drivers/scsi/ahci.c

   1 /*
   2  *  ahci.c - AHCI SATA support
   3  *
   4  *  Maintained by:  Jeff Garzik <jgarzik@pobox.com>
   5  *                  Please ALWAYS copy linux-ide@vger.kernel.org
   6  *                  on emails.
   7  *
   8  *  Copyright 2004-2005 Red Hat, Inc.
   9  *
  10  *
  11  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  12  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  13  *  the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  14  *  any later version.
  15  *
  16  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  17  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  19  *  GNU General Public License for more details.
  20  *
  21  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  22  *  along with this program; see the file COPYING.  If not, write to
  23  *  the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  24  *
  25  *
  26  * libata documentation is available via 'make {ps|pdf}docs',
  27  * as Documentation/DocBook/libata.*
  28  *
  29  * AHCI hardware documentation:
  30  * http://www.intel.com/technology/serialata/pdf/rev1_0.pdf
  31  * http://www.intel.com/technology/serialata/pdf/rev1_1.pdf
  32  *
  33  */
  34
  35 #include <linux/kernel.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/pci.h>
  38 #include <linux/init.h>
  39 #include <linux/blkdev.h>
  40 #include <linux/delay.h>
  41 #include <linux/interrupt.h>
  42 #include <linux/sched.h>
  43 #include <linux/dma-mapping.h>
  44 #include <linux/device.h>
  45 #include <scsi/scsi_host.h>
  46 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
  47 #include <linux/libata.h>
  48 #include <asm/io.h>
  49
  50 #define DRV_NAME        "ahci"
  51 #define DRV_VERSION     "1.01"
  52
  53
  54 enum {
  55         AHCI_PCI_BAR            = 5,
  56         AHCI_MAX_SG             = 168, /* hardware max is 64K */
  57         AHCI_DMA_BOUNDARY       = 0xffffffff,
  58         AHCI_USE_CLUSTERING     = 0,
  59         AHCI_CMD_SLOT_SZ        = 32 * 32,
  60         AHCI_RX_FIS_SZ          = 256,
  61         AHCI_CMD_TBL_HDR        = 0x80,
  62         AHCI_CMD_TBL_CDB        = 0x40,
  63         AHCI_CMD_TBL_SZ         = AHCI_CMD_TBL_HDR + (AHCI_MAX_SG * 16),
  64         AHCI_PORT_PRIV_DMA_SZ   = AHCI_CMD_SLOT_SZ + AHCI_CMD_TBL_SZ +
  65                                   AHCI_RX_FIS_SZ,
  66         AHCI_IRQ_ON_SG          = (1 << 31),
  67         AHCI_CMD_ATAPI          = (1 << 5),
  68         AHCI_CMD_WRITE          = (1 << 6),
  69
  70         RX_FIS_D2H_REG          = 0x40, /* offset of D2H Register FIS data */
  71
  72         board_ahci              = 0,
  73
  74         /* global controller registers */
  75         HOST_CAP                = 0x00, /* host capabilities */
  76         HOST_CTL                = 0x04, /* global host control */
  77         HOST_IRQ_STAT           = 0x08, /* interrupt status */
  78         HOST_PORTS_IMPL         = 0x0c, /* bitmap of implemented ports */
  79         HOST_VERSION            = 0x10, /* AHCI spec. version compliancy */
  80
  81         /* HOST_CTL bits */
  82         HOST_RESET              = (1 << 0),  /* reset controller; self-clear */
  83         HOST_IRQ_EN             = (1 << 1),  /* global IRQ enable */
  84         HOST_AHCI_EN            = (1 << 31), /* AHCI enabled */
  85
  86         /* HOST_CAP bits */
  87         HOST_CAP_64             = (1 << 31), /* PCI DAC (64-bit DMA) support */
  88
  89         /* registers for each SATA port */
  90         PORT_LST_ADDR           = 0x00, /* command list DMA addr */
  91         PORT_LST_ADDR_HI        = 0x04, /* command list DMA addr hi */
  92         PORT_FIS_ADDR           = 0x08, /* FIS rx buf addr */
  93         PORT_FIS_ADDR_HI        = 0x0c, /* FIS rx buf addr hi */
  94         PORT_IRQ_STAT           = 0x10, /* interrupt status */
  95         PORT_IRQ_MASK           = 0x14, /* interrupt enable/disable mask */
  96         PORT_CMD                = 0x18, /* port command */
  97         PORT_TFDATA             = 0x20, /* taskfile data */
  98         PORT_SIG                = 0x24, /* device TF signature */
  99         PORT_CMD_ISSUE          = 0x38, /* command issue */
 100         PORT_SCR                = 0x28, /* SATA phy register block */
 101         PORT_SCR_STAT           = 0x28, /* SATA phy register: SStatus */
 102         PORT_SCR_CTL            = 0x2c, /* SATA phy register: SControl */
 103         PORT_SCR_ERR            = 0x30, /* SATA phy register: SError */
 104         PORT_SCR_ACT            = 0x34, /* SATA phy register: SActive */
 105
 106         /* PORT_IRQ_{STAT,MASK} bits */
 107         PORT_IRQ_COLD_PRES      = (1 << 31), /* cold presence detect */
 108         PORT_IRQ_TF_ERR         = (1 << 30), /* task file error */
 109         PORT_IRQ_HBUS_ERR       = (1 << 29), /* host bus fatal error */
 110         PORT_IRQ_HBUS_DATA_ERR  = (1 << 28), /* host bus data error */
 111         PORT_IRQ_IF_ERR         = (1 << 27), /* interface fatal error */
 112         PORT_IRQ_IF_NONFATAL    = (1 << 26), /* interface non-fatal error */
 113         PORT_IRQ_OVERFLOW       = (1 << 24), /* xfer exhausted available S/G */
 114         PORT_IRQ_BAD_PMP        = (1 << 23), /* incorrect port multiplier */
 115
 116         PORT_IRQ_PHYRDY         = (1 << 22), /* PhyRdy changed */
 117         PORT_IRQ_DEV_ILCK       = (1 << 7), /* device interlock */
 118         PORT_IRQ_CONNECT        = (1 << 6), /* port connect change status */
 119         PORT_IRQ_SG_DONE        = (1 << 5), /* descriptor processed */
 120         PORT_IRQ_UNK_FIS        = (1 << 4), /* unknown FIS rx'd */
 121         PORT_IRQ_SDB_FIS        = (1 << 3), /* Set Device Bits FIS rx'd */
 122         PORT_IRQ_DMAS_FIS       = (1 << 2), /* DMA Setup FIS rx'd */
 123         PORT_IRQ_PIOS_FIS       = (1 << 1), /* PIO Setup FIS rx'd */
 124         PORT_IRQ_D2H_REG_FIS    = (1 << 0), /* D2H Register FIS rx'd */
