Automatic merge of /spare/repo/netdev-2.6 branch hdlc
[linux-2.6] / arch / i386 / kernel / cpu / cpufreq / powernow-k7.c
1 /*
2  *  AMD K7 Powernow driver.
3  *  (C) 2003 Dave Jones <davej@codemonkey.org.uk> on behalf of SuSE Labs.
4  *  (C) 2003-2004 Dave Jones <davej@redhat.com>
5  *
6  *  Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2.
7  *  Based upon datasheets & sample CPUs kindly provided by AMD.
8  *
9  * Errata 5: Processor may fail to execute a FID/VID change in presence of interrupt.
10  * - We cli/sti on stepping A0 CPUs around the FID/VID transition.
11  * Errata 15: Processors with half frequency multipliers may hang upon wakeup from disconnect.
12  * - We disable half multipliers if ACPI is used on A0 stepping CPUs.
13  */
14
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/moduleparam.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/cpufreq.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/string.h>
23 #include <linux/dmi.h>
24
25 #include <asm/msr.h>
26 #include <asm/timer.h>
27 #include <asm/timex.h>
28 #include <asm/io.h>
29 #include <asm/system.h>
30
31 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
32 #include <linux/acpi.h>
33 #include <acpi/processor.h>
34 #endif
35
36 #include "powernow-k7.h"
37
38 #define PFX "powernow: "
39
40
41 struct psb_s {
42         u8 signature[10];
43         u8 tableversion;
44         u8 flags;
45         u16 settlingtime;
46         u8 reserved1;
47         u8 numpst;
48 };
49
50 struct pst_s {
51         u32 cpuid;
52         u8 fsbspeed;
53         u8 maxfid;
54         u8 startvid;
55         u8 numpstates;
56 };
57
58 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
59 union powernow_acpi_control_t {
60         struct {
61                 unsigned long fid:5,
62                 vid:5,
63                 sgtc:20,
64                 res1:2;
65         } bits;
66         unsigned long val;
67 };
68 #endif
69
70 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_DEBUG
71 /* divide by 1000 to get VCore voltage in V. */
72 static int mobile_vid_table[32] = {
73     2000, 1950, 1900, 1850, 1800, 1750, 1700, 1650,
74     1600, 1550, 1500, 1450, 1400, 1350, 1300, 0,
75     1275, 1250, 1225, 1200, 1175, 1150, 1125, 1100,
76     1075, 1050, 1025, 1000, 975, 950, 925, 0,
77 };
78 #endif
79
80 /* divide by 10 to get FID. */
81 static int fid_codes[32] = {
82     110, 115, 120, 125, 50, 55, 60, 65,
83     70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105,
84     30, 190, 40, 200, 130, 135, 140, 210,
85     150, 225, 160, 165, 170, 180, -1, -1,
86 };
87
88 /* This parameter is used in order to force ACPI instead of legacy method for
89  * configuration purpose.
90  */
91
92 static int acpi_force;
93
94 static struct cpufreq_frequency_table *powernow_table;
95
96 static unsigned int can_scale_bus;
97 static unsigned int can_scale_vid;
98 static unsigned int minimum_speed=-1;
99 static unsigned int maximum_speed;
100 static unsigned int number_scales;
101 static unsigned int fsb;
102 static unsigned int latency;
103 static char have_a0;
104
105 #define dprintk(msg...) cpufreq_debug_printk(CPUFREQ_DEBUG_DRIVER, "powernow-k7", msg)
106
107 static int check_fsb(unsigned int fsbspeed)
108 {
109         int delta;
110         unsigned int f = fsb / 1000;
111
112         delta = (fsbspeed > f) ? fsbspeed - f : f - fsbspeed;
113         return (delta < 5);
114 }
115
116 static int check_powernow(void)
117 {
118         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
119         unsigned int maxei, eax, ebx, ecx, edx;
120
121         if ((c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD) || (c->x86 !=6)) {
122 #ifdef MODULE
123                 printk (KERN_INFO PFX "This module only works with AMD K7 CPUs\n");
124 #endif
125                 return 0;
126         }
127
128         /* Get maximum capabilities */
129         maxei = cpuid_eax (0x80000000);
130         if (maxei < 0x80000007) {       /* Any powernow info ? */
131 #ifdef MODULE
132                 printk (KERN_INFO PFX "No powernow capabilities detected\n");
133 #endif
134                 return 0;
135         }
136
137         if ((c->x86_model == 6) && (c->x86_mask == 0)) {
