Remove obsolete #include <linux/config.h>
[linux-3.10.git] / 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/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 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 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;
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                 unsigned int speed;
345
346                 pc.val = (unsigned long) acpi_processor_perf->states[i].control;
347                 dprintk ("acpi:  P%d: %d MHz %d mW %d uS control %08x SGTC %d\n",
348                          i,
349                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].core_frequency,
350                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].power,
351                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].transition_latency,
352                          (u32) acpi_processor_perf->states[i].control,
353                          pc.bits.sgtc);
354
355                 vid = pc.bits.vid;
356                 fid = pc.bits.fid;
357
358                 powernow_table[i].frequency = fsb * fid_codes[fid] / 10;
359                 powernow_table[i].index = fid; /* lower 8 bits */
360                 powernow_table[i].index |= (vid << 8); /* upper 8 bits */
361
362                 speed = powernow_table[i].frequency;
363
364                 if ((fid_codes[fid] % 10)==5) {
365                         if (have_a0 == 1)
366                                 powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
367                 }
368
369                 dprintk ("   FID: 0x%x (%d.%dx [%dMHz])  "
370                          "VID: 0x%x (%d.%03dV)\n", fid, fid_codes[fid] / 10,
371                          fid_codes[fid] % 10, speed/1000, vid,
372                          mobile_vid_table[vid]/1000,
373                          mobile_vid_table[vid]%1000);
374
375                 if (latency < pc.bits.sgtc)
376                         latency = pc.bits.sgtc;
377
378                 if (speed < minimum_speed)
379                         minimum_speed = speed;
380                 if (speed > maximum_speed)
381                         maximum_speed = speed;
382         }
383
384         powernow_table[i].frequency = CPUFREQ_TABLE_END;
385         powernow_table[i].index = 0;
386
387         /* notify BIOS that we exist */
388         acpi_processor_notify_smm(THIS_MODULE);
389
390         return 0;
391
392 err2:
393         acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
394 err1:
395         kfree(acpi_processor_perf);
396 err0:
397         printk(KERN_WARNING PFX "ACPI perflib can not be used in this platform\n");
398         acpi_processor_perf = NULL;
399         return retval;
400 }
401 #else
402 static int powernow_acpi_init(void)
403 {
404         printk(KERN_INFO PFX "no support for ACPI processor found."
405                "  Please recompile your kernel with ACPI processor\n");
406         return -EINVAL;
407 }
408 #endif
409
410 static int powernow_decode_bios (int maxfid, int startvid)
411 {
412         struct psb_s *psb;
413         struct pst_s *pst;
414         unsigned int i, j;
415         unsigned char *p;
416         unsigned int etuple;
417         unsigned int ret;
418
419         etuple = cpuid_eax(0x80000001);
420
421         for (i=0xC0000; i < 0xffff0 ; i+=16) {
422
423                 p = phys_to_virt(i);
424
425                 if (memcmp(p, "AMDK7PNOW!",  10) == 0){
426                         dprintk ("Found PSB header at %p\n", p);
427                         psb = (struct psb_s *) p;
428                         dprintk ("Table version: 0x%x\n", psb->tableversion);
429                         if (psb->tableversion != 0x12) {
430                                 printk (KERN_INFO PFX "Sorry, only v1.2 tables supported right now\n");
431                                 return -ENODEV;
432                         }
433
434                         dprintk ("Flags: 0x%x\n", psb->flags);
435                         if ((psb->flags & 1)==0) {
436                                 dprintk ("Mobile voltage regulator\n");
437                         } else {
438                                 dprintk ("Desktop voltage regulator\n");
439                         }
440
441                         latency = psb->settlingtime;
442                         if (latency < 100) {
443                                 printk (KERN_INFO PFX "BIOS set settling time to %d microseconds."