 125
 126         PORT_IRQ_FATAL          = PORT_IRQ_TF_ERR |
 127                                   PORT_IRQ_HBUS_ERR |
 128                                   PORT_IRQ_HBUS_DATA_ERR |
 129                                   PORT_IRQ_IF_ERR,
 130         DEF_PORT_IRQ            = PORT_IRQ_FATAL | PORT_IRQ_PHYRDY |
 131                                   PORT_IRQ_CONNECT | PORT_IRQ_SG_DONE |
 132                                   PORT_IRQ_UNK_FIS | PORT_IRQ_SDB_FIS |
 133                                   PORT_IRQ_DMAS_FIS | PORT_IRQ_PIOS_FIS |
 134                                   PORT_IRQ_D2H_REG_FIS,
 135
 136         /* PORT_CMD bits */
 137         PORT_CMD_LIST_ON        = (1 << 15), /* cmd list DMA engine running */
 138         PORT_CMD_FIS_ON         = (1 << 14), /* FIS DMA engine running */
 139         PORT_CMD_FIS_RX         = (1 << 4), /* Enable FIS receive DMA engine */
 140         PORT_CMD_POWER_ON       = (1 << 2), /* Power up device */
 141         PORT_CMD_SPIN_UP        = (1 << 1), /* Spin up device */
 142         PORT_CMD_START          = (1 << 0), /* Enable port DMA engine */
 143
 144         PORT_CMD_ICC_ACTIVE     = (0x1 << 28), /* Put i/f in active state */
 145         PORT_CMD_ICC_PARTIAL    = (0x2 << 28), /* Put i/f in partial state */
 146         PORT_CMD_ICC_SLUMBER    = (0x6 << 28), /* Put i/f in slumber state */
 147
 148         /* hpriv->flags bits */
 149         AHCI_FLAG_MSI           = (1 << 0),
 150 };
 151
 152 struct ahci_cmd_hdr {
 153         u32                     opts;
 154         u32                     status;
 155         u32                     tbl_addr;
 156         u32                     tbl_addr_hi;
 157         u32                     reserved[4];
 158 };
 159
 160 struct ahci_sg {
 161         u32                     addr;
 162         u32                     addr_hi;
 163         u32                     reserved;
 164         u32                     flags_size;
 165 };
 166
 167 struct ahci_host_priv {
 168         unsigned long           flags;
 169         u32                     cap;    /* cache of HOST_CAP register */
 170         u32                     port_map; /* cache of HOST_PORTS_IMPL reg */
 171 };
 172
 173 struct ahci_port_priv {
 174         struct ahci_cmd_hdr     *cmd_slot;
 175         dma_addr_t              cmd_slot_dma;
 176         void                    *cmd_tbl;
 177         dma_addr_t              cmd_tbl_dma;
 178         struct ahci_sg          *cmd_tbl_sg;
 179         void                    *rx_fis;
 180         dma_addr_t              rx_fis_dma;
 181 };
 182
 183 static u32 ahci_scr_read (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg);
 184 static void ahci_scr_write (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg, u32 val);
 185 static int ahci_init_one (struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent);
 186 static int ahci_qc_issue(struct ata_queued_cmd *qc);
 187 static irqreturn_t ahci_interrupt (int irq, void *dev_instance, struct pt_regs *regs);
 188 static void ahci_phy_reset(struct ata_port *ap);
 189 static void ahci_irq_clear(struct ata_port *ap);
 190 static void ahci_eng_timeout(struct ata_port *ap);
 191 static int ahci_port_start(struct ata_port *ap);
 192 static void ahci_port_stop(struct ata_port *ap);
 193 static void ahci_tf_read(struct ata_port *ap, struct ata_taskfile *tf);
 194 static void ahci_qc_prep(struct ata_queued_cmd *qc);
 195 static u8 ahci_check_status(struct ata_port *ap);
 196 static inline int ahci_host_intr(struct ata_port *ap, struct ata_queued_cmd *qc);
 197 static void ahci_remove_one (struct pci_dev *pdev);
 198
 199 static struct scsi_host_template ahci_sht = {
 200         .module                 = THIS_MODULE,
 201         .name                   = DRV_NAME,
 202         .ioctl                  = ata_scsi_ioctl,
 203         .queuecommand           = ata_scsi_queuecmd,
 204         .eh_strategy_handler    = ata_scsi_error,
 205         .can_queue              = ATA_DEF_QUEUE,
 206         .this_id                = ATA_SHT_THIS_ID,
 207         .sg_tablesize           = AHCI_MAX_SG,
 208         .max_sectors            = ATA_MAX_SECTORS,
 209         .cmd_per_lun            = ATA_SHT_CMD_PER_LUN,
 210         .emulated               = ATA_SHT_EMULATED,
 211         .use_clustering         = AHCI_USE_CLUSTERING,
 212         .proc_name              = DRV_NAME,
 213         .dma_boundary           = AHCI_DMA_BOUNDARY,
 214         .slave_configure        = ata_scsi_slave_config,
 215         .bios_param             = ata_std_bios_param,
 216         .ordered_flush          = 1,
 217 };
 218
 219 static const struct ata_port_operations ahci_ops = {
 220         .port_disable           = ata_port_disable,
 221
 222         .check_status           = ahci_check_status,
 223         .check_altstatus        = ahci_check_status,
 224         .dev_select             = ata_noop_dev_select,
 225
 226         .tf_read                = ahci_tf_read,
 227
 228         .phy_reset              = ahci_phy_reset,
 229
 230         .qc_prep                = ahci_qc_prep,
 231         .qc_issue               = ahci_qc_issue,
 232
 233         .eng_timeout            = ahci_eng_timeout,
 234
 235         .irq_handler            = ahci_interrupt,
 236         .irq_clear              = ahci_irq_clear,
 237
 238         .scr_read               = ahci_scr_read,
 239         .scr_write              = ahci_scr_write,
 240
 241         .port_start             = ahci_port_start,
 242         .port_stop              = ahci_port_stop,
 243 };
 244
 245 static struct ata_port_info ahci_port_info[] = {
 246         /* board_ahci */
 247         {
 248                 .sht            = &ahci_sht,
 249                 .host_flags     = ATA_FLAG_SATA | ATA_FLAG_NO_LEGACY |
 250                                   ATA_FLAG_SATA_RESET | ATA_FLAG_MMIO |
 251                                   ATA_FLAG_PIO_DMA,
