Merge branch 'linux-next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jbarnes...
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / kernel / cpu / cpufreq / powernow-k7.c
1 /*
2  *  AMD K7 Powernow driver.
3  *  (C) 2003 Dave Jones 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/kernel.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/moduleparam.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/cpufreq.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/string.h>
22 #include <linux/dmi.h>
23
24 #include <asm/msr.h>
25 #include <asm/timer.h>
26 #include <asm/timex.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/system.h>
29
30 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
31 #include <linux/acpi.h>
32 #include <acpi/processor.h>
33 #endif
34
35 #include "powernow-k7.h"
36
37 #define PFX "powernow: "
38
39
40 struct psb_s {
41         u8 signature[10];
42         u8 tableversion;
43         u8 flags;
44         u16 settlingtime;
45         u8 reserved1;
46         u8 numpst;
47 };
48
49 struct pst_s {
50         u32 cpuid;
51         u8 fsbspeed;
52         u8 maxfid;
53         u8 startvid;
54         u8 numpstates;
55 };
56
57 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
58 union powernow_acpi_control_t {
59         struct {
60                 unsigned long fid:5,
61                 vid:5,
62                 sgtc:20,
63                 res1:2;
64         } bits;
65         unsigned long val;
66 };
67 #endif
68
69 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_DEBUG
70 /* divide by 1000 to get VCore voltage in V. */
71 static const int mobile_vid_table[32] = {
72     2000, 1950, 1900, 1850, 1800, 1750, 1700, 1650,
73     1600, 1550, 1500, 1450, 1400, 1350, 1300, 0,
74     1275, 1250, 1225, 1200, 1175, 1150, 1125, 1100,
75     1075, 1050, 1025, 1000, 975, 950, 925, 0,
76 };
77 #endif
78
79 /* divide by 10 to get FID. */
80 static const int fid_codes[32] = {
81     110, 115, 120, 125, 50, 55, 60, 65,
82     70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105,
83     30, 190, 40, 200, 130, 135, 140, 210,
84     150, 225, 160, 165, 170, 180, -1, -1,
85 };
86
87 /* This parameter is used in order to force ACPI instead of legacy method for
88  * configuration purpose.
89  */
90
91 static int acpi_force;
92
93 static struct cpufreq_frequency_table *powernow_table;
94
95 static unsigned int can_scale_bus;
96 static unsigned int can_scale_vid;
97 static unsigned int minimum_speed=-1;
98 static unsigned int maximum_speed;
99 static unsigned int number_scales;
100 static unsigned int fsb;
101 static unsigned int latency;
102 static char have_a0;
103
104 #define dprintk(msg...) cpufreq_debug_printk(CPUFREQ_DEBUG_DRIVER, "powernow-k7", msg)
105
106 static int check_fsb(unsigned int fsbspeed)
107 {
108         int delta;
109         unsigned int f = fsb / 1000;
110
111         delta = (fsbspeed > f) ? fsbspeed - f : f - fsbspeed;
112         return (delta < 5);
113 }
114
115 static int check_powernow(void)
116 {
117         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
118         unsigned int maxei, eax, ebx, ecx, edx;
119
120         if ((c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD) || (c->x86 !=6)) {
121 #ifdef MODULE
122                 printk (KERN_INFO PFX "This module only works with AMD K7 CPUs\n");
123 #endif
124                 return 0;
125         }
126
127         /* Get maximum capabilities */
128         maxei = cpuid_eax (0x80000000);
129         if (maxei < 0x80000007) {       /* Any powernow info ? */
130 #ifdef MODULE
131                 printk (KERN_INFO PFX "No powernow capabilities detected\n");
132 #endif
133                 return 0;
134         }
135
136         if ((c->x86_model == 6) && (c->x86_mask == 0)) {
137                 printk (KERN_INFO PFX "K7 660[A0] core detected, enabling errata workarounds\n");
138                 have_a0 = 1;
139         }
140
141         cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
142
143         /* Check we can actually do something before we say anything.*/
144         if (!(edx & (1 << 1 | 1 << 2)))
145                 return 0;
146
147         printk (KERN_INFO PFX "PowerNOW! Technology present. Can scale: ");
148
149         if (edx & 1 << 1) {
150                 printk ("frequency");
151                 can_scale_bus=1;
152         }
153
154         if ((edx & (1 << 1 | 1 << 2)) == 0x6)
155                 printk (" and ");
156
157         if (edx & 1 << 2) {
158                 printk ("voltage");
159                 can_scale_vid=1;
160         }
161
162         printk (".\n");
163         return 1;
164 }
165
166
167 static int get_ranges (unsigned char *pst)
168 {
169         unsigned int j;
170         unsigned int speed;
171         u8 fid, vid;
172
