Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6.git] / arch / i386 / kernel / cpu / cpufreq / speedstep-lib.c
1 /*
2  * (C) 2002 - 2003 Dominik Brodowski <linux@brodo.de>
3  *
4  *  Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2.
5  *
6  *  Library for common functions for Intel SpeedStep v.1 and v.2 support
7  *
8  *  BIG FAT DISCLAIMER: Work in progress code. Possibly *dangerous*
9  */
10
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/module.h> 
13 #include <linux/moduleparam.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/cpufreq.h>
16 #include <linux/pci.h>
17 #include <linux/slab.h>
18
19 #include <asm/msr.h>
20 #include "speedstep-lib.h"
21
22 #define dprintk(msg...) cpufreq_debug_printk(CPUFREQ_DEBUG_DRIVER, "speedstep-lib", msg)
23
24 #ifdef CONFIG_X86_SPEEDSTEP_RELAXED_CAP_CHECK
25 static int relaxed_check = 0;
26 #else
27 #define relaxed_check 0
28 #endif
29
30 /*********************************************************************
31  *                   GET PROCESSOR CORE SPEED IN KHZ                 *
32  *********************************************************************/
33
34 static unsigned int pentium3_get_frequency (unsigned int processor)
35 {
36         /* See table 14 of p3_ds.pdf and table 22 of 29834003.pdf */
37         struct {
38                 unsigned int ratio;     /* Frequency Multiplier (x10) */
39                 u8 bitmap;              /* power on configuration bits
40                                            [27, 25:22] (in MSR 0x2a) */
41         } msr_decode_mult [] = {
42                 { 30, 0x01 },
43                 { 35, 0x05 },
44                 { 40, 0x02 },
45                 { 45, 0x06 },
46                 { 50, 0x00 },
47                 { 55, 0x04 },
48                 { 60, 0x0b },
49                 { 65, 0x0f },
50                 { 70, 0x09 },
51                 { 75, 0x0d },
52                 { 80, 0x0a },
53                 { 85, 0x26 },
54                 { 90, 0x20 },
55                 { 100, 0x2b },
56                 { 0, 0xff }     /* error or unknown value */
57         };
58
59         /* PIII(-M) FSB settings: see table b1-b of 24547206.pdf */
60         struct {
61                 unsigned int value;     /* Front Side Bus speed in MHz */
62                 u8 bitmap;              /* power on configuration bits [18: 19]
63                                            (in MSR 0x2a) */
64         } msr_decode_fsb [] = {
65                 {  66, 0x0 },
66                 { 100, 0x2 },
67                 { 133, 0x1 },
68                 {   0, 0xff}
69         };
70
71         u32     msr_lo, msr_tmp;
72         int     i = 0, j = 0;
73
74         /* read MSR 0x2a - we only need the low 32 bits */
75         rdmsr(MSR_IA32_EBL_CR_POWERON, msr_lo, msr_tmp);
76         dprintk("P3 - MSR_IA32_EBL_CR_POWERON: 0x%x 0x%x\n", msr_lo, msr_tmp);
77         msr_tmp = msr_lo;
78
79         /* decode the FSB */
80         msr_tmp &= 0x00c0000;
81         msr_tmp >>= 18;
82         while (msr_tmp != msr_decode_fsb[i].bitmap) {
83                 if (msr_decode_fsb[i].bitmap == 0xff)
84                         return 0;
85                 i++;
86         }
87
88         /* decode the multiplier */
89         if (processor == SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_C_EARLY) {
90                 dprintk("workaround for early PIIIs\n");
91                 msr_lo &= 0x03c00000;
92         } else
93                 msr_lo &= 0x0bc00000;
94         msr_lo >>= 22;
95         while (msr_lo != msr_decode_mult[j].bitmap) {
96                 if (msr_decode_mult[j].bitmap == 0xff)
97                         return 0;
98                 j++;
99         }
100
101         dprintk("speed is %u\n", (msr_decode_mult[j].ratio * msr_decode_fsb[i].value * 100));
102
103         return (msr_decode_mult[j].ratio * msr_decode_fsb[i].value * 100);
104 }
105
106
107 static unsigned int pentiumM_get_frequency(void)
108 {
109         u32     msr_lo, msr_tmp;
110
111         rdmsr(MSR_IA32_EBL_CR_POWERON, msr_lo, msr_tmp);
112         dprintk("PM - MSR_IA32_EBL_CR_POWERON: 0x%x 0x%x\n", msr_lo, msr_tmp);
113
114         /* see table B-2 of 24547212.pdf */
115         if (msr_lo & 0x00040000) {
116                 printk(KERN_DEBUG "speedstep-lib: PM - invalid FSB: 0x%x 0x%x\n", msr_lo, msr_tmp);
117                 return 0;
118         }
119
120         msr_tmp = (msr_lo >> 22) & 0x1f;
121         dprintk("bits 22-26 are 0x%x, speed is %u\n", msr_tmp, (msr_tmp * 100 * 1000));
122
123         return (msr_tmp * 100 * 1000);
124 }
125
126
127 static unsigned int pentium4_get_frequency(void)
128 {
129         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
130         u32 msr_lo, msr_hi, mult;
131         unsigned int fsb = 0;
132
133         rdmsr(0x2c, msr_lo, msr_hi);
134
135         dprintk("P4 - MSR_EBC_FREQUENCY_ID: 0x%x 0x%x\n", msr_lo, msr_hi);
136
137         /* decode the FSB: see IA-32 Intel (C) Architecture Software 
138          * Developer's Manual, Volume 3: System Prgramming Guide,
139          * revision #12 in Table B-1: MSRs in the Pentium 4 and
140          * Intel Xeon Processors, on page B-4 and B-5.