 252                 .pio_mask       = 0x1f, /* pio0-4 */
 253                 .udma_mask      = 0x7f, /* udma0-6 ; FIXME */
 254                 .port_ops       = &ahci_ops,
 255         },
 256 };
 257
 258 static struct pci_device_id ahci_pci_tbl[] = {
 259         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x2652, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 260           board_ahci }, /* ICH6 */
 261         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x2653, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 262           board_ahci }, /* ICH6M */
 263         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x27c1, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 264           board_ahci }, /* ICH7 */
 265         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x27c5, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 266           board_ahci }, /* ICH7M */
 267         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x27c3, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 268           board_ahci }, /* ICH7R */
 269         { PCI_VENDOR_ID_AL, 0x5288, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 270           board_ahci }, /* ULi M5288 */
 271         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x2681, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 272           board_ahci }, /* ESB2 */
 273         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x2682, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 274           board_ahci }, /* ESB2 */
 275         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x2683, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 276           board_ahci }, /* ESB2 */
 277         { PCI_VENDOR_ID_INTEL, 0x27c6, PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, 0, 0,
 278           board_ahci }, /* ICH7-M DH */
 279         { }     /* terminate list */
 280 };
 281
 282
 283 static struct pci_driver ahci_pci_driver = {
 284         .name                   = DRV_NAME,
 285         .id_table               = ahci_pci_tbl,
 286         .probe                  = ahci_init_one,
 287         .remove                 = ahci_remove_one,
 288 };
 289
 290
 291 static inline unsigned long ahci_port_base_ul (unsigned long base, unsigned int port)
 292 {
 293         return base + 0x100 + (port * 0x80);
 294 }
 295
 296 static inline void __iomem *ahci_port_base (void __iomem *base, unsigned int port)
 297 {
 298         return (void __iomem *) ahci_port_base_ul((unsigned long)base, port);
 299 }
 300
 301 static int ahci_port_start(struct ata_port *ap)
 302 {
 303         struct device *dev = ap->host_set->dev;
 304         struct ahci_host_priv *hpriv = ap->host_set->private_data;
 305         struct ahci_port_priv *pp;
 306         void __iomem *mmio = ap->host_set->mmio_base;
 307         void __iomem *port_mmio = ahci_port_base(mmio, ap->port_no);
 308         void *mem;
 309         dma_addr_t mem_dma;
 310         int rc;
 311
 312         pp = kmalloc(sizeof(*pp), GFP_KERNEL);
 313         if (!pp)
 314                 return -ENOMEM;
 315         memset(pp, 0, sizeof(*pp));
 316
 317         rc = ata_pad_alloc(ap, dev);
 318         if (rc) {
 319                 kfree(pp);
 320                 return rc;
 321         }
 322
 323         mem = dma_alloc_coherent(dev, AHCI_PORT_PRIV_DMA_SZ, &mem_dma, GFP_KERNEL);
 324         if (!mem) {
 325                 ata_pad_free(ap, dev);
 326                 kfree(pp);
 327                 return -ENOMEM;
 328         }
 329         memset(mem, 0, AHCI_PORT_PRIV_DMA_SZ);
 330
 331         /*
 332          * First item in chunk of DMA memory: 32-slot command table,
 333          * 32 bytes each in size
 334          */
 335         pp->cmd_slot = mem;
 336         pp->cmd_slot_dma = mem_dma;
 337
 338         mem += AHCI_CMD_SLOT_SZ;
 339         mem_dma += AHCI_CMD_SLOT_SZ;
 340
 341         /*
 342          * Second item: Received-FIS area
 343          */
 344         pp->rx_fis = mem;
 345         pp->rx_fis_dma = mem_dma;
 346
 347         mem += AHCI_RX_FIS_SZ;
 348         mem_dma += AHCI_RX_FIS_SZ;
 349
 350         /*
 351          * Third item: data area for storing a single command
 352          * and its scatter-gather table
 353          */
 354         pp->cmd_tbl = mem;
 355         pp->cmd_tbl_dma = mem_dma;
 356
 357         pp->cmd_tbl_sg = mem + AHCI_CMD_TBL_HDR;
 358
 359         ap->private_data = pp;
 360
 361         if (hpriv->cap & HOST_CAP_64)
 362                 writel((pp->cmd_slot_dma >> 16) >> 16, port_mmio + PORT_LST_ADDR_HI);
 363         writel(pp->cmd_slot_dma & 0xffffffff, port_mmio + PORT_LST_ADDR);
 364         readl(port_mmio + PORT_LST_ADDR); /* flush */
 365
 366         if (hpriv->cap & HOST_CAP_64)
 367                 writel((pp->rx_fis_dma >> 16) >> 16, port_mmio + PORT_FIS_ADDR_HI);
 368         writel(pp->rx_fis_dma & 0xffffffff, port_mmio + PORT_FIS_ADDR);
 369         readl(port_mmio + PORT_FIS_ADDR); /* flush */
 370
 371         writel(PORT_CMD_ICC_ACTIVE | PORT_CMD_FIS_RX |
 372                PORT_CMD_POWER_ON | PORT_CMD_SPIN_UP |
 373                PORT_CMD_START, port_mmio + PORT_CMD);
 374         readl(port_mmio + PORT_CMD); /* flush */
 375
 376         return 0;
 377 }
 378
 379
 380 static void ahci_port_stop(struct ata_port *ap)
 381 {
 382         struct device *dev = ap->host_set->dev;
 383         struct ahci_port_priv *pp = ap->private_data;
 384         void __iomem *mmio = ap->host_set->mmio_base;
 385         void __iomem *port_mmio = ahci_port_base(mmio, ap->port_no);
 386         u32 tmp;
 387
 388         tmp = readl(port_mmio + PORT_CMD);
 389         tmp &= ~(PORT_CMD_START | PORT_CMD_FIS_RX);
 390         writel(tmp, port_mmio + PORT_CMD);
 391         readl(port_mmio + PORT_CMD); /* flush */
 392
 393         /* spec says 500 msecs for each PORT_CMD_{START,FIS_RX} bit, so
 394          * this is slightly incorrect.
