]> Git Repo - qemu.git/blobdiff - tests/ahci-test.c
target-i386: Move topology.h to include/hw/i386
[qemu.git] / tests / ahci-test.c
index cc49dba30f0a1a135884c664b3c88c89e2d92bbd..53fd068c8aadb87919a50b059c56a56e87f244f4 100644 (file)
 #include <stdint.h>
 #include <string.h>
 #include <stdio.h>
-
+#include <getopt.h>
 #include <glib.h>
 
 #include "libqtest.h"
+#include "libqos/libqos-pc.h"
+#include "libqos/ahci.h"
 #include "libqos/pci-pc.h"
-#include "libqos/malloc-pc.h"
 
 #include "qemu-common.h"
 #include "qemu/host-utils.h"
 /* Test-specific defines. */
 #define TEST_IMAGE_SIZE    (64 * 1024 * 1024)
 
-/*** Supplementary PCI Config Space IDs & Masks ***/
-#define PCI_DEVICE_ID_INTEL_Q35_AHCI   (0x2922)
-
 /*** Globals ***/
-static QGuestAllocator *guest_malloc;
-static QPCIBus *pcibus;
 static char tmp_path[] = "/tmp/qtest.XXXXXX";
+static bool ahci_pedantic;
 
 /*** Function Declarations ***/
-static QPCIDevice *get_ahci_device(void);
-static void free_ahci_device(QPCIDevice *dev);
+static void ahci_test_port_spec(AHCIQState *ahci, uint8_t port);
+static void ahci_test_pci_spec(AHCIQState *ahci);
+static void ahci_test_pci_caps(AHCIQState *ahci, uint16_t header,
+                               uint8_t offset);
+static void ahci_test_satacap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset);
+static void ahci_test_msicap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset);
+static void ahci_test_pmcap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset);
 
 /*** Utilities ***/
 
+static void string_bswap16(uint16_t *s, size_t bytes)
+{
+    g_assert_cmphex((bytes & 1), ==, 0);
+    bytes /= 2;
+
+    while (bytes--) {
+        *s = bswap16(*s);
+        s++;
+    }
+}
+
+/*** Test Setup & Teardown ***/
+
 /**
- * Locate, verify, and return a handle to the AHCI device.
+ * Start a Q35 machine and bookmark a handle to the AHCI device.
  */
-static QPCIDevice *get_ahci_device(void)
+static AHCIQState *ahci_boot(void)
 {
-    QPCIDevice *ahci;
-    uint16_t vendor_id, device_id;
+    AHCIQState *s;
+    const char *cli;
 
-    pcibus = qpci_init_pc();
+    s = g_malloc0(sizeof(AHCIQState));
 
-    /* Find the AHCI PCI device and verify it's the right one. */
-    ahci = qpci_device_find(pcibus, QPCI_DEVFN(0x1F, 0x02));
-    g_assert(ahci != NULL);
-
-    vendor_id = qpci_config_readw(ahci, PCI_VENDOR_ID);
-    device_id = qpci_config_readw(ahci, PCI_DEVICE_ID);
+    cli = "-drive if=none,id=drive0,file=%s,cache=writeback,serial=%s"
+        ",format=raw"
+        " -M q35 "
+        "-device ide-hd,drive=drive0 "
+        "-global ide-hd.ver=%s";
+    s->parent = qtest_pc_boot(cli, tmp_path, "testdisk", "version");
+    alloc_set_flags(s->parent->alloc, ALLOC_LEAK_ASSERT);
 
-    g_assert_cmphex(vendor_id, ==, PCI_VENDOR_ID_INTEL);
-    g_assert_cmphex(device_id, ==, PCI_DEVICE_ID_INTEL_Q35_AHCI);
+    /* Verify that we have an AHCI device present. */
+    s->dev = get_ahci_device(&s->fingerprint);
 
