Use dlcz mnemonic instead of .word.
[linux-2.6/linux-mips.git] / drivers / scsi / README.st
blob9eeb6c72aabc8459c75104ff078488362ed3c3a2
1 This file contains brief information about the SCSI tape driver.
2 The driver is currently maintained by Kai M{kisara (email
3 Kai.Makisara@metla.fi)
5 Last modified: Fri Jul 26 16:01:39 2002 by makisara
8 BASICS
10 The driver is generic, i.e., it does not contain any code tailored
11 to any specific tape drive. The tape parameters can be specified with
12 one of the following three methods:
14 1. Each user can specify the tape parameters he/she wants to use
15 directly with ioctls. This is administratively a very simple and
16 flexible method and applicable to single-user workstations. However,
17 in a multiuser environment the next user finds the tape parameters in
18 state the previous user left them.
20 2. The system manager (root) can define default values for some tape
21 parameters, like block size and density using the MTSETDRVBUFFER ioctl.
22 These parameters can be programmed to come into effect either when a
23 new tape is loaded into the drive or if writing begins at the
24 beginning of the tape. The second method is applicable if the tape
25 drive performs auto-detection of the tape format well (like some
26 QIC-drives). The result is that any tape can be read, writing can be
27 continued using existing format, and the default format is used if
28 the tape is rewritten from the beginning (or a new tape is written
29 for the first time). The first method is applicable if the drive
30 does not perform auto-detection well enough and there is a single
31 "sensible" mode for the device. An example is a DAT drive that is
32 used only in variable block mode (I don't know if this is sensible
33 or not :-).
35 The user can override the parameters defined by the system
36 manager. The changes persist until the defaults again come into
37 effect.
39 3. Up to four modes can be defined and selected using the minor number
40 (bits 5 and 6). Mode 0 corresponds to the defaults discussed
41 above. Additional modes are dormant until they are defined by the
42 system manager (root). When specification of a new mode is started,
43 the configuration of mode 0 is used to provide a starting point for
44 definition of the new mode.
46 Using the modes allows the system manager to give the users choices
47 over some of the buffering parameters not directly accessible to the
48 users (buffered and asynchronous writes). The modes also allow choices
49 between formats in multi-tape operations (the explicitly overridden
50 parameters are reset when a new tape is loaded).
52 If more than one mode is used, all modes should contain definitions
53 for the same set of parameters.
55 Many Unices contain internal tables that associate different modes to
56 supported devices. The Linux SCSI tape driver does not contain such
57 tables (and will not do that in future). Instead of that, a utility
58 program can be made that fetches the inquiry data sent by the device,
59 scans its database, and sets up the modes using the ioctls. Another
60 alternative is to make a small script that uses mt to set the defaults
61 tailored to the system.
63 The driver supports fixed and variable block size (within buffer
64 limits). Both the auto-rewind (minor equals device number) and
65 non-rewind devices (minor is 128 + device number) are implemented.
67 In variable block mode, the byte count in write() determines the size
68 of the physical block on tape. When reading, the drive reads the next
69 tape block and returns to the user the data if the read() byte count
70 is at least the block size. Otherwise, error ENOMEM is returned.
72 In fixed block mode, the data transfer between the drive and the
73 driver is in multiples of the block size. The write() byte count must
74 be a multiple of the block size. This is not required when reading but
75 may be advisable for portability.
77 Support is provided for changing the tape partition and partitioning
78 of the tape with one or two partitions. By default support for
79 partitioned tape is disabled for each driver and it can be enabled
80 with the ioctl MTSETDRVBUFFER.
82 By default the driver writes one filemark when the device is closed after
83 writing and the last operation has been a write. Two filemarks can be
84 optionally written. In both cases end of data is signified by
85 returning zero bytes for two consecutive reads.
87 The compile options are defined in the file linux/drivers/scsi/st_options.h.
89 4. If the open option O_NONBLOCK is used, open succeeds even if the
90 drive is not ready. If O_NONBLOCK is not used, the driver waits for
91 the drive to become ready. If this does not happen in ST_BLOCK_SECONDS
92 seconds, open fails with the errno value EIO.