 395          */
 396         msleep(500);
 397
 398         ap->private_data = NULL;
 399         dma_free_coherent(dev, AHCI_PORT_PRIV_DMA_SZ,
 400                           pp->cmd_slot, pp->cmd_slot_dma);
 401         ata_pad_free(ap, dev);
 402         kfree(pp);
 403 }
 404
 405 static u32 ahci_scr_read (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg_in)
 406 {
 407         unsigned int sc_reg;
 408
 409         switch (sc_reg_in) {
 410         case SCR_STATUS:        sc_reg = 0; break;
 411         case SCR_CONTROL:       sc_reg = 1; break;
 412         case SCR_ERROR:         sc_reg = 2; break;
 413         case SCR_ACTIVE:        sc_reg = 3; break;
 414         default:
 415                 return 0xffffffffU;
 416         }
 417
 418         return readl((void __iomem *) ap->ioaddr.scr_addr + (sc_reg * 4));
 419 }
 420
 421
 422 static void ahci_scr_write (struct ata_port *ap, unsigned int sc_reg_in,
 423                                u32 val)
 424 {
 425         unsigned int sc_reg;
 426
 427         switch (sc_reg_in) {
 428         case SCR_STATUS:        sc_reg = 0; break;
 429         case SCR_CONTROL:       sc_reg = 1; break;
 430         case SCR_ERROR:         sc_reg = 2; break;
 431         case SCR_ACTIVE:        sc_reg = 3; break;
 432         default:
 433                 return;
 434         }
 435
 436         writel(val, (void __iomem *) ap->ioaddr.scr_addr + (sc_reg * 4));
 437 }
 438
 439 static void ahci_phy_reset(struct ata_port *ap)
 440 {
 441         void __iomem *port_mmio = (void __iomem *) ap->ioaddr.cmd_addr;
 442         struct ata_taskfile tf;
 443         struct ata_device *dev = &ap->device[0];
 444         u32 tmp;
 445
 446         __sata_phy_reset(ap);
 447
 448         if (ap->flags & ATA_FLAG_PORT_DISABLED)
 449                 return;
 450
 451         tmp = readl(port_mmio + PORT_SIG);
 452         tf.lbah         = (tmp >> 24)   & 0xff;
 453         tf.lbam         = (tmp >> 16)   & 0xff;
 454         tf.lbal         = (tmp >> 8)    & 0xff;
 455         tf.nsect        = (tmp)         & 0xff;
 456
 457         dev->class = ata_dev_classify(&tf);
 458         if (!ata_dev_present(dev))
 459                 ata_port_disable(ap);
 460 }
 461
 462 static u8 ahci_check_status(struct ata_port *ap)
 463 {
 464         void __iomem *mmio = (void __iomem *) ap->ioaddr.cmd_addr;
 465
 466         return readl(mmio + PORT_TFDATA) & 0xFF;
 467 }
 468
 469 static void ahci_tf_read(struct ata_port *ap, struct ata_taskfile *tf)
 470 {
 471         struct ahci_port_priv *pp = ap->private_data;
 472         u8 *d2h_fis = pp->rx_fis + RX_FIS_D2H_REG;
 473
 474         ata_tf_from_fis(d2h_fis, tf);
 475 }
 476
 477 static void ahci_fill_sg(struct ata_queued_cmd *qc)
 478 {
 479         struct ahci_port_priv *pp = qc->ap->private_data;
 480         struct scatterlist *sg;
 481         struct ahci_sg *ahci_sg;
 482
 483         VPRINTK("ENTER\n");
 484
 485         /*
 486          * Next, the S/G list.
 487          */
 488         ahci_sg = pp->cmd_tbl_sg;
 489         ata_for_each_sg(sg, qc) {
 490                 dma_addr_t addr = sg_dma_address(sg);
 491                 u32 sg_len = sg_dma_len(sg);
 492
 493                 ahci_sg->addr = cpu_to_le32(addr & 0xffffffff);
 494                 ahci_sg->addr_hi = cpu_to_le32((addr >> 16) >> 16);
 495                 ahci_sg->flags_size = cpu_to_le32(sg_len - 1);
 496                 ahci_sg++;
 497         }
 498 }
 499
 500 static void ahci_qc_prep(struct ata_queued_cmd *qc)
 501 {
 502         struct ata_port *ap = qc->ap;
 503         struct ahci_port_priv *pp = ap->private_data;
 504         u32 opts;
 505         const u32 cmd_fis_len = 5; /* five dwords */
 506
 507         /*
 508          * Fill in command slot information (currently only one slot,
 509          * slot 0, is currently since we don't do queueing)
 510          */
 511
 512         opts = (qc->n_elem << 16) | cmd_fis_len;
 513         if (qc->tf.flags & ATA_TFLAG_WRITE)
 514                 opts |= AHCI_CMD_WRITE;
 515         if (is_atapi_taskfile(&qc->tf))
 516                 opts |= AHCI_CMD_ATAPI;
 517
 518         pp->cmd_slot[0].opts = cpu_to_le32(opts);
 519         pp->cmd_slot[0].status = 0;
 520         pp->cmd_slot[0].tbl_addr = cpu_to_le32(pp->cmd_tbl_dma & 0xffffffff);
 521         pp->cmd_slot[0].tbl_addr_hi = cpu_to_le32((pp->cmd_tbl_dma >> 16) >> 16);
 522
 523         /*
 524          * Fill in command table information.  First, the header,
 525          * a SATA Register - Host to Device command FIS.