173         powernow_table = kzalloc((sizeof(struct cpufreq_frequency_table) * (number_scales + 1)), GFP_KERNEL);
174         if (!powernow_table)
175                 return -ENOMEM;
176
177         for (j=0 ; j < number_scales; j++) {
178                 fid = *pst++;
179
180                 powernow_table[j].frequency = (fsb * fid_codes[fid]) / 10;
181                 powernow_table[j].index = fid; /* lower 8 bits */
182
183                 speed = powernow_table[j].frequency;
184
185                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
186 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
187                         if (have_a0 == 1)
188                                 powernow_table[j].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
189 #endif
190                 }
191
192                 if (speed < minimum_speed)
193                         minimum_speed = speed;
194                 if (speed > maximum_speed)
195                         maximum_speed = speed;
196
197                 vid = *pst++;
198                 powernow_table[j].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
199
200                 dprintk ("   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])  "
201                          "VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", fid, fid_codes[fid] / 10,
202                          fid_codes[fid] % 10, speed/1000, vid,
203                          mobile_vid_table[vid]/1000,
204                          mobile_vid_table[vid]%1000);
205         }
206         powernow_table[number_scales].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
207         powernow_table[number_scales].index = 0;
208
209         return 0;
210 }
211
212
213 static void change_FID(int fid)
214 {
215         union msr_fidvidctl fidvidctl;
216
217         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
218         if (fidvidctl.bits.FID != fid) {
219                 fidvidctl.bits.SGTC = latency;
220                 fidvidctl.bits.FID = fid;
221                 fidvidctl.bits.VIDC = 0;
222                 fidvidctl.bits.FIDC = 1;
223                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
224         }
225 }
226
227
228 static void change_VID(int vid)
229 {
230         union msr_fidvidctl fidvidctl;
231
232         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
233         if (fidvidctl.bits.VID != vid) {
234                 fidvidctl.bits.SGTC = latency;
235                 fidvidctl.bits.VID = vid;
236                 fidvidctl.bits.FIDC = 0;
237                 fidvidctl.bits.VIDC = 1;
238                 wrmsrl (MSR_K7_FID_VID_CTL, fidvidctl.val);
239         }
240 }
241
242
243 static void change_speed (unsigned int index)
244 {
245         u8 fid, vid;
246         struct cpufreq_freqs freqs;
247         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
248         int cfid;
249
250         /* fid are the lower 8 bits of the index we stored into
251          * the cpufreq frequency table in powernow_decode_bios,
252          * vid are the upper 8 bits.
253          */
254
255         fid = powernow_table[index].index & 0xFF;
256         vid = (powernow_table[index].index & 0xFF00) >> 8;
257
258         freqs.cpu = 0;
259
260         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
261         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
262         freqs.old = fsb * fid_codes[cfid] / 10;
263
264         freqs.new = powernow_table[index].frequency;
265
266         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
267
268         /* Now do the magic poking into the MSRs.  */
269
270         if (have_a0 == 1)       /* A0 errata 5 */
271                 local_irq_disable();
272
273         if (freqs.old > freqs.new) {
274                 /* Going down, so change FID first */
275                 change_FID(fid);
276                 change_VID(vid);
277         } else {
278                 /* Going up, so change VID first */
279                 change_VID(vid);
280                 change_FID(fid);
281         }
282
283
284         if (have_a0 == 1)
285                 local_irq_enable();
286
287         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
288 }
289
290
291 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
292
293 static struct acpi_processor_performance *acpi_processor_perf;
294
295 static int powernow_acpi_init(void)
296 {
297         int i;
298         int retval = 0;
299         union powernow_acpi_control_t pc;
300
301         if (acpi_processor_perf != NULL && powernow_table != NULL) {
302                 retval = -EINVAL;
303                 goto err0;
304         }
305
306         acpi_processor_perf = kzalloc(sizeof(struct acpi_processor_performance),
307                                       GFP_KERNEL);
308         if (!acpi_processor_perf) {