95 BSD AND SYS V SEMANTICS
97 The user can choose between these two behaviours of the tape driver by
98 defining the value of the symbol ST_SYSV. The semantics differ when a
99 file being read is closed. The BSD semantics leaves the tape where it
100 currently is whereas the SYS V semantics moves the tape past the next
101 filemark unless the filemark has just been crossed.
103 The default is BSD semantics.
106 BUFFERING
108 The driver tries to do tranfers directly to/from user space. If this
109 is not possible, a driver buffer allocated at run-time is used. If
110 direct i/o is not possible for the whole transfer, the driver buffer
111 is used (i.e., bounce buffers for individual pages are not
112 used). Direct i/o can be impossible because of several reasons, e.g.:
113 - one or more pages are at addresses not reachable by the HBA
114 - the number of pages in the transfer exceeds the number of
115   scatter/gather segments permitted by the HBA
116 - one or more pages can't be locked into memory (should not happen in
117   any reasonable situation)
119 The size of the driver buffers is always at least one tape block. In fixed
120 block mode, the minimum buffer size is defined (in 1024 byte units) by
121 ST_FIXED_BUFFER_BLOCKS. With small block size this allows buffering of
122 several blocks and using one SCSI read or write to transfer all of the
123 blocks. Buffering of data across write calls in fixed block mode is
124 allowed if ST_BUFFER_WRITES is non-zero and direct i/o is not used.
125 Buffer allocation uses chunks of memory having sizes 2^n * (page
126 size). Because of this the actual buffer size may be larger than the
127 minimum allowable buffer size.
129 Asynchronous writing. Writing the buffer contents to the tape is
130 started and the write call returns immediately. The status is checked
131 at the next tape operation. Asynchronous writes are not done with
132 direct i/o.
134 Buffered writes and asynchronous writes may in some rare cases cause
135 problems in multivolume operations if there is not enough space on the
136 tape after the early-warning mark to flush the driver buffer.
138 Read ahead for fixed block mode (ST_READ_AHEAD). Filling the buffer is
139 attempted even if the user does not want to get all of the data at
140 this read command. Should be disabled for those drives that don't like
141 a filemark to truncate a read request or that don't like backspacing.
143 The threshold for triggering asynchronous write in fixed block mode
144 is defined by ST_WRITE_THRESHOLD. This may be optimized for each
145 use pattern. The default triggers asynchronous write after three
146 default sized writes (10 kB) from tar.
148 Scatter/gather buffers (buffers that consist of chunks non-contiguous
149 in the physical memory) are used if contiguous buffers can't be
150 allocated. To support all SCSI adapters (including those not
151 supporting scatter/gather), buffer allocation is using the following
152 three kinds of chunks:
153 1. The initial segment that is used for all SCSI adapters including
154 those not supporting scatter/gather. The size of this buffer will be
155 (PAGE_SIZE << ST_FIRST_ORDER) bytes if the system can give a chunk of
156 this size (and it is not larger than the buffer size specified by
157 ST_BUFFER_BLOCKS). If this size is not available, the driver halves
158 the size and tries again until the size of one page. The default
159 settings in st_options.h make the driver to try to allocate all of the
160 buffer as one chunk.
161 2. The scatter/gather segments to fill the specified buffer size are
162 allocated so that as many segments as possible are used but the number
163 of segments does not exceed ST_FIRST_SG.
164 3. The remaining segments between ST_MAX_SG (or the module parameter
165 max_sg_segs) and the number of segments used in phases 1 and 2
166 are used to extend the buffer at run-time if this is necessary. The
167 number of scatter/gather segments allowed for the SCSI adapter is not
168 exceeded if it is smaller than the maximum number of scatter/gather
169 segments specified. If the maximum number allowed for the SCSI adapter
170 is smaller than the number of segments used in phases 1 and 2,
171 extending the buffer will always fail.
174 EOM BEHAVIOUR WHEN WRITING
176 When the end of medium early warning is encountered, the current write
177 is finished and the number of bytes is returned. The next write
178 returns -1 and errno is set to ENOSPC. To enable writing a trailer,
179 the next write is allowed to proceed and, if successful, the number of
180 bytes is returned. After this, -1 and the number of bytes are
181 alternately returned until the physical end of medium (or some other
182 error) is encountered.