444                                                 "Should be at least 100. Correcting.\n", latency);
445                                 latency = 100;
446                         }
447                         dprintk ("Settling Time: %d microseconds.\n", psb->settlingtime);
448                         dprintk ("Has %d PST tables. (Only dumping ones relevant to this CPU).\n", psb->numpst);
449
450                         p += sizeof (struct psb_s);
451
452                         pst = (struct pst_s *) p;
453
454                         for (j=0; j<psb->numpst; j++) {
455                                 pst = (struct pst_s *) p;
456                                 number_scales = pst->numpstates;
457
458                                 if ((etuple == pst->cpuid) && check_fsb(pst->fsbspeed) &&
459                                     (maxfid==pst->maxfid) && (startvid==pst->startvid))
460                                 {
461                                         dprintk ("PST:%d (@%p)\n", j, pst);
462                                         dprintk (" cpuid: 0x%x  fsb: %d  maxFID: 0x%x  startvid: 0x%x\n",
463                                                  pst->cpuid, pst->fsbspeed, pst->maxfid, pst->startvid);
464
465                                         ret = get_ranges ((char *) pst + sizeof (struct pst_s));
466                                         return ret;
467                                 } else {
468                                         unsigned int k;
469                                         p = (char *) pst + sizeof (struct pst_s);
470                                         for (k=0; k<number_scales; k++)
471                                                 p+=2;
472                                 }
473                         }
474                         printk (KERN_INFO PFX "No PST tables match this cpuid (0x%x)\n", etuple);
475                         printk (KERN_INFO PFX "This is indicative of a broken BIOS.\n");
476
477                         return -EINVAL;
478                 }
479                 p++;
480         }
481
482         return -ENODEV;
483 }
484
485
486 static int powernow_target (struct cpufreq_policy *policy,
487                             unsigned int target_freq,
488                             unsigned int relation)
489 {
490         unsigned int newstate;
491
492         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, powernow_table, target_freq, relation, &newstate))
493                 return -EINVAL;
494
495         change_speed(newstate);
496
497         return 0;
498 }
499
500
501 static int powernow_verify (struct cpufreq_policy *policy)
502 {
503         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, powernow_table);
504 }
505
506 /*
507  * We use the fact that the bus frequency is somehow
508  * a multiple of 100000/3 khz, then we compute sgtc according
509  * to this multiple.
510  * That way, we match more how AMD thinks all of that work.
511  * We will then get the same kind of behaviour already tested under
512  * the "well-known" other OS.
513  */
514 static int __init fixup_sgtc(void)
515 {
516         unsigned int sgtc;
517         unsigned int m;
518
519         m = fsb / 3333;
520         if ((m % 10) >= 5)
521                 m += 5;
522
523         m /= 10;
524
525         sgtc = 100 * m * latency;
526         sgtc = sgtc / 3;
527         if (sgtc > 0xfffff) {
528                 printk(KERN_WARNING PFX "SGTC too large %d\n", sgtc);
529                 sgtc = 0xfffff;
530         }
531         return sgtc;
532 }
533
534 static unsigned int powernow_get(unsigned int cpu)
535 {
536         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
537         unsigned int cfid;
538
539         if (cpu)
540                 return 0;
541         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
542         cfid = fidvidstatus.bits.CFID;
543
544         return (fsb * fid_codes[cfid] / 10);
545 }
546
547
548 static int __init acer_cpufreq_pst(struct dmi_system_id *d)
549 {
550         printk(KERN_WARNING "%s laptop with broken PST tables in BIOS detected.\n", d->ident);
551         printk(KERN_WARNING "You need to downgrade to 3A21 (09/09/2002), or try a newer BIOS than 3A71 (01/20/2003)\n");
552         printk(KERN_WARNING "cpufreq scaling has been disabled as a result of this.\n");
553         return 0;
554 }
555
556 /*
557  * Some Athlon laptops have really fucked PST tables.
558  * A BIOS update is all that can save them.
559  * Mention this, and disable cpufreq.