309                 retval = -ENOMEM;
310                 goto err0;
311         }
312
313         if (acpi_processor_register_performance(acpi_processor_perf, 0)) {
314                 retval = -EIO;
315                 goto err1;
316         }
317
318         if (acpi_processor_perf->control_register.space_id != ACPI_ADR_SPACE_FIXED_HARDWARE) {
319                 retval = -ENODEV;
320                 goto err2;
321         }
322
323         if (acpi_processor_perf->status_register.space_id != ACPI_ADR_SPACE_FIXED_HARDWARE) {
324                 retval = -ENODEV;
325                 goto err2;
326         }
327
328         number_scales = acpi_processor_perf->state_count;
329
330         if (number_scales < 2) {
331                 retval = -ENODEV;
332                 goto err2;
333         }
334
335         powernow_table = kzalloc((number_scales + 1) * (sizeof(struct cpufreq_frequency_table)), GFP_KERNEL);
336         if (!powernow_table) {
337                 retval = -ENOMEM;
338                 goto err2;
339         }
340
341         pc.val = (unsigned long) acpi_processor_perf->states[0].control;
342         for (i = 0; i < number_scales; i++) {
343                 u8 fid, vid;
344                 struct acpi_processor_px *state =
345                         &acpi_processor_perf->states[i];
346                 unsigned int speed, speed_mhz;
347
348                 pc.val = (unsigned long) state->control;
349                 dprintk ("acpi:  P%d: %d MHz %d mW %d uS control %08x SGTC %d\n",
350                          i,
351                          (u32) state->core_frequency,
352                          (u32) state->power,
353                          (u32) state->transition_latency,
354                          (u32) state->control,
355                          pc.bits.sgtc);
356
357                 vid = pc.bits.vid;
358                 fid = pc.bits.fid;
359
360                 powernow_table[i].frequency = fsb * fid_codes[fid] / 10;
361                 powernow_table[i].index = fid; /* lower 8 bits */
362                 powernow_table[i].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
363
364                 speed = powernow_table[i].frequency;
365                 speed_mhz = speed / 1000;
366
367                 /* processor_perflib will multiply the MHz value by 1000 to
368                  * get a KHz value (e.g. 1266000). However, powernow-k7 works
369                  * with true KHz values (e.g. 1266768). To ensure that all
370                  * powernow frequencies are available, we must ensure that
371                  * ACPI doesn't restrict them, so we round up the MHz value
372                  * to ensure that perflib's computed KHz value is greater than
373                  * or equal to powernow's KHz value.
374                  */
375                 if (speed % 1000 > 0)
376                         speed_mhz++;
377
378                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
379                         if (have_a0 == 1)
380                                 powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
381                 }
382
383                 dprintk ("   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])  "
384                          "VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", fid, fid_codes[fid] / 10,
385                          fid_codes[fid] % 10, speed_mhz, vid,
386                          mobile_vid_table[vid]/1000,
387                          mobile_vid_table[vid]%1000);
388
389                 if (state->core_frequency != speed_mhz) {
390                         state->core_frequency = speed_mhz;
391                         dprintk("   Corrected ACPI frequency to %d\n",
392                                 speed_mhz);
393                 }
394
395                 if (latency < pc.bits.sgtc)
396                         latency = pc.bits.sgtc;
397
398                 if (speed < minimum_speed)
399                         minimum_speed = speed;
400                 if (speed > maximum_speed)
401                         maximum_speed = speed;
402         }
403
404         powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
405         powernow_table[i].index = 0;
406
407         /* notify BIOS that we exist */
408         acpi_processor_notify_smm(THIS_MODULE);
409
410         return 0;
411
412 err2:
413         acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
414 err1:
415         kfree(acpi_processor_perf);
416 err0:
417         printk(KERN_WARNING PFX "ACPI perflib can not be used in this platform\n");
418         acpi_processor_perf = NULL;
419         return retval;
420 }
421 #else
422 static int powernow_acpi_init(void)
423 {
424         printk(KERN_INFO PFX "no support for ACPI processor found."
