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  *
   5  *  Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2.
   6  *  Based upon datasheets & sample CPUs kindly provided by AMD.
   7  *
   8  *  BIG FAT DISCLAIMER: Work in progress code. Possibly *dangerous*
   9  *
  10  * Errata 5: Processor may fail to execute a FID/VID change in presence of interrupt.
  11  * - We cli/sti on stepping A0 CPUs around the FID/VID transition.
  12  * Errata 15: Processors with half frequency multipliers may hang upon wakeup from disconnect.
  13  * - We disable half multipliers if ACPI is used on A0 stepping CPUs.
  14  */
  15
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/cpufreq.h>
  20 #include <linux/slab.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22
  23 #include <asm/msr.h>
  24 #include <asm/timex.h>
  25 #include <asm/io.h>
  26 #include <asm/system.h>
  27
  28 #include "powernow-k7.h"
  29
  30 #define DEBUG
  31
  32 #ifdef DEBUG
  33 #define dprintk(msg...) printk(msg)
  34 #else
  35 #define dprintk(msg...) do { } while(0)
  36 #endif
  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
  59 /* divide by 1000 to get VID. */
  60 static int mobile_vid_table[32] = {
  61     2000, 1950, 1900, 1850, 1800, 1750, 1700, 1650,
  62     1600, 1550, 1500, 1450, 1400, 1350, 1300, 0,
  63     1275, 1250, 1225, 1200, 1175, 1150, 1125, 1100,
  64     1075, 1050, 1024, 1000, 975, 950, 925, 0,
  65 };
  66
  67 /* divide by 10 to get FID. */
  68 static int fid_codes[32] = {
  69     110, 115, 120, 125, 50, 55, 60, 65,
  70     70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105,
  71     30, 190, 40, 200, 130, 135, 140, 210,
  72     150, 225, 160, 165, 170, 180, -1, -1,
  73 };
  74
  75 static struct cpufreq_frequency_table *powernow_table;
  76
  77 static unsigned int can_scale_bus;
  78 static unsigned int can_scale_vid;
  79 static unsigned int minimum_speed=-1;
  80 static unsigned int maximum_speed;
  81 static unsigned int number_scales;
  82 static unsigned int fsb;
  83 static unsigned int latency;
  84 static char have_a0;
  85
  86
  87 static int check_powernow(void)
  88 {
  89         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
  90         unsigned int maxei, eax, ebx, ecx, edx;
  91
  92         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD) {
  93                 printk (KERN_INFO PFX "AMD processor not detected.\n");
  94                 return 0;
  95         }
  96
  97         if (c->x86 !=6) {
  98                 printk (KERN_INFO PFX "This module only works with AMD K7 CPUs\n");
  99                 return 0;
 100         }
 101
 102         printk (KERN_INFO PFX "AMD K7 CPU detected.\n");
 103
 104         if ((c->x86_model == 6) && (c->x86_mask == 0)) {
 105                 printk (KERN_INFO PFX "K7 660[A0] core detected, enabling errata workarounds\n");
 106                 have_a0 = 1;
 107         }
 108
 109         /* Get maximum capabilities */
 110         maxei = cpuid_eax (0x80000000);
 111         if (maxei < 0x80000007) {       /* Any powernow info ? */
 112                 printk (KERN_INFO PFX "No powernow capabilities detected\n");
 113                 return 0;
 114         }
 115
 116         cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 117         printk (KERN_INFO PFX "PowerNOW! Technology present. Can scale: ");
 118
 119         if (edx & 1 << 1) {
 120                 printk ("frequency");
 121                 can_scale_bus=1;
 122         }
 123
 124         if ((edx & (1 << 1 | 1 << 2)) == 0x6)
 125                 printk (" and ");
 126
 127         if (edx & 1 << 2) {
 128                 printk ("voltage");
 129                 can_scale_vid=1;
 130         }
 131
 132         if (!(edx & (1 << 1 | 1 << 2))) {
 133                 printk ("nothing.\n");
 134                 return 0;
 135         }
 136
 137         printk (".\n");
 138         return 1;
 139 }
 140
 141
 142 static int get_ranges (unsigned char *pst)
 143 {
 144         unsigned int j, speed;
 145         u8 fid, vid;
 146
 147         powernow_table = kmalloc((sizeof(struct cpufreq_frequency_table) * (number_scales + 1)), GFP_KERNEL);
 148         if (!powernow_table)
 149                 return -ENOMEM;
 150         memset(powernow_table, 0, (sizeof(struct cpufreq_frequency_table) * (number_scales + 1)));
 151
 152         for (j=0 ; j < number_scales; j++) {
 153                 fid = *pst++;
 154
 155                 powernow_table[j].frequency = fsb * fid_codes[fid] * 100;
 156                 powernow_table[j].index = fid; /* lower 8 bits */
 157
 158                 speed = fsb * (fid_codes[fid]/10);
 159                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
 160                         speed += fsb/2;
 161 #if defined(CONFIG_ACPI_PROCESSOR) || defined(CONFIG_ACPI_PROCESSOR_MODULE)
 162                         if (have_a0 == 1)