185 MODULE PARAMETERS
187 The buffer size, write threshold, and the maximum number of allocated buffers
188 are configurable when the driver is loaded as a module. The keywords are:
190 buffer_kbs=xxx             the buffer size for fixed block mode is set
191                            to xxx kilobytes
192 write_threshold_kbs=xxx    the write threshold in kilobytes set to xxx
193 max_sg_segs=xxx            the maximum number of scatter/gather
194                            segments
195 try_direct_io=x            try direct transfer between user buffer and
196                            tape drive if this is non-zero
198 Note that if the buffer size is changed but the write threshold is not
199 set, the write threshold is set to the new buffer size - 2 kB.
202 BOOT TIME CONFIGURATION
204 If the driver is compiled into the kernel, the same parameters can be
205 also set using, e.g., the LILO command line. The preferred syntax is
206 to use the same keywords as when loading the driver as module. If
207 several parameters are set, the keyword-value pairs are separated with
208 a comma (no spaces allowed). A colon can be used instead of the equal
209 mark. The definition is prepended by the string st=. Here is an
210 example:
212         st=buffer_kbs:64,write_threhold_kbs:60
214 The following syntax used by the old kernel versions is also supported:
216            st=aa[,bb[,dd]]
218 where
219   aa is the buffer size for fixed block mode in 1024 byte units
220   bb is the write threshold in 1024 byte units
221   dd is the maximum number of scatter/gather segments
224 IOCTLS
226 The tape is positioned and the drive parameters are set with ioctls
227 defined in mtio.h The tape control program 'mt' uses these ioctls. Try
228 to find an mt that supports all of the Linux SCSI tape ioctls and
229 opens the device for writing if the tape contents will be modified
230 (look for a package mt-st* from the Linux ftp sites; the GNU mt does
231 not open for writing for, e.g., erase).
233 The supported ioctls are:
235 The following use the structure mtop:
237 MTFSF   Space forward over count filemarks. Tape positioned after filemark.
238 MTFSFM  As above but tape positioned before filemark.
239 MTBSF   Space backward over count filemarks. Tape positioned before
240         filemark.
241 MTBSFM  As above but ape positioned after filemark.
242 MTFSR   Space forward over count records.
243 MTBSR   Space backward over count records.
244 MTFSS   Space forward over count setmarks.
245 MTBSS   Space backward over count setmarks.
246 MTWEOF  Write count filemarks.
247 MTWSM   Write count setmarks.
248 MTREW   Rewind tape.
249 MTOFFL  Set device off line (often rewind plus eject).
250 MTNOP   Do nothing except flush the buffers.
251 MTRETEN Re-tension tape.
252 MTEOM   Space to end of recorded data.
253 MTERASE Erase tape. If the argument is zero, the short erase command
254         is used. The long erase command is used with all other values
255         of the argument.
256 MTSEEK  Seek to tape block count. Uses Tandberg-compatible seek (QFA)
257         for SCSI-1 drives and SCSI-2 seek for SCSI-2 drives. The file and
258         block numbers in the status are not valid after a seek.
259 MTSETBLK Set the drive block size. Setting to zero sets the drive into
260         variable block mode (if applicable).
261 MTSETDENSITY Sets the drive density code to arg. See drive
262         documentation for available codes.
263 MTLOCK and MTUNLOCK Explicitly lock/unlock the tape drive door.
264 MTLOAD and MTUNLOAD Explicitly load and unload the tape. If the
265         command argument x is between MT_ST_HPLOADER_OFFSET + 1 and
266         MT_ST_HPLOADER_OFFSET + 6, the number x is used sent to the
267         drive with the command and it selects the tape slot to use of
268         HP C1553A changer.
269 MTCOMPRESSION Sets compressing or uncompressing drive mode using the
270         SCSI mode page 15. Note that some drives other methods for
271         control of compression. Some drives (like the Exabytes) use
272         density codes for compression control. Some drives use another
273         mode page but this page has not been implemented in the
274         driver. Some drives without compression capability will accept
275         any compression mode without error.
