drivers/ata/pata_optidma.c

   1 /*
   2  * pata_optidma.c       - Opti DMA PATA for new ATA layer
   3  *                        (C) 2006 Red Hat Inc
   4  *                        Alan Cox <alan@redhat.com>
   5  *
   6  *      The Opti DMA controllers are related to the older PIO PCI controllers
   7  *      and indeed the VLB ones. The main differences are that the timing
   8  *      numbers are now based off PCI clocks not VLB and differ, and that
   9  *      MWDMA is supported.
  10  *
  11  *      This driver should support Viper-N+, FireStar, FireStar Plus.
  12  *
  13  *      These devices support virtual DMA for read (aka the CS5520). Later
  14  *      chips support UDMA33, but only if the rest of the board logic does,
  15  *      so you have to get this right. We don't support the virtual DMA
  16  *      but we do handle UDMA.
  17  *
  18  *      Bits that are worth knowing
  19  *              Most control registers are shadowed into I/O registers
  20  *              0x1F5 bit 0 tells you if the PCI/VLB clock is 33 or 25Mhz
  21  *              Virtual DMA registers *move* between rev 0x02 and rev 0x10
  22  *              UDMA requires a 66MHz FSB
  23  *
  24  */
  25
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/module.h>
  28 #include <linux/pci.h>
  29 #include <linux/init.h>
  30 #include <linux/blkdev.h>
  31 #include <linux/delay.h>
  32 #include <scsi/scsi_host.h>
  33 #include <linux/libata.h>
  34
  35 #define DRV_NAME "pata_optidma"
  36 #define DRV_VERSION "0.2.2"
  37
  38 enum {
  39         READ_REG        = 0,    /* index of Read cycle timing register */
  40         WRITE_REG       = 1,    /* index of Write cycle timing register */
  41         CNTRL_REG       = 3,    /* index of Control register */
  42         STRAP_REG       = 5,    /* index of Strap register */
  43         MISC_REG        = 6     /* index of Miscellaneous register */
  44 };
  45
  46 static int pci_clock;   /* 0 = 33 1 = 25 */
  47
  48 /**
  49  *      optidma_pre_reset               -       probe begin
  50  *      @ap: ATA port
  51  *
  52  *      Set up cable type and use generic probe init
  53  */
  54
  55 static int optidma_pre_reset(struct ata_port *ap)
  56 {
  57         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(ap->host->dev);
  58         static const struct pci_bits optidma_enable_bits = {
  59                 0x40, 1, 0x08, 0x00
  60         };
  61
  62         if (ap->port_no && !pci_test_config_bits(pdev, &optidma_enable_bits))
  63                 return -ENOENT;
  64
  65         ap->cbl = ATA_CBL_PATA40;
  66         return ata_std_prereset(ap);
  67 }
  68
  69 /**
  70  *      optidma_probe_reset             -       probe reset
  71  *      @ap: ATA port
  72  *
  73  *      Perform the ATA probe and bus reset sequence plus specific handling
  74  *      for this hardware. The Opti needs little handling - we have no UDMA66
  75  *      capability that needs cable detection. All we must do is check the port
  76  *      is enabled.
  77  */
  78
  79 static void optidma_error_handler(struct ata_port *ap)
  80 {
  81         ata_bmdma_drive_eh(ap, optidma_pre_reset, ata_std_softreset, NULL, ata_std_postreset);
  82 }
  83
  84 /**
  85  *      optidma_unlock          -       unlock control registers
  86  *      @ap: ATA port
  87  *
  88  *      Unlock the control register block for this adapter. Registers must not
  89  *      be unlocked in a situation where libata might look at them.
  90  */
  91
  92 static void optidma_unlock(struct ata_port *ap)
  93 {
  94         unsigned long regio = ap->ioaddr.cmd_addr;
  95
  96         /* These 3 unlock the control register access */
  97         inw(regio + 1);
  98         inw(regio + 1);
  99         outb(3, regio + 2);
 100 }
 101
 102 /**
 103  *      optidma_lock            -       issue temporary relock
 104  *      @ap: ATA port
 105  *
 106  *      Re-lock the configuration register settings.