425                "  Please recompile your kernel with ACPI processor\n");
426         return -EINVAL;
427 }
428 #endif
429
430 static int powernow_decode_bios (int maxfid, int startvid)
431 {
432         struct psb_s *psb;
433         struct pst_s *pst;
434         unsigned int i, j;
435         unsigned char *p;
436         unsigned int etuple;
437         unsigned int ret;
438
439         etuple = cpuid_eax(0x80000001);
440
441         for (i=0xC0000; i < 0xffff0 ; i+=16) {
442
443                 p = phys_to_virt(i);
444
445                 if (memcmp(p, "AMDK7PNOW!",  10) == 0){
446                         dprintk ("Found PSB header at %p\n", p);
447                         psb = (struct psb_s *) p;
448                         dprintk ("Table version: 0x%x\n", psb->tableversion);
449                         if (psb->tableversion != 0x12) {
450                                 printk (KERN_INFO PFX "Sorry, only v1.2 tables supported right now\n");
451                                 return -ENODEV;
452                         }
453
454                         dprintk ("Flags: 0x%x\n", psb->flags);
455                         if ((psb->flags & 1)==0) {
456                                 dprintk ("Mobile voltage regulator\n");
457                         } else {
458                                 dprintk ("Desktop voltage regulator\n");
459                         }
460
461                         latency = psb->settlingtime;
462                         if (latency < 100) {
463                                 printk(KERN_INFO PFX "BIOS set settling time to %d microseconds. "
464                                                 "Should be at least 100. Correcting.\n", latency);
465                                 latency = 100;
466                         }
467                         dprintk ("Settling Time: %d microseconds.\n", psb->settlingtime);
468                         dprintk ("Has %d PST tables. (Only dumping ones relevant to this CPU).\n", psb->numpst);
469
470                         p += sizeof (struct psb_s);
471
472                         pst = (struct pst_s *) p;
473
474                         for (j=0; j<psb->numpst; j++) {
475                                 pst = (struct pst_s *) p;
476                                 number_scales = pst->numpstates;
477
478                                 if ((etuple == pst->cpuid) && check_fsb(pst->fsbspeed) &&
479                                     (maxfid==pst->maxfid) && (startvid==pst->startvid))
480                                 {
481                                         dprintk ("PST:%d (@%p)\n", j, pst);
482                                         dprintk (" cpuid: 0x%x  fsb: %d  maxFID: 0x%x  startvid: 0x%x\n",
483                                                  pst->cpuid, pst->fsbspeed, pst->maxfid, pst->startvid);
484
485                                         ret = get_ranges ((char *) pst + sizeof (struct pst_s));
486                                         return ret;
487                                 } else {
488                                         unsigned int k;
489                                         p = (char *) pst + sizeof (struct pst_s);
490                                         for (k=0; k<number_scales; k++)
491                                                 p+=2;
492                                 }
493                         }
494                         printk (KERN_INFO PFX "No PST tables match this cpuid (0x%x)\n", etuple);
495                         printk (KERN_INFO PFX "This is indicative of a broken BIOS.\n");
496
497                         return -EINVAL;
498                 }
499                 p++;
500         }
501
502         return -ENODEV;
503 }
504
505
506 static int powernow_target (struct cpufreq_policy *policy,
507                             unsigned int target_freq,
508                             unsigned int relation)
509 {
510         unsigned int newstate;
511
512         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, powernow_table, target_freq, relation, &newstate))
513                 return -EINVAL;
514
515         change_speed(newstate);
516
517         return 0;
518 }
519
520
521 static int powernow_verify (struct cpufreq_policy *policy)
522 {
523         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, powernow_table);
524 }
525
526 /*
527  * We use the fact that the bus frequency is somehow
528  * a multiple of 100000/3 khz, then we compute sgtc according
529  * to this multiple.
530  * That way, we match more how AMD thinks all of that work.
531  * We will then get the same kind of behaviour already tested under
532  * the "well-known" other OS.
533  */
534 static int __init fixup_sgtc(void)
535 {
536         unsigned int sgtc;
537         unsigned int m;
538
539         m = fsb / 3333;
540         if ((m % 10) >= 5)
541                 m += 5;
542
543         m /= 10;
544
545         sgtc = 100 * m * latency;
546         sgtc = sgtc / 3;
547         if (sgtc > 0xfffff) {
548                 printk(KERN_WARNING PFX "SGTC too large %d\n", sgtc);
549                 sgtc = 0xfffff;
550         }
551         return sgtc;
552 }
553
554 static unsigned int powernow_get(unsigned int cpu)
555 {
556         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
557         unsigned int cfid;
558
559         if (cpu)
560                 return 0;
561         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
562         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
563
564         return (fsb * fid_codes[cfid] / 10);
565 }
566
567
568 static int __init acer_cpufreq_pst(const struct dmi_system_id *d)
569 {
570         printk(KERN_WARNING "%s laptop with broken PST tables in BIOS detected.\n", d->ident);
571         printk(KERN_WARNING "You need to downgrade to 3A21 (09/09/2002), or try a newer BIOS than 3A71 (01/20/2003)\n");
572         printk(KERN_WARNING "cpufreq scaling has been disabled as a result of this.\n");
573         return 0;
574 }
575
576 /*
577  * Some Athlon laptops have really fucked PST tables.