276 MTSETPART Moves the tape to the partition given by the argument at the
277         next tape operation. The block at which the tape is positioned
278         is the block where the tape was previously positioned in the
279         new active partition unless the next tape operation is
280         MTSEEK. In this case the tape is moved directly to the block
281         specified by MTSEEK. MTSETPART is inactive unless
282         MT_ST_CAN_PARTITIONS set.
283 MTMKPART Formats the tape with one partition (argument zero) or two
284         partitions (the argument gives in megabytes the size of
285         partition 1 that is physically the first partition of the
286         tape). The drive has to support partitions with size specified
287         by the initiator. Inactive unless MT_ST_CAN_PARTITIONS set.
288 MTSETDRVBUFFER
289         Is used for several purposes. The command is obtained from count
290         with mask MT_SET_OPTIONS, the low order bits are used as argument.
291         This command is only allowed for the superuser (root). The
292         subcommands are:
293         0
294            The drive buffer option is set to the argument. Zero means
295            no buffering.
296         MT_ST_BOOLEANS
297            Sets the buffering options. The bits are the new states
298            (enabled/disabled) the following options (in the
299            parenthesis is specified whether the option is global or
300            can be specified differently for each mode):
301              MT_ST_BUFFER_WRITES write buffering (mode)
302              MT_ST_ASYNC_WRITES asynchronous writes (mode)
303              MT_ST_READ_AHEAD  read ahead (mode)
304              MT_ST_TWO_FM writing of two filemarks (global)
305              MT_ST_FAST_EOM using the SCSI spacing to EOD (global)
306              MT_ST_AUTO_LOCK automatic locking of the drive door (global)
307              MT_ST_DEF_WRITES the defaults are meant only for writes (mode)
308              MT_ST_CAN_BSR backspacing over more than one records can
309                 be used for repositioning the tape (global)
310              MT_ST_NO_BLKLIMS the driver does not ask the block limits
311                 from the drive (block size can be changed only to
312                 variable) (global)
313              MT_ST_CAN_PARTITIONS enables support for partitioned
314                 tapes (global)
315              MT_ST_SCSI2LOGICAL the logical block number is used in
316                 the MTSEEK and MTIOCPOS for SCSI-2 drives instead of
317                 the device dependent address. It is recommended to set
318                 this flag unless there are tapes using the device
319                 dependent (from the old times) (global)
320              MT_ST_SYSV sets the SYSV sematics (mode)
321              MT_ST_NOWAIT enables immediate mode (i.e., don't wait for
322                 the command to finish) for some commands (e.g., rewind)
323              MT_ST_DEBUGGING debugging (global; debugging must be
324                 compiled into the driver)
325         MT_ST_SETBOOLEANS
326         MT_ST_CLEARBOOLEANS
327            Sets or clears the option bits.
328         MT_ST_WRITE_THRESHOLD
329            Sets the write threshold for this device to kilobytes
330            specified by the lowest bits.
331         MT_ST_DEF_BLKSIZE
332            Defines the default block size set automatically. Value
333            0xffffff means that the default is not used any more.
334         MT_ST_DEF_DENSITY
335         MT_ST_DEF_DRVBUFFER
336            Used to set or clear the density (8 bits), and drive buffer
337            state (3 bits). If the value is MT_ST_CLEAR_DEFAULT
338            (0xfffff) the default will not be used any more. Otherwise
339            the lowermost bits of the value contain the new value of
340            the parameter.
341         MT_ST_DEF_COMPRESSION
342            The compression default will not be used if the value of
343            the lowermost byte is 0xff. Otherwise the lowermost bit
344            contains the new default. If the bits 8-15 are set to a
345            non-zero number, and this number is not 0xff, the number is
346            used as the compression algorithm. The value
347            MT_ST_CLEAR_DEFAULT can be used to clear the compression
348            default.
349         MT_ST_SET_TIMEOUT
350            Set the normal timeout in seconds for this device. The
351            default is 900 seconds (15 minutes). The timeout should be
352            long enough for the retries done by the device while
353            reading/writing.
354         MT_ST_SET_LONG_TIMEOUT
355            Set the long timeout that is used for operations that are
356            known to take a long time. The default is 14000 seconds
357            (3.9 hours). For erase this value is further multiplied by
358            eight.