 107  */
 108
 109 static void optidma_lock(struct ata_port *ap)
 110 {
 111         unsigned long regio = ap->ioaddr.cmd_addr;
 112
 113         /* Relock */
 114         outb(0x83, regio + 2);
 115 }
 116
 117 /**
 118  *      optidma_set_mode        -       set mode data
 119  *      @ap: ATA interface
 120  *      @adev: ATA device
 121  *      @mode: Mode to set
 122  *
 123  *      Called to do the DMA or PIO mode setup. Timing numbers are all
 124  *      pre computed to keep the code clean. There are two tables depending
 125  *      on the hardware clock speed.
 126  *
 127  *      WARNING: While we do this the IDE registers vanish. If we take an
 128  *      IRQ here we depend on the host set locking to avoid catastrophe.
 129  */
 130
 131 static void optidma_set_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev, u8 mode)
 132 {
 133         struct ata_device *pair = ata_dev_pair(adev);
 134         int pio = adev->pio_mode - XFER_PIO_0;
 135         int dma = adev->dma_mode - XFER_MW_DMA_0;
 136         unsigned long regio = ap->ioaddr.cmd_addr;
 137         u8 addr;
 138
 139         /* Address table precomputed with a DCLK of 2 */
 140         static const u8 addr_timing[2][5] = {
 141                 { 0x30, 0x20, 0x20, 0x10, 0x10 },
 142                 { 0x20, 0x20, 0x10, 0x10, 0x10 }
 143         };
 144         static const u8 data_rec_timing[2][5] = {
 145                 { 0x59, 0x46, 0x30, 0x20, 0x20 },
 146                 { 0x46, 0x32, 0x20, 0x20, 0x10 }
 147         };
 148         static const u8 dma_data_rec_timing[2][3] = {
 149                 { 0x76, 0x20, 0x20 },
 150                 { 0x54, 0x20, 0x10 }
 151         };
 152
 153         /* Switch from IDE to control mode */
 154         optidma_unlock(ap);
 155
 156
 157         /*
 158          *      As with many controllers the address setup time is shared
 159          *      and must suit both devices if present. FIXME: Check if we
 160          *      need to look at slowest of PIO/DMA mode of either device
 161          */
 162
 163         if (mode >= XFER_MW_DMA_0)
 164                 addr = 0;
 165         else
 166                 addr = addr_timing[pci_clock][pio];
 167
 168         if (pair) {
 169                 u8 pair_addr;
 170                 /* Hardware constraint */
 171                 if (pair->dma_mode)
 172                         pair_addr = 0;
 173                 else
 174                         pair_addr = addr_timing[pci_clock][pair->pio_mode - XFER_PIO_0];
 175                 if (pair_addr > addr)
 176                         addr = pair_addr;
 177         }
 178
 179         /* Commence primary programming sequence */
 180         /* First we load the device number into the timing select */
 181         outb(adev->devno, regio + MISC_REG);
 182         /* Now we load the data timings into read data/write data */
 183         if (mode < XFER_MW_DMA_0) {
 184                 outb(data_rec_timing[pci_clock][pio], regio + READ_REG);
 185                 outb(data_rec_timing[pci_clock][pio], regio + WRITE_REG);
 186         } else if (mode < XFER_UDMA_0) {
 187                 outb(dma_data_rec_timing[pci_clock][dma], regio + READ_REG);
 188                 outb(dma_data_rec_timing[pci_clock][dma], regio + WRITE_REG);
 189         }
 190         /* Finally we load the address setup into the misc register */
 191         outb(addr | adev->devno, regio + MISC_REG);
 192
 193         /* Programming sequence complete, timing 0 dev 0, timing 1 dev 1 */
 194         outb(0x85, regio + CNTRL_REG);
 195
 196         /* Switch back to IDE mode */
 197         optidma_lock(ap);
 198
 199         /* Note: at this point our programming is incomplete. We are
 200            not supposed to program PCI 0x43 "things we hacked onto the chip"
 201            until we've done both sets of PIO/DMA timings */
 202 }
 203
 204 /**
 205  *      optiplus_set_mode       -       DMA setup for Firestar Plus
 206  *      @ap: ATA port
 207  *      @adev: device
 208  *      @mode: desired mode
 209  *
 210  *      The Firestar plus has additional UDMA functionality for UDMA0-2 and
 211  *      requires we do some additional work. Because the base work we must do
 212  *      is mostly shared we wrap the Firestar setup functionality in this