 163                                 powernow_table[j].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
 164 #endif
 165                 }
 166
 167                 dprintk (KERN_INFO PFX "   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])\t", fid,
 168                         fid_codes[fid] / 10, fid_codes[fid] % 10, speed);
 169
 170                 if (speed < minimum_speed)
 171                         minimum_speed = speed;
 172                 if (speed > maximum_speed)
 173                         maximum_speed = speed;
 174
 175                 vid = *pst++;
 176                 powernow_table[j].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
 177                 dprintk ("VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", vid, mobile_vid_table[vid]/1000,
 178                         mobile_vid_table[vid]%1000);
 179         }
 180         dprintk ("\n");
 181
 182         powernow_table[number_scales].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
 183         powernow_table[number_scales].index = 0;
 184
 185         return 0;
 186 }
 187
 188
 189 static void change_FID(int fid)
 190 {
 191         union msr_fidvidctl fidvidctl;
 192
 193         if (fidvidctl.bits.FID != fid) {
 194                 rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
 195                 fidvidctl.bits.SGTC = latency;
 196                 fidvidctl.bits.FID = fid;
 197                 fidvidctl.bits.FIDC = 1;
 198                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
 199         }
 200 }
 201
 202
 203 static void change_VID(int vid)
 204 {
 205         union msr_fidvidctl fidvidctl;
 206
 207         if (fidvidctl.bits.VID != vid) {
 208                 rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
 209                 fidvidctl.bits.VID = vid;
 210                 fidvidctl.bits.VIDC = 1;
 211                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
 212         }
 213 }
 214
 215
 216 static void change_speed (unsigned int index)
 217 {
 218         u8 fid, vid;
 219         struct cpufreq_freqs freqs;
 220         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
 221         int cfid;
 222
 223         /* fid are the lower 8 bits of the index we stored into
 224          * the cpufreq frequency table in powernow_decode_bios,
 225          * vid are the upper 8 bits.
 226          */
 227
 228         fid = powernow_table[index].index & 0xFF;
 229         vid = (powernow_table[index].index & 0xFF00) >> 8;
 230
 231         freqs.cpu = 0;
 232
 233         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
 234         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
 235         freqs.old = fsb * fid_codes[cfid] * 100;
 236         freqs.new = powernow_table[index].frequency;
 237
 238         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 239
 240         /* Now do the magic poking into the MSRs.  */
 241
 242         if (have_a0 == 1)       /* A0 errata 5 */
 243                 local_irq_disable();
 244
 245         if (freqs.old > freqs.new) {
 246                 /* Going down, so change FID first */
 247                 change_FID(fid);
 248                 change_VID(vid);
 249         } else {
 250                 /* Going up, so change VID first */
 251                 change_VID(vid);
 252                 change_FID(fid);
 253         }
 254
 255
 256         if (have_a0 == 1)
 257                 local_irq_enable();
 258
 259         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 260 }
 261
 262
 263 static int powernow_decode_bios (int maxfid, int startvid)
 264 {
 265         struct psb_s *psb;
 266         struct pst_s *pst;
 267         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
 268         unsigned int i, j;
 269         unsigned char *p;
 270         unsigned int etuple;
 271         unsigned int ret;
 272
 273         etuple = cpuid_eax(0x80000001);
 274         etuple &= 0xf00;
 275         etuple |= (c->x86_model<<4)|(c->x86_mask);
 276
 277         for (i=0xC0000; i < 0xffff0 ; i+=16) {
 278
 279                 p = phys_to_virt(i);
 280
 281                 if (memcmp(p, "AMDK7PNOW!",  10) == 0){
 282                         dprintk (KERN_INFO PFX "Found PSB header at %p\n", p);
 283                         psb = (struct psb_s *) p;
 284                         dprintk (KERN_INFO PFX "Table version: 0x%x\n", psb->tableversion);
 285                         if (psb->tableversion != 0x12) {
 286                                 printk (KERN_INFO PFX "Sorry, only v1.2 tables supported right now\n");
 287                                 return -ENODEV;
 288                         }
 289
 290                         dprintk (KERN_INFO PFX "Flags: 0x%x (", psb->flags);
 291                         if ((psb->flags & 1)==0) {
 292                                 dprintk ("Mobile");