359         MT_ST_SET_CLN
360            Set the cleaning request interpretation parameters using
361            the lowest 24 bits of the argument. The driver can set the
362            generic status bit GMT_CLN if a cleaning request bit pattern
363            is found from the extended sense data. Many drives set one or
364            more bits in the extended sense data when the drive needs
365            cleaning. The bits are device-dependent. The driver is
366            given the number of the sense data byte (the lowest eight
367            bits of the argument; must be >= 18 (values 1 - 17
368            reserved) and <= the maximum requested sense data sixe), 
369            a mask to select the relevant bits (the bits 9-16), and the
370            bit pattern (bits 17-23). If the bit pattern is zero, one
371            or more bits under the mask indicate cleaning request. If
372            the pattern is non-zero, the pattern must match the masked
373            sense data byte.
375            (The cleaning bit is set if the additional sense code and
376            qualifier 00h 17h are seen regardless of the setting of
377            MT_ST_SET_CLN.)
379 The following ioctl uses the structure mtpos:
380 MTIOCPOS Reads the current position from the drive. Uses
381         Tandberg-compatible QFA for SCSI-1 drives and the SCSI-2
382         command for the SCSI-2 drives.
384 The following ioctl uses the structure mtget to return the status:
385 MTIOCGET Returns some status information.
386         The file number and block number within file are returned. The
387         block is -1 when it can't be determined (e.g., after MTBSF).
388         The drive type is either MTISSCSI1 or MTISSCSI2.
389         The number of recovered errors since the previous status call
390         is stored in the lower word of the field mt_erreg.
391         The current block size and the density code are stored in the field
392         mt_dsreg (shifts for the subfields are MT_ST_BLKSIZE_SHIFT and
393         MT_ST_DENSITY_SHIFT).
394         The GMT_xxx status bits reflect the drive status. GMT_DR_OPEN
395         is set if there is no tape in the drive. GMT_EOD means either
396         end of recorded data or end of tape. GMT_EOT means end of tape.
399 MISCELLANEOUS COMPILE OPTIONS
401 The recovered write errors are considered fatal if ST_RECOVERED_WRITE_FATAL
402 is defined.
404 The maximum number of tape devices is determined by the define
405 ST_MAX_TAPES. If more tapes are detected at driver initialization, the
406 maximum is adjusted accordingly.
408 Immediate return from tape positioning SCSI commands can be enabled by
409 defining ST_NOWAIT. If this is defined, the user should take care that
410 the next tape operation is not started before the previous one has
411 finished. The drives and SCSI adapters should handle this condition
412 gracefully, but some drive/adapter combinations are known to hang the
413 SCSI bus in this case.
415 The MTEOM command is by default implemented as spacing over 32767
416 filemarks. With this method the file number in the status is
417 correct. The user can request using direct spacing to EOD by setting
418 ST_FAST_EOM 1 (or using the MT_ST_OPTIONS ioctl). In this case the file
419 number will be invalid.
421 When using read ahead or buffered writes the position within the file
422 may not be correct after the file is closed (correct position may
423 require backspacing over more than one record). The correct position
424 within file can be obtained if ST_IN_FILE_POS is defined at compile
425 time or the MT_ST_CAN_BSR bit is set for the drive with an ioctl.
426 (The driver always backs over a filemark crossed by read ahead if the
427 user does not request data that far.)
430 DEBUGGING HINTS
432 To enable debugging messages, edit st.c and #define DEBUG 1. As seen
433 above, debugging can be switched off with an ioctl if debugging is
434 compiled into the driver. The debugging output is not voluminuous.
436 If the tape seems to hang, I would be very interested to hear where
437 the driver is waiting. With the command 'ps -l' you can see the state
438 of the process using the tape. If the state is D, the process is
439 waiting for something. The field WCHAN tells where the driver is
440 waiting. If you have the current System.map in the correct place (in
441 /boot for the procps I use) or have updated /etc/psdatabase (for kmem
442 ps), ps writes the function name in the WCHAN field. If not, you have
443 to look up the function from System.map.
445 Note also that the timeouts are very long compared to most other
446 drivers. This means that the Linux driver may appear hung although the
447 real reason is that the tape firmware has got confused.