560  */
561 static struct dmi_system_id __initdata powernow_dmi_table[] = {
562         {
563                 .callback = acer_cpufreq_pst,
564                 .ident = "Acer Aspire",
565                 .matches = {
566                         DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, "Insyde Software"),
567                         DMI_MATCH(DMI_BIOS_VERSION, "3A71"),
568                 },
569         },
570         { }
571 };
572
573 static int __init powernow_cpu_init (struct cpufreq_policy *policy)
574 {
575         union msr_fidvidstatus fidvidstatus;
576         int result;
577
578         if (policy->cpu != 0)
579                 return -ENODEV;
580
581         rdmsrl (MSR_K7_FID_VID_STATUS, fidvidstatus.val);
582
583         recalibrate_cpu_khz();
584
585         fsb = (10 * cpu_khz) / fid_codes[fidvidstatus.bits.CFID];
586         if (!fsb) {
587                 printk(KERN_WARNING PFX "can not determine bus frequency\n");
588                 return -EINVAL;
589         }
590         dprintk("FSB: %3dMHz\n", fsb/1000);
591
592         if (dmi_check_system(powernow_dmi_table) || acpi_force) {
593                 printk (KERN_INFO PFX "PSB/PST known to be broken.  Trying ACPI instead\n");
594                 result = powernow_acpi_init();
595         } else {
596                 result = powernow_decode_bios(fidvidstatus.bits.MFID, fidvidstatus.bits.SVID);
597                 if (result) {
598                         printk (KERN_INFO PFX "Trying ACPI perflib\n");
599                         maximum_speed = 0;
600                         minimum_speed = -1;
601                         latency = 0;
602                         result = powernow_acpi_init();
603                         if (result) {
604                                 printk (KERN_INFO PFX "ACPI and legacy methods failed\n");
605                                 printk (KERN_INFO PFX "See http://www.codemonkey.org.uk/projects/cpufreq/powernow-k7.shtml\n");
606                         }
607                 } else {
608                         /* SGTC use the bus clock as timer */
609                         latency = fixup_sgtc();
610                         printk(KERN_INFO PFX "SGTC: %d\n", latency);
611                 }
612         }
613
614         if (result)
615                 return result;
616
617         printk (KERN_INFO PFX "Minimum speed %d MHz. Maximum speed %d MHz.\n",
618                                 minimum_speed/1000, maximum_speed/1000);
619
620         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
621
622         policy->cpuinfo.transition_latency = cpufreq_scale(2000000UL, fsb, latency);
623
624         policy->cur = powernow_get(0);
625
626         cpufreq_frequency_table_get_attr(powernow_table, policy->cpu);
627
628         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, powernow_table);
629 }
630
631 static int powernow_cpu_exit (struct cpufreq_policy *policy) {
632         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
633
634 #ifdef CONFIG_X86_POWERNOW_K7_ACPI
635         if (acpi_processor_perf) {
636                 acpi_processor_unregister_performance(acpi_processor_perf, 0);
637                 kfree(acpi_processor_perf);
638         }
639 #endif
640
641         kfree(powernow_table);
642         return 0;
643 }
644
645 static struct freq_attr* powernow_table_attr[] = {
646         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
647         NULL,
648 };
649
650 static struct cpufreq_driver powernow_driver = {
651         .verify = powernow_verify,
652         .target = powernow_target,
653         .get    = powernow_get,
654         .init   = powernow_cpu_init,
655         .exit   = powernow_cpu_exit,
656         .name   = "powernow-k7",
657         .owner  = THIS_MODULE,
658         .attr   = powernow_table_attr,
659 };
660
661 static int __init powernow_init (void)
662 {
663         if (check_powernow()==0)
664                 return -ENODEV;
665         return cpufreq_register_driver(&powernow_driver);
666 }
667
668
669 static void __exit powernow_exit (void)
670 {
671         cpufreq_unregister_driver(&powernow_driver);
672 }
673
674 module_param(acpi_force,  int, 0444);
675 MODULE_PARM_DESC(acpi_force, "Force ACPI to be used.");
676
677 MODULE_AUTHOR ("Dave Jones <davej@codemonkey.org.uk>");
678 MODULE_DESCRIPTION ("Powernow driver for AMD K7 processors.");
679 MODULE_LICENSE ("GPL");
680
681 late_initcall(powernow_init);
682 module_exit(powernow_exit);
683