 293                         } else {
 294                                 dprintk ("Desktop");
 295                         }
 296                         dprintk (" voltage regulator)\n");
 297
 298                         latency = psb->settlingtime;
 299                         dprintk (KERN_INFO PFX "Settling Time: %d microseconds.\n", psb->settlingtime);
 300                         dprintk (KERN_INFO PFX "Has %d PST tables. (Only dumping ones relevant to this CPU).\n", psb->numpst);
 301
 302                         p += sizeof (struct psb_s);
 303
 304                         pst = (struct pst_s *) p;
 305
 306                         for (i = 0 ; i <psb->numpst; i++) {
 307                                 pst = (struct pst_s *) p;
 308                                 number_scales = pst->numpstates;
 309
 310                                 if ((etuple == pst->cpuid) && (maxfid==pst->maxfid) && (startvid==pst->startvid))
 311                                 {
 312                                         dprintk (KERN_INFO PFX "PST:%d (@%p)\n", i, pst);
 313                                         dprintk (KERN_INFO PFX " cpuid: 0x%x\t", pst->cpuid);
 314                                         dprintk ("fsb: %d\t", pst->fsbspeed);
 315                                         dprintk ("maxFID: 0x%x\t", pst->maxfid);
 316                                         dprintk ("startvid: 0x%x\n", pst->startvid);
 317
 318                                         fsb = pst->fsbspeed;
 319                                         ret = get_ranges ((char *) pst + sizeof (struct pst_s));
 320                                         return ret;
 321
 322                                 } else {
 323                                         p = (char *) pst + sizeof (struct pst_s);
 324                                         for (j=0 ; j < number_scales; j++)
 325                                                 p+=2;
 326                                 }
 327                         }
 328                         return -EINVAL;
 329                 }
 330                 p++;
 331         }
 332
 333         return -ENODEV;
 334 }
 335
 336
 337 static int powernow_target (struct cpufreq_policy *policy,
 338                             unsigned int target_freq,
 339                             unsigned int relation)
 340 {
 341         unsigned int newstate;
 342
 343         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, powernow_table, target_freq, relation, &newstate))
 344                 return -EINVAL;
 345
 346         change_speed(newstate);
 347
 348         return 0;
 349 }
 350
 351
 352 static int powernow_verify (struct cpufreq_policy *policy)
 353 {
 354         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, powernow_table);
 355 }
 356
 357
 358 static int __init powernow_cpu_init (struct cpufreq_policy *policy)
 359 {
 360         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
 361         int result;
 362
 363         if (policy->cpu != 0)
 364                 return -ENODEV;
 365
 366         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
 367
 368         result = powernow_decode_bios(fidvidstatus.bits.MFID, fidvidstatus.bits.SVID);
 369         if (result)
 370                 return result;
 371
 372         printk (KERN_INFO PFX "Minimum speed %d MHz. Maximum speed %d MHz.\n",
 373                                 minimum_speed, maximum_speed);
 374
 375         policy->policy = CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE;
 376         policy->cpuinfo.transition_latency = latency;
 377         policy->cur = maximum_speed;
 378
 379         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, powernow_table);
 380 }
 381
 382 static struct cpufreq_driver powernow_driver = {
 383         .verify         = powernow_verify,
 384         .target         = powernow_target,
 385         .init           = powernow_cpu_init,
 386         .name           = "powernow-k7",
 387         .owner          = THIS_MODULE,
 388 };
 389
 390 static int __init powernow_init (void)
 391 {
 392         if (dmi_broken & BROKEN_CPUFREQ) {
 393                 printk (KERN_INFO PFX "Disabled at boot time by DMI,\n");
 394                 return -ENODEV;
 395         }
 396         if (check_powernow()==0)
 397                 return -ENODEV;
 398         return cpufreq_register_driver(&powernow_driver);
 399 }
 400
 401
 402 static void __exit powernow_exit (void)
 403 {
 404         cpufreq_unregister_driver(&powernow_driver);
 405         if (powernow_table)
 406                 kfree(powernow_table);
 407 }
 408
 409 MODULE_AUTHOR ("Dave Jones <davej@codemonkey.org.uk>");
 410 MODULE_DESCRIPTION ("Powernow driver for AMD K7 processors.");
 411 MODULE_LICENSE ("GPL");
 412
 413 module_init(powernow_init);
 414 module_exit(powernow_exit);
 415