-    return ahci;
+    return s;
 }
 
-static void free_ahci_device(QPCIDevice *ahci)
+/**
+ * Clean up the PCI device, then terminate the QEMU instance.
+ */
+static void ahci_shutdown(AHCIQState *ahci)
 {
-    /* libqos doesn't have a function for this, so free it manually */
+    QOSState *qs = ahci->parent;
+
+    ahci_clean_mem(ahci);
+    free_ahci_device(ahci->dev);
     g_free(ahci);
+    qtest_shutdown(qs);
+}
+
+/*** Specification Adherence Tests ***/
+
+/**
+ * Implementation for test_pci_spec. Ensures PCI configuration space is sane.
+ */
+static void ahci_test_pci_spec(AHCIQState *ahci)
+{
+    uint8_t datab;
+    uint16_t data;
+    uint32_t datal;
+
+    /* Most of these bits should start cleared until we turn them on. */
+    data = qpci_config_readw(ahci->dev, PCI_COMMAND);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_MEMORY);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_MASTER);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_SPECIAL);     /* Reserved */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_VGA_PALETTE); /* Reserved */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_PARITY);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_WAIT);        /* Reserved */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_SERR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_FAST_BACK);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_COMMAND_INTX_DISABLE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, 0xF800);                  /* Reserved */
+
+    data = qpci_config_readw(ahci->dev, PCI_STATUS);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, 0x01 | 0x02 | 0x04);     /* Reserved */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_INTERRUPT);
+    ASSERT_BIT_SET(data, PCI_STATUS_CAP_LIST);      /* must be set */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_UDF);         /* Reserved */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_PARITY);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_SIG_TARGET_ABORT);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_REC_TARGET_ABORT);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_REC_MASTER_ABORT);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_SIG_SYSTEM_ERROR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(data, PCI_STATUS_DETECTED_PARITY);
+
+    /* RID occupies the low byte, CCs occupy the high three. */
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, PCI_CLASS_REVISION);
+    if (ahci_pedantic) {
+        /* AHCI 1.3 specifies that at-boot, the RID should reset to 0x00,
+         * Though in practice this is likely seldom true. */
+        ASSERT_BIT_CLEAR(datal, 0xFF);
+    }
 
-    if (pcibus) {
-        qpci_free_pc(pcibus);
-        pcibus = NULL;
+    /* BCC *must* equal 0x01. */
+    g_assert_cmphex(PCI_BCC(datal), ==, 0x01);
+    if (PCI_SCC(datal) == 0x01) {
+        /* IDE */
+        ASSERT_BIT_SET(0x80000000, datal);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(0x60000000, datal);
+    } else if (PCI_SCC(datal) == 0x04) {
+        /* RAID */
+        g_assert_cmphex(PCI_PI(datal), ==, 0);
+    } else if (PCI_SCC(datal) == 0x06) {
+        /* AHCI */
+        g_assert_cmphex(PCI_PI(datal), ==, 0x01);
+    } else {
+        g_assert_not_reached();
     }
-}
 
-/*** Test Setup & Teardown ***/
+    datab = qpci_config_readb(ahci->dev, PCI_CACHE_LINE_SIZE);
+    g_assert_cmphex(datab, ==, 0);
+
+    datab = qpci_config_readb(ahci->dev, PCI_LATENCY_TIMER);
+    g_assert_cmphex(datab, ==, 0);
+
+    /* Only the bottom 7 bits must be off. */
+    datab = qpci_config_readb(ahci->dev, PCI_HEADER_TYPE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(datab, 0x7F);
+
+    /* BIST is optional, but the low 7 bits must always start off regardless. */
+    datab = qpci_config_readb(ahci->dev, PCI_BIST);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(datab, 0x7F);
+
+    /* BARS 0-4 do not have a boot spec, but ABAR/BAR5 must be clean. */
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, PCI_BASE_ADDRESS_5);
+    g_assert_cmphex(datal, ==, 0);
+
+    qpci_config_writel(ahci->dev, PCI_BASE_ADDRESS_5, 0xFFFFFFFF);
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, PCI_BASE_ADDRESS_5);
+    /* ABAR must be 32-bit, memory mapped, non-prefetchable and
+     * must be >= 512 bytes. To that end, bits 0-8 must be off. */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(datal, 0xFF);
+
+    /* Capability list MUST be present, */
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, PCI_CAPABILITY_LIST);
+    /* But these bits are reserved. */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(datal, ~0xFF);
+    g_assert_cmphex(datal, !=, 0);
+
+    /* Check specification adherence for capability extenstions. */
+    data = qpci_config_readw(ahci->dev, datal);
+
+    switch (ahci->fingerprint) {
+    case AHCI_INTEL_ICH9:
+        /* Intel ICH9 Family Datasheet 14.1.19 p.550 */
+        g_assert_cmphex((data & 0xFF), ==, PCI_CAP_ID_MSI);
+        break;
+    default:
+        /* AHCI 1.3, Section 2.1.14 -- CAP must point to PMCAP. */
+        g_assert_cmphex((data & 0xFF), ==, PCI_CAP_ID_PM);
+    }
+
+    ahci_test_pci_caps(ahci, data, (uint8_t)datal);
+
+    /* Reserved. */
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, PCI_CAPABILITY_LIST + 4);
+    g_assert_cmphex(datal, ==, 0);
+
+    /* IPIN might vary, but ILINE must be off. */
+    datab = qpci_config_readb(ahci->dev, PCI_INTERRUPT_LINE);
+    g_assert_cmphex(datab, ==, 0);
+}
 