 526          */
 527         ata_tf_to_fis(&qc->tf, pp->cmd_tbl, 0);
 528         if (opts & AHCI_CMD_ATAPI) {
 529                 memset(pp->cmd_tbl + AHCI_CMD_TBL_CDB, 0, 32);
 530                 memcpy(pp->cmd_tbl + AHCI_CMD_TBL_CDB, qc->cdb, ap->cdb_len);
 531         }
 532
 533         if (!(qc->flags & ATA_QCFLAG_DMAMAP))
 534                 return;
 535
 536         ahci_fill_sg(qc);
 537 }
 538
 539 static void ahci_intr_error(struct ata_port *ap, u32 irq_stat)
 540 {
 541         void __iomem *mmio = ap->host_set->mmio_base;
 542         void __iomem *port_mmio = ahci_port_base(mmio, ap->port_no);
 543         u32 tmp;
 544         int work;
 545
 546         /* stop DMA */
 547         tmp = readl(port_mmio + PORT_CMD);
 548         tmp &= ~PORT_CMD_START;
 549         writel(tmp, port_mmio + PORT_CMD);
 550
 551         /* wait for engine to stop.  TODO: this could be
 552          * as long as 500 msec
 553          */
 554         work = 1000;
 555         while (work-- > 0) {
 556                 tmp = readl(port_mmio + PORT_CMD);
 557                 if ((tmp & PORT_CMD_LIST_ON) == 0)
 558                         break;
 559                 udelay(10);
 560         }
 561
 562         /* clear SATA phy error, if any */
 563         tmp = readl(port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 564         writel(tmp, port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 565
 566         /* if DRQ/BSY is set, device needs to be reset.
 567          * if so, issue COMRESET
 568          */
 569         tmp = readl(port_mmio + PORT_TFDATA);
 570         if (tmp & (ATA_BUSY | ATA_DRQ)) {
 571                 writel(0x301, port_mmio + PORT_SCR_CTL);
 572                 readl(port_mmio + PORT_SCR_CTL); /* flush */
 573                 udelay(10);
 574                 writel(0x300, port_mmio + PORT_SCR_CTL);
 575                 readl(port_mmio + PORT_SCR_CTL); /* flush */
 576         }
 577
 578         /* re-start DMA */
 579         tmp = readl(port_mmio + PORT_CMD);
 580         tmp |= PORT_CMD_START;
 581         writel(tmp, port_mmio + PORT_CMD);
 582         readl(port_mmio + PORT_CMD); /* flush */
 583
 584         printk(KERN_WARNING "ata%u: error occurred, port reset\n", ap->id);
 585 }
 586
 587 static void ahci_eng_timeout(struct ata_port *ap)
 588 {
 589         struct ata_host_set *host_set = ap->host_set;
 590         void __iomem *mmio = host_set->mmio_base;
 591         void __iomem *port_mmio = ahci_port_base(mmio, ap->port_no);
 592         struct ata_queued_cmd *qc;
 593         unsigned long flags;
 594
 595         DPRINTK("ENTER\n");
 596
 597         spin_lock_irqsave(&host_set->lock, flags);
 598
 599         ahci_intr_error(ap, readl(port_mmio + PORT_IRQ_STAT));
 600
 601         qc = ata_qc_from_tag(ap, ap->active_tag);
 602         if (!qc) {
 603                 printk(KERN_ERR "ata%u: BUG: timeout without command\n",
 604                        ap->id);
 605         } else {
 606                 /* hack alert!  We cannot use the supplied completion
 607                  * function from inside the ->eh_strategy_handler() thread.
 608                  * libata is the only user of ->eh_strategy_handler() in
 609                  * any kernel, so the default scsi_done() assumes it is
 610                  * not being called from the SCSI EH.