141          */
142         if (c->x86_model < 2)
143                 fsb = 100 * 1000;
144         else {
145                 u8 fsb_code = (msr_lo >> 16) & 0x7;
146                 switch (fsb_code) {
147                 case 0:
148                         fsb = 100 * 1000;
149                         break;
150                 case 1:
151                         fsb = 13333 * 10;
152                         break;
153                 case 2:
154                         fsb = 200 * 1000;
155                         break;
156                 }
157         }
158
159         if (!fsb)
160                 printk(KERN_DEBUG "speedstep-lib: couldn't detect FSB speed. Please send an e-mail to <linux@brodo.de>\n");
161
162         /* Multiplier. */
163         if (c->x86_model < 2)
164                 mult = msr_lo >> 27;
165         else
166                 mult = msr_lo >> 24;
167
168         dprintk("P4 - FSB %u kHz; Multiplier %u; Speed %u kHz\n", fsb, mult, (fsb * mult));
169
170         return (fsb * mult);
171 }
172
173  
174 unsigned int speedstep_get_processor_frequency(unsigned int processor)
175 {
176         switch (processor) {
177         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_PM:
178                 return pentiumM_get_frequency();
179         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4D:
180         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M:
181                 return pentium4_get_frequency();
182         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_T:
183         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_C:
184         case SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_C_EARLY:
185                 return pentium3_get_frequency(processor);
186         default:
187                 return 0;
188         };
189         return 0;
190 }
191 EXPORT_SYMBOL_GPL(speedstep_get_processor_frequency);
192
193
194 /*********************************************************************
195  *                 DETECT SPEEDSTEP-CAPABLE PROCESSOR                *
196  *********************************************************************/
197
198 unsigned int speedstep_detect_processor (void)
199 {
200         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
201         u32                     ebx, msr_lo, msr_hi;
202
203         dprintk("x86: %x, model: %x\n", c->x86, c->x86_model);
204
205         if ((c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL) || 
206             ((c->x86 != 6) && (c->x86 != 0xF)))
207                 return 0;
208
209         if (c->x86 == 0xF) {
210                 /* Intel Mobile Pentium 4-M
211                  * or Intel Mobile Pentium 4 with 533 MHz FSB */
212                 if (c->x86_model != 2)
213                         return 0;
214
215                 ebx = cpuid_ebx(0x00000001);
216                 ebx &= 0x000000FF;
217
218                 dprintk("ebx value is %x, x86_mask is %x\n", ebx, c->x86_mask);
219
220                 switch (c->x86_mask) {
221                 case 4: 
222                         /*
223                          * B-stepping [M-P4-M] 
224                          * sample has ebx = 0x0f, production has 0x0e.
225                          */
226                         if ((ebx == 0x0e) || (ebx == 0x0f))
227                                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M;
228                         break;
229                 case 7: 
230                         /*
231                          * C-stepping [M-P4-M]
232                          * needs to have ebx=0x0e, else it's a celeron:
233                          * cf. 25130917.pdf / page 7, footnote 5 even
234                          * though 25072120.pdf / page 7 doesn't say
235                          * samples are only of B-stepping...
236                          */
237                         if (ebx == 0x0e)
238                                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M;
239                         break;
240                 case 9:
241                         /*
242                          * D-stepping [M-P4-M or M-P4/533]
243                          *
244                          * this is totally strange: CPUID 0x0F29 is
245                          * used by M-P4-M, M-P4/533 and(!) Celeron CPUs.
246                          * The latter need to be sorted out as they don't
247                          * support speedstep.
248                          * Celerons with CPUID 0x0F29 may have either
249                          * ebx=0x8 or 0xf -- 25130917.pdf doesn't say anything
250                          * specific.