 213  *      one
 214  */
 215
 216 static void optiplus_set_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev, u8 mode)
 217 {
 218         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(ap->host->dev);
 219         u8 udcfg;
 220         u8 udslave;
 221         int dev2 = 2 * adev->devno;
 222         int unit = 2 * ap->port_no + adev->devno;
 223         int udma = mode - XFER_UDMA_0;
 224
 225         pci_read_config_byte(pdev, 0x44, &udcfg);
 226         if (mode <= XFER_UDMA_0) {
 227                 udcfg &= ~(1 << unit);
 228                 optidma_set_mode(ap, adev, adev->dma_mode);
 229         } else {
 230                 udcfg |=  (1 << unit);
 231                 if (ap->port_no) {
 232                         pci_read_config_byte(pdev, 0x45, &udslave);
 233                         udslave &= ~(0x03 << dev2);
 234                         udslave |= (udma << dev2);
 235                         pci_write_config_byte(pdev, 0x45, udslave);
 236                 } else {
 237                         udcfg &= ~(0x30 << dev2);
 238                         udcfg |= (udma << dev2);
 239                 }
 240         }
 241         pci_write_config_byte(pdev, 0x44, udcfg);
 242 }
 243
 244 /**
 245  *      optidma_set_pio_mode    -       PIO setup callback
 246  *      @ap: ATA port
 247  *      @adev: Device
 248  *
 249  *      The libata core provides separate functions for handling PIO and
 250  *      DMA programming. The architecture of the Firestar makes it easier
 251  *      for us to have a common function so we provide wrappers
 252  */
 253
 254 static void optidma_set_pio_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev)
 255 {
 256         optidma_set_mode(ap, adev, adev->pio_mode);
 257 }
 258
 259 /**
 260  *      optidma_set_dma_mode    -       DMA setup callback
 261  *      @ap: ATA port
 262  *      @adev: Device
 263  *
 264  *      The libata core provides separate functions for handling PIO and
 265  *      DMA programming. The architecture of the Firestar makes it easier
 266  *      for us to have a common function so we provide wrappers
 267  */
 268
 269 static void optidma_set_dma_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev)
 270 {
 271         optidma_set_mode(ap, adev, adev->dma_mode);
 272 }
 273
 274 /**
 275  *      optiplus_set_pio_mode   -       PIO setup callback
 276  *      @ap: ATA port
 277  *      @adev: Device
 278  *
 279  *      The libata core provides separate functions for handling PIO and
 280  *      DMA programming. The architecture of the Firestar makes it easier
 281  *      for us to have a common function so we provide wrappers
 282  */
 283
 284 static void optiplus_set_pio_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev)
 285 {
 286         optiplus_set_mode(ap, adev, adev->pio_mode);
 287 }
 288
 289 /**
 290  *      optiplus_set_dma_mode   -       DMA setup callback
 291  *      @ap: ATA port
 292  *      @adev: Device
 293  *
 294  *      The libata core provides separate functions for handling PIO and
 295  *      DMA programming. The architecture of the Firestar makes it easier
 296  *      for us to have a common function so we provide wrappers
 297  */
 298
 299 static void optiplus_set_dma_mode(struct ata_port *ap, struct ata_device *adev)
 300 {
 301         optiplus_set_mode(ap, adev, adev->dma_mode);
 302 }
 303
 304 /**
 305  *      optidma_make_bits       -       PCI setup helper
 306  *      @adev: ATA device
 307  *
 308  *      Turn the ATA device setup into PCI configuration bits
 309  *      for register 0x43 and return the two bits needed.
 310  */
 311
 312 static u8 optidma_make_bits43(struct ata_device *adev)
 313 {
 314         static const u8 bits43[5] = {
 315                 0, 0, 0, 1, 2
 316         };
 317         if (!ata_dev_enabled(adev))
 318                 return 0;
 319         if (adev->dma_mode)
 320                 return adev->dma_mode - XFER_MW_DMA_0;
 321         return bits43[adev->pio_mode - XFER_PIO_0];
 322 }
 323
 324 /**
 325  *      optidma_post_set_mode   -       finalize PCI setup
 326  *      @ap: port to set up
 327  *
 328  *      Finalise the configuration by writing the nibble of extra bits
 329  *      of data into the chip.