138                 printk (KERN_INFO PFX "K7 660[A0] core detected, enabling errata workarounds\n");
139                 have_a0 = 1;
140         }
141
142         cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
143
144         /* Check we can actually do something before we say anything.*/
145         if (!(edx & (1 << 1 | 1 << 2)))
146                 return 0;
147
148         printk (KERN_INFO PFX "PowerNOW! Technology present. Can scale: ");
149
150         if (edx & 1 << 1) {
151                 printk ("frequency");
152                 can_scale_bus=1;
153         }
154
155         if ((edx & (1 << 1 | 1 << 2)) == 0x6)
156                 printk (" and ");
157
158         if (edx & 1 << 2) {
159                 printk ("voltage");
160                 can_scale_vid=1;
161         }
162
163         printk (".\n");
164         return 1;
165 }
166
167
168 static int get_ranges (unsigned char *pst)
169 {
170         unsigned int j;
171         unsigned int speed;
172         u8 fid, vid;
173
174         powernow_table = kmalloc((sizeof(struct cpufreq_frequency_table) * (number_scales + 1)), GFP_KERNEL);
175         if (!powernow_table)
176                 return -ENOMEM;
177         memset(powernow_table, 0, (sizeof(struct cpufreq_frequency_table) * (number_scales + 1)));
178
179         for (j=0 ; j < number_scales; j++) {
180                 fid = *pst++;
181
182                 powernow_table[j].frequency = (fsb * fid_codes[fid]) / 10;
183                 powernow_table[j].index = fid; /* lower 8 bits */
184
185                 speed = powernow_table[j].frequency;
186
187                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
188 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
189                         if (have_a0 == 1)
190                                 powernow_table[j].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
191 #endif
192                 }
193
194                 if (speed < minimum_speed)
195                         minimum_speed = speed;
196                 if (speed > maximum_speed)
197                         maximum_speed = speed;
198
199                 vid = *pst++;
200                 powernow_table[j].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
201
202                 dprintk ("   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])  "
203                          "VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", fid, fid_codes[fid] / 10, 
204                          fid_codes[fid] % 10, speed/1000, vid,  
205                          mobile_vid_table[vid]/1000,
206                          mobile_vid_table[vid]%1000);
207         }
208         powernow_table[number_scales].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
209         powernow_table[number_scales].index = 0;
210
211         return 0;
212 }
213
214
215 static void change_FID(int fid)
216 {
217         union msr_fidvidctl fidvidctl;
218
219         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
220         if (fidvidctl.bits.FID != fid) {
221                 fidvidctl.bits.SGTC = latency;
222                 fidvidctl.bits.FID = fid;
223                 fidvidctl.bits.VIDC = 0;
224                 fidvidctl.bits.FIDC = 1;
225                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
226         }
227 }
228
229
230 static void change_VID(int vid)
231 {
232         union msr_fidvidctl fidvidctl;
233
234         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
235         if (fidvidctl.bits.VID != vid) {
236                 fidvidctl.bits.SGTC = latency;
237                 fidvidctl.bits.VID = vid;
238                 fidvidctl.bits.FIDC = 0;
239                 fidvidctl.bits.VIDC = 1;
240                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
241         }
242 }
243
244
245 static void change_speed (unsigned int index)
246 {
247         u8 fid, vid;
248         struct cpufreq_freqs freqs;
249         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
250         int cfid;
251
252         /* fid are the lower 8 bits of the index we stored into
253          * the cpufreq frequency table in powernow_decode_bios,
254          * vid are the upper 8 bits.
