ent->port_ops = &k2_sata_ops;
 439         probe_ent->n_ports = 4;
 440         probe_ent->irq = pdev->irq;
 441         probe_ent->irq_flags = IRQF_SHARED;
 442         probe_ent->iomap = pcim_iomap_table(pdev);
 443
 444         /* We don't care much about the PIO/UDMA masks, but the core won't like us
 445          * if we don't fill these
 446          */
 447         probe_ent->pio_mask = 0x1f;
 448         probe_ent->mwdma_mask = 0x7;
 449         probe_ent->udma_mask = 0x7f;
 450
 451         mmio_base = probe_ent->iomap[5];
 452
 453         /* different controllers have different number of ports - currently 4 or 8 */
 454         /* All ports are on the same function. Multi-function device is no
 455          * longer available. This should not be seen in any system. */
 456         for (i = 0; i < board_info->n_ports; i++)
 457                 k2_sata_setup_port(&probe_ent->port[i],
 458                                    mmio_base + i * K2_SATA_PORT_OFFSET);
 459
 460         /* Clear a magic bit in SCR1 according to Darwin, those help
 461          * some funky seagate drives (though so far, those were already
 462          * set by the firmware on the machines I had access to)
 463          */
 464         writel(readl(mmio_base + K2_SATA_SICR1_OFFSET) & ~0x00040000,
 465                mmio_base + K2_SATA_SICR1_OFFSET);
 466
 467         /* Clear SATA error & interrupts we don't use */
 468         writel(0xffffffff, mmio_base + K2_SATA_SCR_ERROR_OFFSET);
 469         writel(0x0, mmio_base + K2_SATA_SIM_OFFSET);
 470
 471         pci_set_master(pdev);
 472
 473         if (!ata_device_add(probe_ent))
 474                 return -ENODEV;
 475
 476         devm_kfree(dev, probe_ent);
 477         return 0;
 478 }
 479
 480 /* 0x240 is device ID for Apple K2 device
 481  * 0x241 is device ID for Serverworks Frodo4
 482  * 0x242 is device ID for Serverworks Frodo8
 483  * 0x24a is device ID for BCM5785 (aka HT1000) HT southbridge integrated SATA
 484  * controller
 485  * */
 486 static const struct pci_device_id k2_sata_pci_tbl[] = {
 487         { PCI_VDEVICE(SERVERWORKS, 0x0240), board_svw4 },
 488         { PCI_VDEVICE(SERVERWORKS, 0x0241), board_svw4 },
 489         { PCI_VDEVICE(SERVERWORKS, 0x0242), board_svw8 },
 490         { PCI_VDEVICE(SERVERWORKS, 0x024a), board_svw4 },
 491         { PCI_VDEVICE(SERVERWORKS, 0x024b), board_svw4 },
 492
 493         { }
 494 };
 495
 496 static struct pci_driver k2_sata_pci_driver = {
 497         .name                   = DRV_NAME,
 498         .id_table               = k2_sata_pci_tbl,
 499         .probe                  = k2_sata_init_one,
 500         .remove                 = ata_pci_remove_one,
 501 };
 502
 503 static int __init k2_sata_init(void)
 504 {
 505         return pci_register_driver(&k2_sata_pci_driver);
 506 }
 507
 508 static void __exit k2_sata_exit(void)
 509 {
 510         pci_unregister_driver(&k2_sata_pci_driver);
 511 }
 512
 513 MODULE_AUTHOR("Benjamin Herrenschmidt");
 514 MODULE_DESCRIPTION("low-level driver for K2 SATA controller");
 515 MODULE_LICENSE("GPL");
 516 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, k2_sata_pci_tbl);
 517 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);
 518
 519 module_init(k2_sata_init);
 520 module_exit(k2_sata_exit);