 /**
- * Launch QEMU with the given command line,
- * and then set up interrupts and our guest malloc interface.
+ * Test PCI capabilities for AHCI specification adherence.
  */
-static void qtest_boot(const char *cmdline_fmt, ...)
+static void ahci_test_pci_caps(AHCIQState *ahci, uint16_t header,
+                               uint8_t offset)
 {
-    va_list ap;
-    char *cmdline;
+    uint8_t cid = header & 0xFF;
+    uint8_t next = header >> 8;
+
+    g_test_message("CID: %02x; next: %02x", cid, next);
+
+    switch (cid) {
+    case PCI_CAP_ID_PM:
+        ahci_test_pmcap(ahci, offset);
+        break;
+    case PCI_CAP_ID_MSI:
+        ahci_test_msicap(ahci, offset);
+        break;
+    case PCI_CAP_ID_SATA:
+        ahci_test_satacap(ahci, offset);
+        break;
+
+    default:
+        g_test_message("Unknown CAP 0x%02x", cid);
+    }
 
-    va_start(ap, cmdline_fmt);
-    cmdline = g_strdup_vprintf(cmdline_fmt, ap);
-    va_end(ap);
+    if (next) {
+        ahci_test_pci_caps(ahci, qpci_config_readw(ahci->dev, next), next);
+    }
+}
 
-    qtest_start(cmdline);
-    qtest_irq_intercept_in(global_qtest, "ioapic");
-    guest_malloc = pc_alloc_init();
+/**
+ * Test SATA PCI capabilitity for AHCI specification adherence.
+ */
+static void ahci_test_satacap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset)
+{
+    uint16_t dataw;
+    uint32_t datal;
+
+    g_test_message("Verifying SATACAP");
+
+    /* Assert that the SATACAP version is 1.0, And reserved bits are empty. */
+    dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + 2);
+    g_assert_cmphex(dataw, ==, 0x10);
+
+    /* Grab the SATACR1 register. */
+    datal = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + 4);
+
+    switch (datal & 0x0F) {
+    case 0x04: /* BAR0 */
+    case 0x05: /* BAR1 */
+    case 0x06:
+    case 0x07:
+    case 0x08:
+    case 0x09: /* BAR5 */
+    case 0x0F: /* Immediately following SATACR1 in PCI config space. */
+        break;
+    default:
+        /* Invalid BARLOC for the Index Data Pair. */
+        g_assert_not_reached();
+    }
 
-    g_free(cmdline);
+    /* Reserved. */
+    g_assert_cmphex((datal >> 24), ==, 0x00);
 }
 
 /**
- * Tear down the QEMU instance.
+ * Test MSI PCI capability for AHCI specification adherence.
  */
-static void qtest_shutdown(void)
+static void ahci_test_msicap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset)
 {
-    g_free(guest_malloc);
-    guest_malloc = NULL;
-    qtest_end();
+    uint16_t dataw;
+    uint32_t datal;
+
+    g_test_message("Verifying MSICAP");
+
+    dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + PCI_MSI_FLAGS);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_MSI_FLAGS_ENABLE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_MSI_FLAGS_QSIZE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_MSI_FLAGS_RESERVED);
+
+    datal = qpci_config_readl(ahci->dev, offset + PCI_MSI_ADDRESS_LO);
+    g_assert_cmphex(datal, ==, 0);
+
+    if (dataw & PCI_MSI_FLAGS_64BIT) {
+        g_test_message("MSICAP is 64bit");
+        datal = qpci_config_readl(ahci->dev, offset + PCI_MSI_ADDRESS_HI);
+        g_assert_cmphex(datal, ==, 0);
+        dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + PCI_MSI_DATA_64);
+        g_assert_cmphex(dataw, ==, 0);
+    } else {
+        g_test_message("MSICAP is 32bit");
+        dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + PCI_MSI_DATA_32);
+        g_assert_cmphex(dataw, ==, 0);
+    }
 }
 