 611                  */
 612                 qc->scsidone = scsi_finish_command;
 613                 ata_qc_complete(qc, AC_ERR_OTHER);
 614         }
 615
 616         spin_unlock_irqrestore(&host_set->lock, flags);
 617 }
 618
 619 static inline int ahci_host_intr(struct ata_port *ap, struct ata_queued_cmd *qc)
 620 {
 621         void __iomem *mmio = ap->host_set->mmio_base;
 622         void __iomem *port_mmio = ahci_port_base(mmio, ap->port_no);
 623         u32 status, serr, ci;
 624
 625         serr = readl(port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 626         writel(serr, port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 627
 628         status = readl(port_mmio + PORT_IRQ_STAT);
 629         writel(status, port_mmio + PORT_IRQ_STAT);
 630
 631         ci = readl(port_mmio + PORT_CMD_ISSUE);
 632         if (likely((ci & 0x1) == 0)) {
 633                 if (qc) {
 634                         ata_qc_complete(qc, 0);
 635                         qc = NULL;
 636                 }
 637         }
 638
 639         if (status & PORT_IRQ_FATAL) {
 640                 ahci_intr_error(ap, status);
 641                 if (qc)
 642                         ata_qc_complete(qc, AC_ERR_OTHER);
 643         }
 644
 645         return 1;
 646 }
 647
 648 static void ahci_irq_clear(struct ata_port *ap)
 649 {
 650         /* TODO */
 651 }
 652
 653 static irqreturn_t ahci_interrupt (int irq, void *dev_instance, struct pt_regs *regs)
 654 {
 655         struct ata_host_set *host_set = dev_instance;
 656         struct ahci_host_priv *hpriv;
 657         unsigned int i, handled = 0;
 658         void __iomem *mmio;
 659         u32 irq_stat, irq_ack = 0;
 660
 661         VPRINTK("ENTER\n");
 662
 663         hpriv = host_set->private_data;
 664         mmio = host_set->mmio_base;
 665
 666         /* sigh.  0xffffffff is a valid return from h/w */
 667         irq_stat = readl(mmio + HOST_IRQ_STAT);
 668         irq_stat &= hpriv->port_map;
 669         if (!irq_stat)
 670                 return IRQ_NONE;
 671
 672         spin_lock(&host_set->lock);
 673
 674         for (i = 0; i < host_set->n_ports; i++) {
 675                 struct ata_port *ap;
 676
 677                 if (!(irq_stat & (1 << i)))
 678                         continue;
 679
 680                 ap = host_set->ports[i];
 681                 if (ap) {
 682                         struct ata_queued_cmd *qc;
 683                         qc = ata_qc_from_tag(ap, ap->active_tag);
 684                         if (!ahci_host_intr(ap, qc))
 685                                 if (ata_ratelimit()) {
 686                                         struct pci_dev *pdev =
 687                                                 to_pci_dev(ap->host_set->dev);
 688                                         dev_printk(KERN_WARNING, &pdev->dev,
 689                                           "unhandled interrupt on port %u\n",
 690                                           i);
 691                                 }
 692
 693                         VPRINTK("port %u\n", i);
 694                 } else {
 695                         VPRINTK("port %u (no irq)\n", i);
 696                         if (ata_ratelimit()) {
 697                                 struct pci_dev *pdev =
 698                                         to_pci_dev(ap->host_set->dev);
 699                                 dev_printk(KERN_WARNING, &pdev->dev,
 700                                         "interrupt on disabled port %u\n", i);
 701                         }
 702                 }
 703
 704                 irq_ack |= (1 << i);
 705         }
 706
 707         if (irq_ack) {
 708                 writel(irq_ack, mmio + HOST_IRQ_STAT);
 709                 handled = 1;
 710         }
 711
 712         spin_unlock(&host_set->lock);
 713
 714         VPRINTK("EXIT\n");
 715
 716         return IRQ_RETVAL(handled);
 717 }
 718
 719 static int ahci_qc_issue(struct ata_queued_cmd *qc)
 720 {
 721         struct ata_port *ap = qc->ap;
 722         void __iomem *port_mmio = (void __iomem *) ap->ioaddr.cmd_addr;
 723
 724         writel(1, port_mmio + PORT_CMD_ISSUE);
 725         readl(port_mmio + PORT_CMD_ISSUE);      /* flush */
 726
 727         return 0;
 728 }
 729
 730 static void ahci_setup_port(struct ata_ioports *port, unsigned long base,
 731                             unsigned int port_idx)
 732 {
 733         VPRINTK("ENTER, base==0x%lx, port_idx %u\n", base, port_idx);
 734         base = ahci_port_base_ul(base, port_idx);
 735         VPRINTK("base now==0x%lx\n", base);
 736
 737         port->cmd_addr          = base;
 738         port->scr_addr          = base + PORT_SCR;
 739
 740         VPRINTK("EXIT\n");
 741 }
 742
 743 static int ahci_host_init(struct ata_probe_ent *probe_ent)
 744 {
 745         struct ahci_host_priv *hpriv = probe_ent->private_data;
 746         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(probe_ent->dev);
 747         void __iomem *mmio = probe_ent->mmio_base;
 748         u32 tmp, cap_save;
 749         u16 tmp16;
 750         unsigned int i, j, using_dac;
 751         int rc;
 752         void __iomem *port_mmio;
 753
 754         cap_save = readl(mmio + HOST_CAP);
 755         cap_save &= ( (1<<28) | (1<<17) );
 756         cap_save |= (1 << 27);
 757
 758         /* global controller reset */
 759         tmp = readl(mmio + HOST_CTL);
 760         if ((tmp & HOST_RESET) == 0) {
 761                 writel(tmp | HOST_RESET, mmio + HOST_CTL);
 762                 readl(mmio + HOST_CTL); /* flush */
 763         }
 764
 765         /* reset must complete within 1 second, or
 766          * the hardware should be considered fried.
 767          */
 768         ssleep(1);
 769
 770         tmp = readl(mmio + HOST_CTL);
 771         if (tmp & HOST_RESET) {
 772                 dev_printk(KERN_ERR, &pdev->dev,
 773                            "controller reset failed (0x%x)\n", tmp);
 774                 return -EIO;
 775         }
 776
 777         writel(HOST_AHCI_EN, mmio + HOST_CTL);
 778         (void) readl(mmio + HOST_CTL);  /* flush */
 779         writel(cap_save, mmio + HOST_CAP);