255          */
256
257         fid = powernow_table[index].index & 0xFF;
258         vid = (powernow_table[index].index & 0xFF00) >> 8;
259
260         freqs.cpu = 0;
261
262         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
263         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
264         freqs.old = fsb * fid_codes[cfid] / 10;
265
266         freqs.new = powernow_table[index].frequency;
267
268         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
269
270         /* Now do the magic poking into the MSRs.  */
271
272         if (have_a0 == 1)       /* A0 errata 5 */
273                 local_irq_disable();
274
275         if (freqs.old > freqs.new) {
276                 /* Going down, so change FID first */
277                 change_FID(fid);
278                 change_VID(vid);
279         } else {
280                 /* Going up, so change VID first */
281                 change_VID(vid);
282                 change_FID(fid);
283         }
284
285
286         if (have_a0 == 1)
287                 local_irq_enable();
288
289         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
290 }
291
292
293 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
294
295 static struct acpi_processor_performance *acpi_processor_perf;
296
297 static int powernow_acpi_init(void)
298 {
299         int i;
300         int retval = 0;
301         union powernow_acpi_control_t pc;
302
303         if (acpi_processor_perf != NULL && powernow_table != NULL) {
304                 retval = -EINVAL;
305                 goto err0;
306         }
307
308         acpi_processor_perf = kmalloc(sizeof(struct acpi_processor_performance),
309                                       GFP_KERNEL);
310
311         if (!acpi_processor_perf) {
312                 retval = -ENOMEM;
313                 goto err0;
314         }
315
316         memset(acpi_processor_perf, 0, sizeof(struct acpi_processor_performance));
317
318         if (acpi_processor_register_performance(acpi_processor_perf, 0)) {
319                 retval = -EIO;
320                 goto err1;
321         }
322
323         if (acpi_processor_perf->control_register.space_id != ACPI_ADR_SPACE_FIXED_HARDWARE) {
324                 retval = -ENODEV;
325                 goto err2;
326         }
327
328         if (acpi_processor_perf->status_register.space_id != ACPI_ADR_SPACE_FIXED_HARDWARE) {
329                 retval = -ENODEV;
330                 goto err2;
331         }
332
333         number_scales = acpi_processor_perf->state_count;
334
335         if (number_scales < 2) {
336                 retval = -ENODEV;
337                 goto err2;
338         }
339
340         powernow_table = kmalloc((number_scales + 1) * (sizeof(struct cpufreq_frequency_table)), GFP_KERNEL);
341         if (!powernow_table) {
342                 retval = -ENOMEM;
343                 goto err2;
344         }
345
346         memset(powernow_table, 0, ((number_scales + 1) * sizeof(struct cpufreq_frequency_table)));
347
348         pc.val = (unsigned long) acpi_processor_perf->states[0].control;
349         for (i = 0; i < number_scales; i++) {
350                 u8 fid, vid;
351                 unsigned int speed;
352
353                 pc.val = (unsigned long) acpi_processor_perf->states[i].control;
354                 dprintk ("acpi:  P%d: %d MHz %d mW %d uS control %08x SGTC %d\n",
355                          i,
356                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].core_frequency,
357                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].power,
358                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].transition_latency,
359                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].control,
360                          pc.bits.sgtc);
361
362                 vid = pc.bits.vid;
363                 fid = pc.bits.fid;
364
365                 powernow_table[i].frequency = fsb * fid_codes[fid] / 10;
366                 powernow_table[i].index = fid; /* lower 8 bits */
367                 powernow_table[i].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
368
369                 speed = powernow_table[i].frequency;
370
371                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
372                         if (have_a0 == 1)
373                                 powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
374                 }
375
376                 dprintk ("   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])  "
377                          "VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", fid, fid_codes[fid] / 10, 
378                          fid_codes[fid] % 10, speed/1000, vid,  
379                          mobile_vid_table[vid]/1000,
380                          mobile_vid_table[vid]%1000);
381
382                 if (latency < pc.bits.sgtc)
383                         latency = pc.bits.sgtc;
384
385                 if (speed < minimum_speed)
386                         minimum_speed = speed;
387                 if (speed > maximum_speed)
388                         maximum_speed = speed;
389         }
390
391         powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
392         powernow_table[i].index = 0;
393
394         /* notify BIOS that we exist */
395         acpi_processor_notify_smm(THIS_MODULE);
396
397         return 0;
398
399 err2:
400         acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
401 err1:
402         kfree(acpi_processor_perf);
403 err0:
404         printk(KERN_WARNING PFX "ACPI perflib can not be used in this platform\n");
405         acpi_processor_perf = NULL;
406         return retval;
407 }
408 #else
409 static int powernow_acpi_init(void)
410 {
411         printk(KERN_INFO PFX "no support for ACPI processor found."