 /**
- * Start a Q35 machine and bookmark a handle to the AHCI device.
+ * Test Power Management PCI capability for AHCI specification adherence.
  */
-static QPCIDevice *ahci_boot(void)
+static void ahci_test_pmcap(AHCIQState *ahci, uint8_t offset)
 {
-    qtest_boot("-drive if=none,id=drive0,file=%s,cache=writeback,serial=%s"
-               " -M q35 "
-               "-device ide-hd,drive=drive0 "
-               "-global ide-hd.ver=%s",
-               tmp_path, "testdisk", "version");
+    uint16_t dataw;
 
-    /* Verify that we have an AHCI device present. */
-    return get_ahci_device();
+    g_test_message("Verifying PMCAP");
+
+    dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + PCI_PM_PMC);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CAP_PME_CLOCK);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CAP_RESERVED);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CAP_D1);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CAP_D2);
+
+    dataw = qpci_config_readw(ahci->dev, offset + PCI_PM_CTRL);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CTRL_STATE_MASK);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CTRL_RESERVED);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CTRL_DATA_SEL_MASK);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(dataw, PCI_PM_CTRL_DATA_SCALE_MASK);
+}
+
+static void ahci_test_hba_spec(AHCIQState *ahci)
+{
+    unsigned i;
+    uint32_t reg;
+    uint32_t ports;
+    uint8_t nports_impl;
+    uint8_t maxports;
+
+    g_assert(ahci != NULL);
+
+    /*
+     * Note that the AHCI spec does expect the BIOS to set up a few things:
+     * CAP.SSS    - Support for staggered spin-up            (t/f)
+     * CAP.SMPS   - Support for mechanical presence switches (t/f)
+     * PI         - Ports Implemented                        (1-32)
+     * PxCMD.HPCP - Hot Plug Capable Port
+     * PxCMD.MPSP - Mechanical Presence Switch Present
+     * PxCMD.CPD  - Cold Presence Detection support
+     *
+     * Additional items are touched if CAP.SSS is on, see AHCI 10.1.1 p.97:
+     * Foreach Port Implemented:
+     * -PxCMD.ST, PxCMD.CR, PxCMD.FRE, PxCMD.FR, PxSCTL.DET are 0
+     * -PxCLB/U and PxFB/U are set to valid regions in memory
+     * -PxSUD is set to 1.
+     * -PxSSTS.DET is polled for presence; if detected, we continue:
+     * -PxSERR is cleared with 1's.
+     * -If PxTFD.STS.BSY, PxTFD.STS.DRQ, and PxTFD.STS.ERR are all zero,
+     *  the device is ready.
+     */
+
+    /* 1 CAP - Capabilities Register */
+    ahci->cap = ahci_rreg(ahci, AHCI_CAP);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(ahci->cap, AHCI_CAP_RESERVED);
+
+    /* 2 GHC - Global Host Control */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_GHC);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_GHC_HR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_GHC_IE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_GHC_MRSM);
+    if (BITSET(ahci->cap, AHCI_CAP_SAM)) {
+        g_test_message("Supports AHCI-Only Mode: GHC_AE is Read-Only.");
+        ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_GHC_AE);
+    } else {
+        g_test_message("Supports AHCI/Legacy mix.");
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_GHC_AE);
+    }
+
+    /* 3 IS - Interrupt Status */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_IS);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* 4 PI - Ports Implemented */
+    ports = ahci_rreg(ahci, AHCI_PI);
+    /* Ports Implemented must be non-zero. */
+    g_assert_cmphex(ports, !=, 0);
+    /* Ports Implemented must be <= Number of Ports. */
+    nports_impl = ctpopl(ports);
+    g_assert_cmpuint(((AHCI_CAP_NP & ahci->cap) + 1), >=, nports_impl);
+
+    /* Ports must be within the proper range. Given a mapping of SIZE,
+     * 256 bytes are used for global HBA control, and the rest is used
+     * for ports data, at 0x80 bytes each. */
+    g_assert_cmphex(ahci->barsize, >, 0);
+    maxports = (ahci->barsize - HBA_DATA_REGION_SIZE) / HBA_PORT_DATA_SIZE;
+    /* e.g, 30 ports for 4K of memory. (4096 - 256) / 128 = 30 */
+    g_assert_cmphex((reg >> maxports), ==, 0);
+
+    /* 5 AHCI Version */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_VS);
+    switch (reg) {
+    case AHCI_VERSION_0_95:
+    case AHCI_VERSION_1_0:
+    case AHCI_VERSION_1_1:
+    case AHCI_VERSION_1_2:
+    case AHCI_VERSION_1_3:
+        break;
+    default:
+        g_assert_not_reached();
+    }
+
+    /* 6 Command Completion Coalescing Control: depends on CAP.CCCS. */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_CCCCTL);
+    if (BITSET(ahci->cap, AHCI_CAP_CCCS)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_CCCCTL_EN);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_CCCCTL_RESERVED);
+        ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_CCCCTL_CC);
+        ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_CCCCTL_TV);
+    } else {
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* 7 CCC_PORTS */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_CCCPORTS);
+    /* Must be zeroes initially regardless of CAP.CCCS */
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* 8 EM_LOC */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_EMLOC);
+    if (BITCLR(ahci->cap, AHCI_CAP_EMS)) {
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* 9 EM_CTL */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_EMCTL);
+    if (BITSET(ahci->cap, AHCI_CAP_EMS)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_EMCTL_STSMR);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_EMCTL_CTLTM);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_EMCTL_CTLRST);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_EMCTL_RESERVED);
+    } else {
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* 10 CAP2 -- Capabilities Extended */
+    ahci->cap2 = ahci_rreg(ahci, AHCI_CAP2);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(ahci->cap2, AHCI_CAP2_RESERVED);
+
+    /* 11 BOHC -- Bios/OS Handoff Control */
+    reg = ahci_rreg(ahci, AHCI_BOHC);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* 12 -- 23: Reserved */
+    g_test_message("Verifying HBA reserved area is empty.");
+    for (i = AHCI_RESERVED; i < AHCI_NVMHCI; ++i) {
+        reg = ahci_rreg(ahci, i);
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* 24 -- 39: NVMHCI */
+    if (BITCLR(ahci->cap2, AHCI_CAP2_NVMP)) {
+        g_test_message("Verifying HBA/NVMHCI area is empty.");
+        for (i = AHCI_NVMHCI; i < AHCI_VENDOR; ++i) {
+            reg = ahci_rreg(ahci, i);
+            g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+        }
+    }
+
+    /* 40 -- 63: Vendor */
+    g_test_message("Verifying HBA/Vendor area is empty.");
+    for (i = AHCI_VENDOR; i < AHCI_PORTS; ++i) {
+        reg = ahci_rreg(ahci, i);
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* 64 -- XX: Port Space */
+    for (i = 0; ports || (i < maxports); ports >>= 1, ++i) {
+        if (BITSET(ports, 0x1)) {
+            g_test_message("Testing port %u for spec", i);
+            ahci_test_port_spec(ahci, i);
+        } else {
+            uint16_t j;
+            uint16_t low = AHCI_PORTS + (32 * i);
+            uint16_t high = AHCI_PORTS + (32 * (i + 1));
+            g_test_message("Asserting unimplemented port %u "
+                           "(reg [%u-%u]) is empty.",
+                           i, low, high - 1);
+            for (j = low; j < high; ++j) {
+                reg = ahci_rreg(ahci, j);
+                g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+            }
+        }
+    }
 }
 