 780         writel(0xf, mmio + HOST_PORTS_IMPL);
 781         (void) readl(mmio + HOST_PORTS_IMPL);   /* flush */
 782
 783         pci_read_config_word(pdev, 0x92, &tmp16);
 784         tmp16 |= 0xf;
 785         pci_write_config_word(pdev, 0x92, tmp16);
 786
 787         hpriv->cap = readl(mmio + HOST_CAP);
 788         hpriv->port_map = readl(mmio + HOST_PORTS_IMPL);
 789         probe_ent->n_ports = (hpriv->cap & 0x1f) + 1;
 790
 791         VPRINTK("cap 0x%x  port_map 0x%x  n_ports %d\n",
 792                 hpriv->cap, hpriv->port_map, probe_ent->n_ports);
 793
 794         using_dac = hpriv->cap & HOST_CAP_64;
 795         if (using_dac &&
 796             !pci_set_dma_mask(pdev, DMA_64BIT_MASK)) {
 797                 rc = pci_set_consistent_dma_mask(pdev, DMA_64BIT_MASK);
 798                 if (rc) {
 799                         rc = pci_set_consistent_dma_mask(pdev, DMA_32BIT_MASK);
 800                         if (rc) {
 801                                 dev_printk(KERN_ERR, &pdev->dev,
 802                                            "64-bit DMA enable failed\n");
 803                                 return rc;
 804                         }
 805                 }
 806         } else {
 807                 rc = pci_set_dma_mask(pdev, DMA_32BIT_MASK);
 808                 if (rc) {
 809                         dev_printk(KERN_ERR, &pdev->dev,
 810                                    "32-bit DMA enable failed\n");
 811                         return rc;
 812                 }
 813                 rc = pci_set_consistent_dma_mask(pdev, DMA_32BIT_MASK);
 814                 if (rc) {
 815                         dev_printk(KERN_ERR, &pdev->dev,
 816                                    "32-bit consistent DMA enable failed\n");
 817                         return rc;
 818                 }
 819         }
 820
 821         for (i = 0; i < probe_ent->n_ports; i++) {
 822 #if 0 /* BIOSen initialize this incorrectly */
 823                 if (!(hpriv->port_map & (1 << i)))
 824                         continue;
 825 #endif
 826
 827                 port_mmio = ahci_port_base(mmio, i);
 828                 VPRINTK("mmio %p  port_mmio %p\n", mmio, port_mmio);
 829
 830                 ahci_setup_port(&probe_ent->port[i],
 831                                 (unsigned long) mmio, i);
 832
 833                 /* make sure port is not active */
 834                 tmp = readl(port_mmio + PORT_CMD);
 835                 VPRINTK("PORT_CMD 0x%x\n", tmp);
 836                 if (tmp & (PORT_CMD_LIST_ON | PORT_CMD_FIS_ON |
 837                            PORT_CMD_FIS_RX | PORT_CMD_START)) {
 838                         tmp &= ~(PORT_CMD_LIST_ON | PORT_CMD_FIS_ON |
 839                                  PORT_CMD_FIS_RX | PORT_CMD_START);
 840                         writel(tmp, port_mmio + PORT_CMD);
 841                         readl(port_mmio + PORT_CMD); /* flush */
 842
 843                         /* spec says 500 msecs for each bit, so
 844                          * this is slightly incorrect.
 845                          */
 846                         msleep(500);
 847                 }
 848
 849                 writel(PORT_CMD_SPIN_UP, port_mmio + PORT_CMD);
 850
 851                 j = 0;
 852                 while (j < 100) {
 853                         msleep(10);
 854                         tmp = readl(port_mmio + PORT_SCR_STAT);
 855                         if ((tmp & 0xf) == 0x3)
 856                                 break;
 857                         j++;
 858                 }
 859
 860                 tmp = readl(port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 861                 VPRINTK("PORT_SCR_ERR 0x%x\n", tmp);
 862                 writel(tmp, port_mmio + PORT_SCR_ERR);
 863
 864                 /* ack any pending irq events for this port */
 865                 tmp = readl(port_mmio + PORT_IRQ_STAT);
 866                 VPRINTK("PORT_IRQ_STAT 0x%x\n", tmp);
 867                 if (tmp)
 868                         writel(tmp, port_mmio + PORT_IRQ_STAT);
 869
 870                 writel(1 << i, mmio + HOST_IRQ_STAT);
 871
 872                 /* set irq mask (enables interrupts) */
 873                 writel(DEF_PORT_IRQ, port_mmio + PORT_IRQ_MASK);
 874         }
 875
 876         tmp = readl(mmio + HOST_CTL);
 877         VPRINTK("HOST_CTL 0x%x\n", tmp);
 878         writel(tmp | HOST_IRQ_EN, mmio + HOST_CTL);
 879         tmp = readl(mmio + HOST_CTL);
 880         VPRINTK("HOST_CTL 0x%x\n", tmp);
 881
 882         pci_set_master(pdev);
 883
 884         return 0;
 885 }
 886
 887 static void ahci_print_info(struct ata_probe_ent *probe_ent)
 888 {
 889         struct ahci_host_priv *hpriv = probe_ent->private_data;
 890         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(probe_ent->dev);
 891         void __iomem *mmio = probe_ent->mmio_base;
 892         u32 vers, cap, impl, speed;
 893         const char *speed_s;
 894         u16 cc;
 895         const char *scc_s;
 896
 897         vers = readl(mmio + HOST_VERSION);
 898         cap = hpriv->cap;
 899         impl = hpriv->port_map;
 900
 901         speed = (cap >> 20) & 0xf;
 902         if (speed == 1)
 903                 speed_s = "1.5";
 904         else if (speed == 2)
 905                 speed_s = "3";
 906         else
 907                 speed_s = "?";
 908
 909         pci_read_config_word(pdev, 0x0a, &cc);
 910         if (cc == 0x0101)
 911                 scc_s = "IDE";
 912         else if (cc == 0x0106)
 913                 scc_s = "SATA";
 914         else if (cc == 0x0104)
 915                 scc_s = "RAID";
 916         else
 917                 scc_s = "unknown";
 918
 919         dev_printk(KERN_INFO, &pdev->dev,
 920                 "AHCI %02x%02x.%02x%02x "
 921                 "%u slots %u ports %s Gbps 0x%x impl %s mode\n"
 922                 ,
 923
 924                 (vers >> 24) & 0xff,
 925                 (vers >> 16) & 0xff,
 926                 (vers >> 8) & 0xff,
 927                 vers & 0xff,
 928
 929                 ((cap >> 8) & 0x1f) + 1,
 930                 (cap & 0x1f) + 1,