412                "  Please recompile your kernel with ACPI processor\n");
413         return -EINVAL;
414 }
415 #endif
416
417 static int powernow_decode_bios (int maxfid, int startvid)
418 {
419         struct psb_s *psb;
420         struct pst_s *pst;
421         unsigned int i, j;
422         unsigned char *p;
423         unsigned int etuple;
424         unsigned int ret;
425
426         etuple = cpuid_eax(0x80000001);
427
428         for (i=0xC0000; i < 0xffff0 ; i+=16) {
429
430                 p = phys_to_virt(i);
431
432                 if (memcmp(p, "AMDK7PNOW!",  10) == 0){
433                         dprintk ("Found PSB header at %p\n", p);
434                         psb = (struct psb_s *) p;
435                         dprintk ("Table version: 0x%x\n", psb->tableversion);
436                         if (psb->tableversion != 0x12) {
437                                 printk (KERN_INFO PFX "Sorry, only v1.2 tables supported right now\n");
438                                 return -ENODEV;
439                         }
440
441                         dprintk ("Flags: 0x%x\n", psb->flags);
442                         if ((psb->flags & 1)==0) {
443                                 dprintk ("Mobile voltage regulator\n");
444                         } else {
445                                 dprintk ("Desktop voltage regulator\n");
446                         }
447
448                         latency = psb->settlingtime;
449                         if (latency < 100) {
450                                 printk (KERN_INFO PFX "BIOS set settling time to %d microseconds."
451                                                 "Should be at least 100. Correcting.\n", latency);
452                                 latency = 100;
453                         }
454                         dprintk ("Settling Time: %d microseconds.\n", psb->settlingtime);
455                         dprintk ("Has %d PST tables. (Only dumping ones relevant to this CPU).\n", psb->numpst);
456
457                         p += sizeof (struct psb_s);
458
459                         pst = (struct pst_s *) p;
460
461                         for (i = 0 ; i <psb->numpst; i++) {
462                                 pst = (struct pst_s *) p;
463                                 number_scales = pst->numpstates;
464
465                                 if ((etuple == pst->cpuid) && check_fsb(pst->fsbspeed) &&
466                                     (maxfid==pst->maxfid) && (startvid==pst->startvid))
467                                 {
468                                         dprintk ("PST:%d (@%p)\n", i, pst);
469                                         dprintk (" cpuid: 0x%x  fsb: %d  maxFID: 0x%x  startvid: 0x%x\n", 
470                                                  pst->cpuid, pst->fsbspeed, pst->maxfid, pst->startvid);
471
472                                         ret = get_ranges ((char *) pst + sizeof (struct pst_s));
473                                         return ret;
474
475                                 } else {
476                                         p = (char *) pst + sizeof (struct pst_s);
477                                         for (j=0 ; j < number_scales; j++)
478                                                 p+=2;
479                                 }
480                         }
481                         printk (KERN_INFO PFX "No PST tables match this cpuid (0x%x)\n", etuple);
482                         printk (KERN_INFO PFX "This is indicative of a broken BIOS.\n");
483
484                         return -EINVAL;
485                 }
486                 p++;
487         }
488
489         return -ENODEV;
490 }
491
492
493 static int powernow_target (struct cpufreq_policy *policy,
494                             unsigned int target_freq,
495                             unsigned int relation)
496 {
497         unsigned int newstate;
498
499         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, powernow_table, target_freq, relation, &newstate))
500                 return -EINVAL;
501
502         change_speed(newstate);
503
504         return 0;
505 }
506
507
508 static int powernow_verify (struct cpufreq_policy *policy)
509 {
510         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, powernow_table);
511 }
512
513 /*
514  * We use the fact that the bus frequency is somehow
515  * a multiple of 100000/3 khz, then we compute sgtc according
516  * to this multiple.
517  * That way, we match more how AMD thinks all of that work.
518  * We will then get the same kind of behaviour already tested under
519  * the "well-known" other OS.
520  */
521 static int __init fixup_sgtc(void)
522 {
523         unsigned int sgtc;
524         unsigned int m;
525
526         m = fsb / 3333;
527         if ((m % 10) >= 5)
528                 m += 5;
529
530         m /= 10;
531
532         sgtc = 100 * m * latency;
533         sgtc = sgtc / 3;
534         if (sgtc > 0xfffff) {
535                 printk(KERN_WARNING PFX "SGTC too large %d\n", sgtc);
536                 sgtc = 0xfffff;
537         }
538         return sgtc;
539 }
540
541 static unsigned int powernow_get(unsigned int cpu)
542 {
543         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
544         unsigned int cfid;
545
546         if (cpu)
547                 return 0;
548         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
549         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
550
551         return (fsb * fid_codes[cfid] / 10);
552 }
553
554
555 static int __init acer_cpufreq_pst(struct dmi_system_id *d)
556 {
557         printk(KERN_WARNING "%s laptop with broken PST tables in BIOS detected.\n", d->ident);
558         printk(KERN_WARNING "You need to downgrade to 3A21 (09/09/2002), or try a newer BIOS than 3A71 (01/20/2003)\n");
559         printk(KERN_WARNING "cpufreq scaling has been disabled as a result of this.\n");
560         return 0;
561 }
562
563 /*
564  * Some Athlon laptops have really fucked PST tables.