 /**
- * Clean up the PCI device, then terminate the QEMU instance.
+ * Test the memory space for one port for specification adherence.
+ */
+static void ahci_test_port_spec(AHCIQState *ahci, uint8_t port)
+{
+    uint32_t reg;
+    unsigned i;
+
+    /* (0) CLB */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_CLB);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CLB_RESERVED);
+
+    /* (1) CLBU */
+    if (BITCLR(ahci->cap, AHCI_CAP_S64A)) {
+        reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_CLBU);
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* (2) FB */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_FB);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FB_RESERVED);
+
+    /* (3) FBU */
+    if (BITCLR(ahci->cap, AHCI_CAP_S64A)) {
+        reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_FBU);
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* (4) IS */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_IS);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (5) IE */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_IE);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (6) CMD */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_CMD);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_FRE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_RESERVED);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_CCS);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_FR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_CR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_PMA); /* And RW only if CAP.SPM */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_APSTE); /* RW only if CAP2.APST */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_ATAPI);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_DLAE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_ALPE);  /* RW only if CAP.SALP */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_ASP);   /* RW only if CAP.SALP */
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_ICC);
+    /* If CPDetect support does not exist, CPState must be off. */
+    if (BITCLR(reg, AHCI_PX_CMD_CPD)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_CPS);
+    }
+    /* If MPSPresence is not set, MPSState must be off. */
+    if (BITCLR(reg, AHCI_PX_CMD_MPSP)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_MPSS);
+    }
+    /* If we do not support MPS, MPSS and MPSP must be off. */
+    if (BITCLR(ahci->cap, AHCI_CAP_SMPS)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_MPSS);
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_MPSP);
+    }
+    /* If, via CPD or MPSP we detect a drive, HPCP must be on. */
+    if (BITANY(reg, AHCI_PX_CMD_CPD || AHCI_PX_CMD_MPSP)) {
+        ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_PX_CMD_HPCP);
+    }
+    /* HPCP and ESP cannot both be active. */
+    g_assert(!BITSET(reg, AHCI_PX_CMD_HPCP | AHCI_PX_CMD_ESP));
+    /* If CAP.FBSS is not set, FBSCP must not be set. */
+    if (BITCLR(ahci->cap, AHCI_CAP_FBSS)) {
+        ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_CMD_FBSCP);
+    }
+
+    /* (7) RESERVED */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_RES1);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (8) TFD */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_TFD);
+    /* At boot, prior to an FIS being received, the TFD register should be 0x7F,
+     * which breaks down as follows, as seen in AHCI 1.3 sec 3.3.8, p. 27. */
+    ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_PX_TFD_STS_ERR);
+    ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_PX_TFD_STS_CS1);
+    ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_PX_TFD_STS_DRQ);
+    ASSERT_BIT_SET(reg, AHCI_PX_TFD_STS_CS2);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_TFD_STS_BSY);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_TFD_ERR);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_TFD_RESERVED);
+
+    /* (9) SIG */
+    /* Though AHCI specifies the boot value should be 0xFFFFFFFF,
+     * Even when GHC.ST is zero, the AHCI HBA may receive the initial
+     * D2H register FIS and update the signature asynchronously,
+     * so we cannot expect a value here. AHCI 1.3, sec 3.3.9, pp 27-28 */
+
+    /* (10) SSTS / SCR0: SStatus */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_SSTS);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_SSTS_RESERVED);
+    /* Even though the register should be 0 at boot, it is asynchronous and
+     * prone to change, so we cannot test any well known value. */
+
+    /* (11) SCTL / SCR2: SControl */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_SCTL);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (12) SERR / SCR1: SError */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_SERR);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (13) SACT / SCR3: SActive */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_SACT);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (14) CI */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_CI);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (15) SNTF */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_SNTF);