 330  */
 331
 332 static void optidma_post_set_mode(struct ata_port *ap)
 333 {
 334         u8 r;
 335         int nybble = 4 * ap->port_no;
 336         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(ap->host->dev);
 337
 338         pci_read_config_byte(pdev, 0x43, &r);
 339
 340         r &= (0x0F << nybble);
 341         r |= (optidma_make_bits43(&ap->device[0]) +
 342              (optidma_make_bits43(&ap->device[0]) << 2)) << nybble;
 343
 344         pci_write_config_byte(pdev, 0x43, r);
 345 }
 346
 347 static struct scsi_host_template optidma_sht = {
 348         .module                 = THIS_MODULE,
 349         .name                   = DRV_NAME,
 350         .ioctl                  = ata_scsi_ioctl,
 351         .queuecommand           = ata_scsi_queuecmd,
 352         .can_queue              = ATA_DEF_QUEUE,
 353         .this_id                = ATA_SHT_THIS_ID,
 354         .sg_tablesize           = LIBATA_MAX_PRD,
 355         .max_sectors            = ATA_MAX_SECTORS,
 356         .cmd_per_lun            = ATA_SHT_CMD_PER_LUN,
 357         .emulated               = ATA_SHT_EMULATED,
 358         .use_clustering         = ATA_SHT_USE_CLUSTERING,
 359         .proc_name              = DRV_NAME,
 360         .dma_boundary           = ATA_DMA_BOUNDARY,
 361         .slave_configure        = ata_scsi_slave_config,
 362         .bios_param             = ata_std_bios_param,
 363 };
 364
 365 static struct ata_port_operations optidma_port_ops = {
 366         .port_disable   = ata_port_disable,
 367         .set_piomode    = optidma_set_pio_mode,
 368         .set_dmamode    = optidma_set_dma_mode,
 369
 370         .tf_load        = ata_tf_load,
 371         .tf_read        = ata_tf_read,
 372         .check_status   = ata_check_status,
 373         .exec_command   = ata_exec_command,
 374         .dev_select     = ata_std_dev_select,
 375
 376         .freeze         = ata_bmdma_freeze,
 377         .thaw           = ata_bmdma_thaw,
 378         .post_internal_cmd = ata_bmdma_post_internal_cmd,
 379         .error_handler  = optidma_error_handler,
 380         .post_set_mode  = optidma_post_set_mode,
 381
 382         .bmdma_setup    = ata_bmdma_setup,
 383         .bmdma_start    = ata_bmdma_start,
 384         .bmdma_stop     = ata_bmdma_stop,
 385         .bmdma_status   = ata_bmdma_status,
 386
 387         .qc_prep        = ata_qc_prep,
 388         .qc_issue       = ata_qc_issue_prot,
 389
 390         .data_xfer      = ata_pio_data_xfer,
 391
 392         .irq_handler    = ata_interrupt,
 393         .irq_clear      = ata_bmdma_irq_clear,
 394
 395         .port_start     = ata_port_start,
 396         .port_stop      = ata_port_stop,
 397         .host_stop      = ata_host_stop
 398 };
 399
 400 static struct ata_port_operations optiplus_port_ops = {
 401         .port_disable   = ata_port_disable,
 402         .set_piomode    = optiplus_set_pio_mode,
 403         .set_dmamode    = optiplus_set_dma_mode,
 404
 405         .tf_load        = ata_tf_load,
 406         .tf_read        = ata_tf_read,
 407         .check_status   = ata_check_status,
 408         .exec_command   = ata_exec_command,
 409         .dev_select     = ata_std_dev_select,
 410
 411         .freeze         = ata_bmdma_freeze,
 412         .thaw           = ata_bmdma_thaw,
 413         .post_internal_cmd = ata_bmdma_post_internal_cmd,
 414         .error_handler  = optidma_error_handler,
 415         .post_set_mode  = optidma_post_set_mode,
 416
 417         .bmdma_setup    = ata_bmdma_setup,
 418         .bmdma_start    = ata_bmdma_start,
 419         .bmdma_stop     = ata_bmdma_stop,
 420         .bmdma_status   = ata_bmdma_status,
 421
 422         .qc_prep        = ata_qc_prep,
 423         .qc_issue       = ata_qc_issue_prot,
 424
 425         .data_xfer      = ata_pio_data_xfer,
 426
 427         .irq_handler    = ata_interrupt,
 428         .irq_clear      = ata_bmdma_irq_clear,
 429
 430         .port_start     = ata_port_start,