251                          * M-P4-Ms may have either ebx=0xe or 0xf [see above]
252                          * M-P4/533 have either ebx=0xe or 0xf. [25317607.pdf]
253                          * also, M-P4M HTs have ebx=0x8, too
254                          * For now, they are distinguished by the model_id string
255                          */
256                         if ((ebx == 0x0e) || (strstr(c->x86_model_id,"Mobile Intel(R) Pentium(R) 4") != NULL)) 
257                                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M;
258                         break;
259                 default:
260                         break;
261                 }
262                 return 0;
263         }
264
265         switch (c->x86_model) {
266         case 0x0B: /* Intel PIII [Tualatin] */
267                 /* cpuid_ebx(1) is 0x04 for desktop PIII, 
268                                    0x06 for mobile PIII-M */
269                 ebx = cpuid_ebx(0x00000001);
270                 dprintk("ebx is %x\n", ebx);
271
272                 ebx &= 0x000000FF;
273
274                 if (ebx != 0x06)
275                         return 0;
276
277                 /* So far all PIII-M processors support SpeedStep. See
278                  * Intel's 24540640.pdf of June 2003 
279                  */
280
281                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_T;
282
283         case 0x08: /* Intel PIII [Coppermine] */
284
285                 /* all mobile PIII Coppermines have FSB 100 MHz
286                  * ==> sort out a few desktop PIIIs. */
287                 rdmsr(MSR_IA32_EBL_CR_POWERON, msr_lo, msr_hi);
288                 dprintk("Coppermine: MSR_IA32_EBL_CR_POWERON is 0x%x, 0x%x\n", msr_lo, msr_hi);
289                 msr_lo &= 0x00c0000;
290                 if (msr_lo != 0x0080000)
291                         return 0;
292
293                 /*
294                  * If the processor is a mobile version,
295                  * platform ID has bit 50 set
296                  * it has SpeedStep technology if either
297                  * bit 56 or 57 is set
298                  */
299                 rdmsr(MSR_IA32_PLATFORM_ID, msr_lo, msr_hi);
300                 dprintk("Coppermine: MSR_IA32_PLATFORM ID is 0x%x, 0x%x\n", msr_lo, msr_hi);
301                 if ((msr_hi & (1<<18)) && (relaxed_check ? 1 : (msr_hi & (3<<24)))) {
302                         if (c->x86_mask == 0x01) {
303                                 dprintk("early PIII version\n");
304                                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_C_EARLY;
305                         } else
306                                 return SPEEDSTEP_PROCESSOR_PIII_C;
307                 }
308
309         default:
310                 return 0;
311         }
312 }
313 EXPORT_SYMBOL_GPL(speedstep_detect_processor);
314
315
316 /*********************************************************************
317  *                     DETECT SPEEDSTEP SPEEDS                       *
318  *********************************************************************/
319
320 unsigned int speedstep_get_freqs(unsigned int processor,
321                                   unsigned int *low_speed,
322                                   unsigned int *high_speed,
323                                   void (*set_state) (unsigned int state))
324 {
325         unsigned int prev_speed;
326         unsigned int ret = 0;
327         unsigned long flags;
328
329         if ((!processor) || (!low_speed) || (!high_speed) || (!set_state))
330                 return -EINVAL;
331
332         dprintk("trying to determine both speeds\n");
333
334         /* get current speed */
335         prev_speed = speedstep_get_processor_frequency(processor);
336         if (!prev_speed)
337                 return -EIO;
338
339         dprintk("previous seped is %u\n", prev_speed);
340         
341         local_irq_save(flags);
342
343         /* switch to low state */
344         set_state(SPEEDSTEP_LOW);
345         *low_speed = speedstep_get_processor_frequency(processor);
346         if (!*low_speed) {
347                 ret = -EIO;
348                 goto out;
349         }
350
351         dprintk("low seped is %u\n", *low_speed);
352
353         /* switch to high state */
354         set_state(SPEEDSTEP_HIGH);
355         *high_speed = speedstep_get_processor_frequency(processor);
356         if (!*high_speed) {
357                 ret = -EIO;
358                 goto out;
359         }
360
361         dprintk("high seped is %u\n", *high_speed);
362
363         if (*low_speed == *high_speed) {
364                 ret = -ENODEV;
365                 goto out;
366         }
367
368         /* switch to previous state, if necessary */
369         if (*high_speed != prev_speed)
370                 set_state(SPEEDSTEP_LOW);
371
372  out:
373         local_irq_restore(flags);
374         return (ret);
375 }
376 EXPORT_SYMBOL_GPL(speedstep_get_freqs);
377
378 #ifdef CONFIG_X86_SPEEDSTEP_RELAXED_CAP_CHECK
379 module_param(relaxed_check, int, 0444);
380 MODULE_PARM_DESC(relaxed_check, "Don't do all checks for speedstep capability.");
381 #endif
382
383 MODULE_AUTHOR ("Dominik Brodowski <linux@brodo.de>");
384 MODULE_DESCRIPTION ("Library for Intel SpeedStep 1 or 2 cpufreq drivers.");
385 MODULE_LICENSE ("GPL");