+    g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+
+    /* (16) FBS */
+    reg = ahci_px_rreg(ahci, port, AHCI_PX_FBS);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_EN);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_DEC);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_SDE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_DEV);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_DWE);
+    ASSERT_BIT_CLEAR(reg, AHCI_PX_FBS_RESERVED);
+    if (BITSET(ahci->cap, AHCI_CAP_FBSS)) {
+        /* if Port-Multiplier FIS-based switching avail, ADO must >= 2 */
+        g_assert((reg & AHCI_PX_FBS_ADO) >> ctzl(AHCI_PX_FBS_ADO) >= 2);
+    }
+
+    /* [17 -- 27] RESERVED */
+    for (i = AHCI_PX_RES2; i < AHCI_PX_VS; ++i) {
+        reg = ahci_px_rreg(ahci, port, i);
+        g_assert_cmphex(reg, ==, 0);
+    }
+
+    /* [28 -- 31] Vendor-Specific */
+    for (i = AHCI_PX_VS; i < 32; ++i) {
+        reg = ahci_px_rreg(ahci, port, i);
+        if (reg) {
+            g_test_message("INFO: Vendor register %u non-empty", i);
+        }
+    }
+}
+
+/**
+ * Utilizing an initialized AHCI HBA, issue an IDENTIFY command to the first
+ * device we see, then read and check the response.
  */
-static void ahci_shutdown(QPCIDevice *ahci)
+static void ahci_test_identify(AHCIQState *ahci)
+{
+    uint16_t buff[256];
+    unsigned px;
+    int rc;
+    uint16_t sect_size;
+    const size_t buffsize = 512;
+
+    g_assert(ahci != NULL);
+
+    /**
+     * This serves as a bit of a tutorial on AHCI device programming:
+     *
+     * (1) Create a data buffer for the IDENTIFY response to be sent to
+     * (2) Create a Command Table buffer, where we will store the
+     *     command and PRDT (Physical Region Descriptor Table)
+     * (3) Construct an FIS host-to-device command structure, and write it to
+     *     the top of the Command Table buffer.
+     * (4) Create one or more Physical Region Descriptors (PRDs) that describe
+     *     a location in memory where data may be stored/retrieved.
+     * (5) Write these PRDTs to the bottom (offset 0x80) of the Command Table.
+     * (6) Each AHCI port has up to 32 command slots. Each slot contains a
+     *     header that points to a Command Table buffer. Pick an unused slot
+     *     and update it to point to the Command Table we have built.
+     * (7) Now: Command #n points to our Command Table, and our Command Table
+     *     contains the FIS (that describes our command) and the PRDTL, which
+     *     describes our buffer.
+     * (8) We inform the HBA via PxCI (Command Issue) that the command in slot
+     *     #n is ready for processing.
+     */
+
+    /* Pick the first implemented and running port */
+    px = ahci_port_select(ahci);
+    g_test_message("Selected port %u for test", px);
+
+    /* Clear out the FIS Receive area and any pending interrupts. */
+    ahci_port_clear(ahci, px);
+
+    /* "Read" 512 bytes using CMD_IDENTIFY into the host buffer. */
+    ahci_io(ahci, px, CMD_IDENTIFY, &buff, buffsize);
+
+    /* Check serial number/version in the buffer */
+    /* NB: IDENTIFY strings are packed in 16bit little endian chunks.
+     * Since we copy byte-for-byte in ahci-test, on both LE and BE, we need to
+     * unchunk this data. By contrast, ide-test copies 2 bytes at a time, and
+     * as a consequence, only needs to unchunk the data on LE machines. */
+    string_bswap16(&buff[10], 20);
+    rc = memcmp(&buff[10], "testdisk            ", 20);
+    g_assert_cmphex(rc, ==, 0);
+
+    string_bswap16(&buff[23], 8);
+    rc = memcmp(&buff[23], "version ", 8);
+    g_assert_cmphex(rc, ==, 0);
+
+    sect_size = le16_to_cpu(*((uint16_t *)(&buff[5])));
+    g_assert_cmphex(sect_size, ==, 0x200);
+}
+
+static void ahci_test_dma_rw_simple(AHCIQState *ahci)
 {
-    free_ahci_device(ahci);
-    qtest_shutdown();
+    uint64_t ptr;
+    uint8_t port;
+    unsigned i;
+    const unsigned bufsize = 4096;
+    unsigned char *tx = g_malloc(bufsize);
+    unsigned char *rx = g_malloc0(bufsize);
+
+    g_assert(ahci != NULL);
+
+    /* Pick the first running port and clear it. */
+    port = ahci_port_select(ahci);
+    ahci_port_clear(ahci, port);
+
+    /*** Create pattern and transfer to guest ***/
+    /* Data buffer in the guest */
+    ptr = ahci_alloc(ahci, bufsize);
+    g_assert(ptr);
+
+    /* Write some indicative pattern to our 4K buffer. */
+    for (i = 0; i < bufsize; i++) {
+        tx[i] = (bufsize - i);
+    }
+    memwrite(ptr, tx, bufsize);
+
+    /* Write this buffer to disk, then read it back to the DMA buffer. */
+    ahci_guest_io(ahci, port, CMD_WRITE_DMA, ptr, bufsize);
+    qmemset(ptr, 0x00, bufsize);
+    ahci_guest_io(ahci, port, CMD_READ_DMA, ptr, bufsize);
+
+    /*** Read back the Data ***/
+    memread(ptr, rx, bufsize);
+    g_assert_cmphex(memcmp(tx, rx, bufsize), ==, 0);
+
+    ahci_free(ahci, ptr);
+    g_free(tx);
+    g_free(rx);
 }
 