 431         .port_stop      = ata_port_stop,
 432         .host_stop      = ata_host_stop
 433 };
 434
 435 /**
 436  *      optiplus_with_udma      -       Look for UDMA capable setup
 437  *      @pdev; ATA controller
 438  */
 439
 440 static int optiplus_with_udma(struct pci_dev *pdev)
 441 {
 442         u8 r;
 443         int ret = 0;
 444         int ioport = 0x22;
 445         struct pci_dev *dev1;
 446
 447         /* Find function 1 */
 448         dev1 = pci_get_device(0x1045, 0xC701, NULL);
 449         if(dev1 == NULL)
 450                 return 0;
 451
 452         /* Rev must be >= 0x10 */
 453         pci_read_config_byte(dev1, 0x08, &r);
 454         if (r < 0x10)
 455                 goto done_nomsg;
 456         /* Read the chipset system configuration to check our mode */
 457         pci_read_config_byte(dev1, 0x5F, &r);
 458         ioport |= (r << 8);
 459         outb(0x10, ioport);
 460         /* Must be 66Mhz sync */
 461         if ((inb(ioport + 2) & 1) == 0)
 462                 goto done;
 463
 464         /* Check the ATA arbitration/timing is suitable */
 465         pci_read_config_byte(pdev, 0x42, &r);
 466         if ((r & 0x36) != 0x36)
 467                 goto done;
 468         pci_read_config_byte(dev1, 0x52, &r);
 469         if (r & 0x80)   /* IDEDIR disabled */
 470                 ret = 1;
 471 done:
 472         printk(KERN_WARNING "UDMA not supported in this configuration.\n");
 473 done_nomsg:             /* Wrong chip revision */
 474         pci_dev_put(dev1);
 475         return ret;
 476 }
 477
 478 static int optidma_init_one(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
 479 {
 480         static struct ata_port_info info_82c700 = {
 481                 .sht = &optidma_sht,
 482                 .flags = ATA_FLAG_SLAVE_POSS | ATA_FLAG_SRST,
 483                 .pio_mask = 0x1f,
 484                 .mwdma_mask = 0x07,
 485                 .port_ops = &optidma_port_ops
 486         };
 487         static struct ata_port_info info_82c700_udma = {
 488                 .sht = &optidma_sht,
 489                 .flags = ATA_FLAG_SLAVE_POSS | ATA_FLAG_SRST,
 490                 .pio_mask = 0x1f,
 491                 .mwdma_mask = 0x07,
 492                 .udma_mask = 0x07,
 493                 .port_ops = &optiplus_port_ops
 494         };
 495         static struct ata_port_info *port_info[2];
 496         struct ata_port_info *info = &info_82c700;
 497         static int printed_version;
 498
 499         if (!printed_version++)
 500                 dev_printk(KERN_DEBUG, &dev->dev, "version " DRV_VERSION "\n");
 501
 502         /* Fixed location chipset magic */
 503         inw(0x1F1);
 504         inw(0x1F1);
 505         pci_clock = inb(0x1F5) & 1;             /* 0 = 33Mhz, 1 = 25Mhz */
 506
 507         if (optiplus_with_udma(dev))
 508                 info = &info_82c700_udma;
 509
 510         port_info[0] = port_info[1] = info;
 511         return ata_pci_init_one(dev, port_info, 2);
 512 }
 513
 514 static const struct pci_device_id optidma[] = {
 515         { PCI_DEVICE(0x1045, 0xD568), },        /* Opti 82C700 */
 516         { 0, },
 517 };
 518
 519 static struct pci_driver optidma_pci_driver = {
 520         .name           = DRV_NAME,
 521         .id_table       = optidma,
 522         .probe          = optidma_init_one,
 523         .remove         = ata_pci_remove_one
 524 };
 525
 526 static int __init optidma_init(void)
 527 {
 528         return pci_register_driver(&optidma_pci_driver);
 529 }
 530
 531
 532 static void __exit optidma_exit(void)
 533 {
 534         pci_unregister_driver(&optidma_pci_driver);
 535 }
 536
 537
 538 MODULE_AUTHOR("Alan Cox");
 539 MODULE_DESCRIPTION("low-level driver for Opti Firestar/Firestar Plus");
 540 MODULE_LICENSE("GPL");
 541 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, optidma);
 542 MODULE_VERSION(DRV_VERSION);
 543
 544 module_init(optidma_init);
 545 module_exit(optidma_exit);