578  * A BIOS update is all that can save them.
579  * Mention this, and disable cpufreq.
580  */
581 static struct dmi_system_id __initdata powernow_dmi_table[] = {
582         {
583                 .callback = acer_cpufreq_pst,
584                 .ident = "Acer Aspire",
585                 .matches = {
586                         DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, "Insyde Software"),
587                         DMI_MATCH(DMI_BIOS_VERSION, "3A71"),
588                 },
589         },
590         { }
591 };
592
593 static int __init powernow_cpu_init (struct cpufreq_policy *policy)
594 {
595         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
596         int result;
597
598         if (policy->cpu != 0)
599                 return -ENODEV;
600
601         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
602
603         recalibrate_cpu_khz();
604
605         fsb = (10 * cpu_khz) / fid_codes[fidvidstatus.bits.CFID];
606         if (!fsb) {
607                 printk(KERN_WARNING PFX "can not determine bus frequency\n");
608                 return -EINVAL;
609         }
610         dprintk("FSB: %3dMHz\n", fsb/1000);
611
612         if (dmi_check_system(powernow_dmi_table) || acpi_force) {
613                 printk (KERN_INFO PFX "PSB/PST known to be broken.  Trying ACPI instead\n");
614                 result = powernow_acpi_init();
615         } else {
616                 result = powernow_decode_bios(fidvidstatus.bits.MFID, fidvidstatus.bits.SVID);
617                 if (result) {
618                         printk (KERN_INFO PFX "Trying ACPI perflib\n");
619                         maximum_speed = 0;
620                         minimum_speed = -1;
621                         latency = 0;
622                         result = powernow_acpi_init();
623                         if (result) {
624                                 printk (KERN_INFO PFX "ACPI and legacy methods failed\n");
625                                 printk (KERN_INFO PFX "See http://www.codemonkey.org.uk/projects/cpufreq/powernow-k7.html\n");
626                         }
627                 } else {
628                         /* SGTC use the bus clock as timer */
629                         latency = fixup_sgtc();
630                         printk(KERN_INFO PFX "SGTC: %d\n", latency);
631                 }
632         }
633
634         if (result)
635                 return result;
636
637         printk (KERN_INFO PFX "Minimum speed %d MHz. Maximum speed %d MHz.\n",
638                                 minimum_speed/1000, maximum_speed/1000);
639
640         policy->cpuinfo.transition_latency = cpufreq_scale(2000000UL, fsb, latency);
641
642         policy->cur = powernow_get(0);
643
644         cpufreq_frequency_table_get_attr(powernow_table, policy->cpu);
645
646         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, powernow_table);
647 }
648
649 static int powernow_cpu_exit (struct cpufreq_policy *policy) {
650         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
651
652 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
653         if (acpi_processor_perf) {
654                 acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
655                 kfree(acpi_processor_perf);
656         }
657 #endif
658
659         kfree(powernow_table);
660         return 0;
661 }
662
663 static struct freq_attr* powernow_table_attr[] = {
664         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
665         NULL,
666 };
667
668 static struct cpufreq_driver powernow_driver = {
669         .verify = powernow_verify,
670         .target = powernow_target,
671         .get    = powernow_get,
672         .init   = powernow_cpu_init,
673         .exit   = powernow_cpu_exit,
674         .name   = "powernow-k7",
675         .owner  = THIS_MODULE,
676         .attr   = powernow_table_attr,
677 };
678
679 static int __init powernow_init (void)
680 {
681         if (check_powernow()==0)
682                 return -ENODEV;
683         return cpufreq_register_driver(&powernow_driver);
684 }
685
686
687 static void __exit powernow_exit (void)
688 {
689         cpufreq_unregister_driver(&powernow_driver);
690 }
691
692 module_param(acpi_force,  int, 0444);
693 MODULE_PARM_DESC(acpi_force, "Force ACPI to be used.");
694
695 MODULE_AUTHOR ("Dave Jones <davej@redhat.com>");
696 MODULE_DESCRIPTION ("Powernow driver for AMD K7 processors.");
697 MODULE_LICENSE ("GPL");
698
699 late_initcall(powernow_init);
700 module_exit(powernow_exit);
701