 /******************************************************************************/
@@ -154,8 +765,90 @@ static void ahci_shutdown(QPCIDevice *ahci)
  */
 static void test_sanity(void)
 {
-    QPCIDevice *ahci;
+    AHCIQState *ahci;
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Ensure that the PCI configuration space for the AHCI device is in-line with
+ * the AHCI 1.3 specification for initial values.
+ */
+static void test_pci_spec(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
     ahci = ahci_boot();
+    ahci_test_pci_spec(ahci);
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Engage the PCI AHCI device and sanity check the response.
+ * Perform additional PCI config space bringup for the HBA.
+ */
+static void test_pci_enable(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
+
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_pci_enable(ahci);
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Investigate the memory mapped regions of the HBA,
+ * and test them for AHCI specification adherence.
+ */
+static void test_hba_spec(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
+
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_pci_enable(ahci);
+    ahci_test_hba_spec(ahci);
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Engage the HBA functionality of the AHCI PCI device,
+ * and bring it into a functional idle state.
+ */
+static void test_hba_enable(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
+
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_pci_enable(ahci);
+    ahci_hba_enable(ahci);
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Bring up the device and issue an IDENTIFY command.
+ * Inspect the state of the HBA device and the data returned.
+ */
+static void test_identify(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
+
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_pci_enable(ahci);
+    ahci_hba_enable(ahci);
+    ahci_test_identify(ahci);
+    ahci_shutdown(ahci);
+}
+
+/**
+ * Perform a simple DMA R/W test, using a single PRD and non-NCQ commands.
+ */
+static void test_dma_rw_simple(void)
+{
+    AHCIQState *ahci;
+
+    ahci = ahci_boot();
+    ahci_pci_enable(ahci);
+    ahci_hba_enable(ahci);
+    ahci_test_dma_rw_simple(ahci);
     ahci_shutdown(ahci);
 }
 
