lunaix-os/hal/ahci/ahci.c

   1 /**
   2  * @file ahci.c
   3  * @author Lunaixsky (zelong56@gmail.com)
   4  * @brief A software implementation of Serial ATA AHCI 1.3.1 Specification
   5  * @version 0.1
   6  * @date 2022-06-28
   7  *
   8  * @copyright Copyright (c) 2022
   9  *
  10  */
  11 #include <hal/ahci.h>
  12 #include <hal/pci.h>
  13 #include <klibc/string.h>
  14 #include <lunaix/mm/kalloc.h>
  15 #include <lunaix/mm/mmio.h>
  16 #include <lunaix/mm/pmm.h>
  17 #include <lunaix/spike.h>
  18 #include <lunaix/syslog.h>
  19
  20 #define HBA_FIS_SIZE 256
  21 #define HBA_CLB_SIZE 1024
  22
  23 LOG_MODULE("AHCI")
  24
  25 static struct ahci_hba hba;
  26
  27 void
  28 ahci_init()
  29 {
  30     struct pci_device* ahci_dev = pci_get_device_by_class(AHCI_HBA_CLASS);
  31     assert_msg(ahci_dev, "AHCI: Not found.");
  32
  33     uintptr_t bar6, size;
  34     size = pci_bar_sizing(ahci_dev, &bar6, 6);
  35     assert_msg(bar6 && PCI_BAR_MMIO(bar6), "AHCI: BAR#6 is not MMIO.");
  36
  37     pci_reg_t cmd = pci_read_cspace(ahci_dev->cspace_base, PCI_REG_STATUS_CMD);
  38
  39     // 禁用传统中断（因为我们使用MSI），启用MMIO访问，允许PCI设备间访问
  40     cmd |= (PCI_RCMD_MM_ACCESS | PCI_RCMD_DISABLE_INTR | PCI_RCMD_BUS_MASTER);
  41
  42     pci_write_cspace(ahci_dev->cspace_base, PCI_REG_STATUS_CMD, cmd);
  43
  44     hba.base = (hba_reg_t*)ioremap(PCI_BAR_ADDR_MM(bar6), size);
  45
  46     // 重置HBA
  47     hba.base[HBA_RGHC] |= HBA_RGHC_RESET;
  48     wait_until(!(hba.base[HBA_RGHC] & HBA_RGHC_RESET));
  49
  50     // 启用AHCI工作模式，启用中断
  51     hba.base[HBA_RGHC] |= (HBA_RGHC_ACHI_ENABLE | HBA_RGHC_INTR_ENABLE);
  52
  53     // As per section 3.1.1, this is 0 based value.
  54     hba_reg_t cap = hba.base[HBA_RCAP];
  55     hba.ports_num = (cap & 0x1f) + 1;  // CAP.PI
  56     hba.cmd_slots = (cap >> 8) & 0x1f; // CAP.NCS
  57     hba.version = hba.base[HBA_RVER];
  58
  59     /* ------ HBA端口配置 ------ */
  60     hba_reg_t pmap = hba.base[HBA_RPI];
  61     uintptr_t clb_pg_addr, fis_pg_addr, clb_pa, fis_pa;
  62     for (size_t i = 0, fisp = 0, clbp = 0; i < 32;
  63          i++, pmap >>= 1, fisp = (fisp + 1) % 16, clbp = (clbp + 1) % 4) {
  64         if (!(pmap & 0x1)) {
  65             continue;
  66         }
  67
  68         struct ahci_port* port =
  69           (struct ahci_port*)lxmalloc(sizeof(struct ahci_port));
  70         hba_reg_t* port_regs =
  71           (hba_reg_t*)(&hba.base[HBA_RPBASE + i * HBA_RPSIZE]);
  72
  73         if (!clbp) {
  74             // 每页最多4个命令队列
  75             clb_pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, PP_FGLOCKED);
  76             clb_pg_addr = ioremap(clb_pa, 0x1000);
  77             memset(clb_pg_addr, 0, 0x1000);
  78         }
  79         if (!fisp) {
  80             // 每页最多16个FIS
  81             fis_pa = pmm_alloc_page(KERNEL_PID, PP_FGLOCKED);
  82             fis_pg_addr = ioremap(fis_pa, 0x1000);
  83             memset(fis_pg_addr, 0, 0x1000);
  84         }
  85
  86         /* 重定向CLB与FIS */
  87         port_regs[HBA_RPxCLB] = clb_pa + clbp * HBA_CLB_SIZE;
  88         port_regs[HBA_RPxFB] = fis_pa + fisp * HBA_FIS_SIZE;
  89
  90         *port =
  91           (struct ahci_port){ .regs = port_regs,
  92                               .ssts = port_regs[HBA_RPxSSTS],
  93                               .cmdlstv = clb_pg_addr + clbp * HBA_CLB_SIZE,
  94                               .fisv = fis_pg_addr + fisp * HBA_FIS_SIZE };
  95
  96         /* 初始化端口，并置于就绪状态 */
  97         port_regs[HBA_RPxCI] = 0;
  98         port_regs[HBA_RPxIE] |= (HBA_PxINTR_DMA | HBA_PxINTR_D2HR);
  99         port_regs[HBA_RPxCMD] |= (HBA_PxCMD_FRE | HBA_PxCMD_ST);
 100
 101         hba.ports[i] = port;
 102     }
 103 }
 104
 105 char sata_ifs[][20] = { "Not detected",
 106                         "SATA I (1.5Gbps)",
 107                         "SATA II (3.0Gbps)",
 108                         "SATA III (6.0Gbps)" };
 109
 110 void
 111 ahci_list_device()
 112 {
 113     kprintf(KINFO "Version: %x; Ports: %d\n", hba.version, hba.ports_num);
 114     for (size_t i = 0; i < 32; i++) {
 115         struct ahci_port* port = hba.ports[i];
 116         if (!port)
 117             continue;
 118         kprintf("\t Port %d: %s\n", i, &sata_ifs[HBA_RPxSSTS_IF(port->ssts)]);
 119     }
 120 }