565  * A BIOS update is all that can save them.
566  * Mention this, and disable cpufreq.
567  */
568 static struct dmi_system_id __initdata powernow_dmi_table[] = {
569         {
570                 .callback = acer_cpufreq_pst,
571                 .ident = "Acer Aspire",
572                 .matches = {
573                         DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, "Insyde Software"),
574                         DMI_MATCH(DMI_BIOS_VERSION, "3A71"),
575                 },
576         },
577         { }
578 };
579
580 static int __init powernow_cpu_init (struct cpufreq_policy *policy)
581 {
582         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
583         int result;
584
585         if (policy->cpu != 0)
586                 return -ENODEV;
587
588         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
589
590         /* recalibrate cpu_khz */
591         result = recalibrate_cpu_khz();
592         if (result)
593                 return result;
594
595         fsb = (10 * cpu_khz) / fid_codes[fidvidstatus.bits.CFID];
596         if (!fsb) {
597                 printk(KERN_WARNING PFX "can not determine bus frequency\n");
598                 return -EINVAL;
599         }
600         dprintk("FSB: %3dMHz\n", fsb/1000);
601
602         if (dmi_check_system(powernow_dmi_table) || acpi_force) {
603                 printk (KERN_INFO PFX "PSB/PST known to be broken.  Trying ACPI instead\n");
604                 result = powernow_acpi_init();
605         } else {
606                 result = powernow_decode_bios(fidvidstatus.bits.MFID, fidvidstatus.bits.SVID);
607                 if (result) {
608                         printk (KERN_INFO PFX "Trying ACPI perflib\n");
609                         maximum_speed = 0;
610                         minimum_speed = -1;
611                         latency = 0;
612                         result = powernow_acpi_init();
613                         if (result) {
614                                 printk (KERN_INFO PFX "ACPI and legacy methods failed\n");
615                                 printk (KERN_INFO PFX "See http://www.codemonkey.org.uk/projects/cpufreq/powernow-k7.shtml\n");
616                         }
617                 } else {
618                         /* SGTC use the bus clock as timer */
619                         latency = fixup_sgtc();
620                         printk(KERN_INFO PFX "SGTC: %d\n", latency);
621                 }
622         }
623
624         if (result)
625                 return result;
626
627         printk (KERN_INFO PFX "Minimum speed %d MHz. Maximum speed %d MHz.\n",
628                                 minimum_speed/1000, maximum_speed/1000);
629
630         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
631
632         policy->cpuinfo.transition_latency = cpufreq_scale(2000000UL, fsb, latency);
633
634         policy->cur = powernow_get(0);
635
636         cpufreq_frequency_table_get_attr(powernow_table, policy->cpu);
637
638         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, powernow_table);
639 }
640
641 static int powernow_cpu_exit (struct cpufreq_policy *policy) {
642         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
643
644 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
645         if (acpi_processor_perf) {
646                 acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
647                 kfree(acpi_processor_perf);
648         }
649 #endif
650
651         if (powernow_table)
652                 kfree(powernow_table);
653
654         return 0;
655 }
656
657 static struct freq_attr* powernow_table_attr[] = {
658         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
659         NULL,
660 };
661
662 static struct cpufreq_driver powernow_driver = {
663         .verify = powernow_verify,
664         .target = powernow_target,
665         .get    = powernow_get,
666         .init   = powernow_cpu_init,
667         .exit   = powernow_cpu_exit,
668         .name   = "powernow-k7",
669         .owner  = THIS_MODULE,
670         .attr   = powernow_table_attr,
671 };
672
673 static int __init powernow_init (void)
674 {
675         if (check_powernow()==0)
676                 return -ENODEV;
677         return cpufreq_register_driver(&powernow_driver);
678 }
679
680
681 static void __exit powernow_exit (void)
682 {
683         cpufreq_unregister_driver(&powernow_driver);
684 }
685
686 module_param(acpi_force,  int, 0444);
687 MODULE_PARM_DESC(acpi_force, "Force ACPI to be used.");
688
689 MODULE_AUTHOR ("Dave Jones <davej@codemonkey.org.uk>");
690 MODULE_DESCRIPTION ("Powernow driver for AMD K7 processors.");
691 MODULE_LICENSE ("GPL");
692
693 late_initcall(powernow_init);
694 module_exit(powernow_exit);
695