@@ -166,10 +859,33 @@ int main(int argc, char **argv)
     const char *arch;
     int fd;
     int ret;
+    int c;
+
+    static struct option long_options[] = {
+        {"pedantic", no_argument, 0, 'p' },
+        {0, 0, 0, 0},
+    };
 
     /* Should be first to utilize g_test functionality, So we can see errors. */
     g_test_init(&argc, &argv, NULL);
 
+    while (1) {
+        c = getopt_long(argc, argv, "", long_options, NULL);
+        if (c == -1) {
+            break;
+        }
+        switch (c) {
+        case -1:
+            break;
+        case 'p':
+            ahci_pedantic = 1;
+            break;
+        default:
+            fprintf(stderr, "Unrecognized ahci_test option.\n");
+            g_assert_not_reached();
+        }
+    }
+
     /* Check architecture */
     arch = qtest_get_arch();
     if (strcmp(arch, "i386") && strcmp(arch, "x86_64")) {
@@ -186,6 +902,12 @@ int main(int argc, char **argv)
 
     /* Run the tests */
     qtest_add_func("/ahci/sanity",     test_sanity);
+    qtest_add_func("/ahci/pci_spec",   test_pci_spec);
+    qtest_add_func("/ahci/pci_enable", test_pci_enable);
+    qtest_add_func("/ahci/hba_spec",   test_hba_spec);
+    qtest_add_func("/ahci/hba_enable", test_hba_enable);
+    qtest_add_func("/ahci/identify",   test_identify);
+    qtest_add_func("/ahci/dma/simple", test_dma_rw_simple);
 
     ret = g_test_run();
 
This page took 0.048834 seconds and 4 git commands to generate.