 931                 speed_s,
 932                 impl,
 933                 scc_s);
 934
 935         dev_printk(KERN_INFO, &pdev->dev,
 936                 "flags: "
 937                 "%s%s%s%s%s%s"
 938                 "%s%s%s%s%s%s%s\n"
 939                 ,
 940
 941                 cap & (1 << 31) ? "64bit " : "",
 942                 cap & (1 << 30) ? "ncq " : "",
 943                 cap & (1 << 28) ? "ilck " : "",
 944                 cap & (1 << 27) ? "stag " : "",
 945                 cap & (1 << 26) ? "pm " : "",
 946                 cap & (1 << 25) ? "led " : "",
 947
 948                 cap & (1 << 24) ? "clo " : "",
 949                 cap & (1 << 19) ? "nz " : "",
 950                 cap & (1 << 18) ? "only " : "",
 951                 cap & (1 << 17) ? "pmp " : "",
 952                 cap & (1 << 15) ? "pio " : "",
 953                 cap & (1 << 14) ? "slum " : "",
 954                 cap & (1 << 13) ? "part " : ""
 955                 );
 956 }
 957
 958 static int ahci_init_one (struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *ent)
 959 {
 960         static int printed_version;
 961         struct ata_probe_ent *probe_ent = NULL;
 962         struct ahci_host_priv *hpriv;
 963         unsigned long base;
 964         void __iomem *mmio_base;
 965         unsigned int board_idx = (unsigned int) ent->driver_data;
 966         int have_msi, pci_dev_busy = 0;
 967         int rc;
 968
 969         VPRINTK("ENTER\n");
 970
 971         if (!printed_version++)
 972                 dev_printk(KERN_DEBUG, &pdev->dev, "version " DRV_VERSION "\n");
 973
 974         rc = pci_enable_device(pdev);
 975         if (rc)
 976                 return rc;
 977
 978         rc = pci_request_regions(pdev, DRV_NAME);
 979         if (rc) {
 980                 pci_dev_busy = 1;
 981                 goto err_out;
 982         }
 983
 984         if (pci_enable_msi(pdev) == 0)
 985                 have_msi = 1;
 986         else {
 987                 pci_intx(pdev, 1);
 988                 have_msi = 0;
 989         }
 990
 991         probe_ent = kmalloc(sizeof(*probe_ent), GFP_KERNEL);
 992         if (probe_ent == NULL) {
 993                 rc = -ENOMEM;
 994                 goto err_out_msi;
 995         }
 996
 997         memset(probe_ent, 0, sizeof(*probe_ent));
 998         probe_ent->dev = pci_dev_to_dev(pdev);
 999         INIT_LIST_HEAD(&probe_ent->node);
1000
1001         mmio_base = pci_iomap(pdev, AHCI_PCI_BAR, 0);
1002         if (mmio_base == NULL) {
1003                 rc = -ENOMEM;
1004                 goto err_out_free_ent;
1005         }
1006         base = (unsigned long) mmio_base;
1007
1008         hpriv = kmalloc(sizeof(*hpriv), GFP_KERNEL);
1009         if (!hpriv) {
1010                 rc = -ENOMEM;
1011                 goto err_out_iounmap;
1012         }
1013         memset(hpriv, 0, sizeof(*hpriv));
1014
1015         probe_ent->sht          = ahci_port_info[board_idx].sht;
1016         probe_ent->host_flags   = ahci_port_info[board_idx].host_flags;
1017         probe_ent->pio_mask     = ahci_port_info[board_idx].pio_mask;
1018         probe_ent->udma_mask    = ahci_port_info[board_idx].udma_mask;
1019         probe_ent->port_ops     = ahci_port_info[board_idx].port_ops;
1020
1021         probe_ent->irq = pdev->irq;
1022         probe_ent->irq_flags = SA_SHIRQ;
1023         probe_ent->mmio_base = mmio_base;
1024         probe_ent->private_data = hpriv;
1025
1026         if (have_msi)
1027                 hpriv->flags |= AHCI_FLAG_MSI;
1028
1029         /* initialize adapter */
1030         rc = ahci_host_init(probe_ent);
1031         if (rc)
1032                 goto err_out_hpriv;
1033
1034         ahci_print_info(probe_ent);
1035
1036         /* FIXME: check ata_device_add return value */
1037         ata_device_add(probe_ent);
1038         kfree(probe_ent);
1039
1040         return 0;
1041
1042 err_out_hpriv:
1043         kfree(hpriv);
1044 err_out_iounmap:
1045         pci_iounmap(pdev, mmio_base);
1046 err_out_free_ent:
1047         kfree(probe_ent);
1048 err_out_msi:
1049         if (have_msi)
1050                 pci_disable_msi(pdev);
1051         else
1052                 pci_intx(pdev, 0);
1053         pci_release_regions(pdev);
1054 err_out:
1055         if (!pci_dev_busy)
1056                 pci_disable_device(pdev);
1057         return rc;
1058 }
1059
1060 static void ahci_remove_one (struct pci_dev *pdev)
1061 {
1062         struct device *dev = pci_dev_to_dev(pdev);
1063         struct ata_host_set *host_set = dev_get_drvdata(dev);
1064         struct ahci_host_priv *hpriv = host_set->private_data;
1065         struct ata_port *ap;
1066         unsigned int i;
1067         int have_msi;
1068
1069         for (i = 0; i < host_set->n_ports; i++) {
1070                 ap = host_set->ports[i];
1071
1072                 scsi_remove_host(ap->host);
1073         }
1074
1075         have_msi = hpriv->flags & AHCI_FLAG_MSI;
1076         free_irq(host_set->irq, host_set);
1077
1078         for (i = 0; i < host_set->n_ports; i++) {
1079                 ap = host_set->ports[i];
1080
1081                 ata_scsi_release(ap->host);
1082                 scsi_host_put(ap->host);
1083         }
1084
1085         kfree(hpriv);
1086         pci_iounmap(pdev, host_set->mmio_base);
1087         kfree(host_set);
1088
1089         if (have_msi)
1090                 pci_disable_msi(pdev);
1091         else
1092                 pci_intx(pdev, 0);
1093         pci_release_regions(pdev);
1094         pci_disable_device(pdev);
1095         dev_set_drvdata(dev, NULL);
1096 }
1097
1098 static int __init ahci_init(void)
1099 {
1100         return pci_module_init(&ahci_pci_driver);
1101 }
1102
1103 static void __exit ahci_exit(void)
1104 {
1105         pci_unregister_driver(&ahci_pci_driver);
1106 }
1107
1108
1109 MODULE_AUTHOR("Jeff Garzik");
1110 MODULE_DESCRIPTION("AHCI SATA low-level driver");
1111 MODULE_LICENSE("GPL");
1112 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, ahci_pci_tbl);
1113 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);
1114
1115 module_init(ahci_init);
1116 module_exit(ahci_exit);