drivers/cpufreq/powernow-k6.c

   1 /*
   2  *  This file was based upon code in Powertweak Linux (http://powertweak.sf.net)
   3  *  (C) 2000-2003  Dave Jones, Arjan van de Ven, Janne Pänkälä,
   4  *                 Dominik Brodowski.
   5  *
   6  *  Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2.
   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/init.h>
  14 #include <linux/cpufreq.h>
  15 #include <linux/ioport.h>
  16 #include <linux/timex.h>
  17 #include <linux/io.h>
  18
  19 #include <asm/msr.h>
  20
  21 #define POWERNOW_IOPORT 0xfff0          /* it doesn't matter where, as long
  22                                            as it is unused */
  23
  24 #define PFX "powernow-k6: "
  25 static unsigned int                     busfreq;   /* FSB, in 10 kHz */
  26 static unsigned int                     max_multiplier;
  27
  28 static unsigned int                     param_busfreq = 0;
  29 static unsigned int                     param_max_multiplier = 0;
  30
  31 module_param_named(max_multiplier, param_max_multiplier, uint, S_IRUGO);
  32 MODULE_PARM_DESC(max_multiplier, "Maximum multiplier (allowed values: 20 30 35 40 45 50 55 60)");
  33
  34 module_param_named(bus_frequency, param_busfreq, uint, S_IRUGO);
  35 MODULE_PARM_DESC(bus_frequency, "Bus frequency in kHz");
  36
  37 /* Clock ratio multiplied by 10 - see table 27 in AMD#23446 */
  38 static struct cpufreq_frequency_table clock_ratio[] = {
  39         {60,  /* 110 -> 6.0x */ 0},
  40         {55,  /* 011 -> 5.5x */ 0},
  41         {50,  /* 001 -> 5.0x */ 0},
  42         {45,  /* 000 -> 4.5x */ 0},
  43         {40,  /* 010 -> 4.0x */ 0},
  44         {35,  /* 111 -> 3.5x */ 0},
  45         {30,  /* 101 -> 3.0x */ 0},
  46         {20,  /* 100 -> 2.0x */ 0},
  47         {0, CPUFREQ_TABLE_END}
  48 };
  49
  50 static const u8 index_to_register[8] = { 6, 3, 1, 0, 2, 7, 5, 4 };
  51 static const u8 register_to_index[8] = { 3, 2, 4, 1, 7, 6, 0, 5 };
  52
  53 static const struct {
  54         unsigned freq;
  55         unsigned mult;
  56 } usual_frequency_table[] = {
  57         { 400000, 40 }, // 100   * 4
  58         { 450000, 45 }, // 100   * 4.5
  59         { 475000, 50 }, //  95   * 5
  60         { 500000, 50 }, // 100   * 5
  61         { 506250, 45 }, // 112.5 * 4.5
  62         { 533500, 55 }, //  97   * 5.5
  63         { 550000, 55 }, // 100   * 5.5
  64         { 562500, 50 }, // 112.5 * 5
  65         { 570000, 60 }, //  95   * 6
  66         { 600000, 60 }, // 100   * 6
  67         { 618750, 55 }, // 112.5 * 5.5
  68         { 660000, 55 }, // 120   * 5.5
  69         { 675000, 60 }, // 112.5 * 6
  70         { 720000, 60 }, // 120   * 6
  71 };
  72
  73 #define FREQ_RANGE              3000
  74
  75 /**
  76  * powernow_k6_get_cpu_multiplier - returns the current FSB multiplier
  77  *
  78  * Returns the current setting of the frequency multiplier. Core clock
  79  * speed is frequency of the Front-Side Bus multiplied with this value.
  80  */
  81 static int powernow_k6_get_cpu_multiplier(void)
  82 {
  83         unsigned long invalue = 0;
  84         u32 msrval;
  85
  86         local_irq_disable();
  87
  88         msrval = POWERNOW_IOPORT + 0x1;
  89         wrmsr(MSR_K6_EPMR, msrval, 0); /* enable the PowerNow port */
  90         invalue = inl(POWERNOW_IOPORT + 0x8);
  91         msrval = POWERNOW_IOPORT + 0x0;
  92         wrmsr(MSR_K6_EPMR, msrval, 0); /* disable it again */
  93
  94         local_irq_enable();
  95
  96         return clock_ratio[register_to_index[(invalue >> 5)&7]].index;
  97 }
  98
  99 static void powernow_k6_set_cpu_multiplier(unsigned int best_i)
 100 {
 101         unsigned long outvalue, invalue;
 102         unsigned long msrval;
 103         unsigned long cr0;
 104
 105         /* we now need to transform best_i to the BVC format, see AMD#23446 */
 106
 107         /*
 108          * The processor doesn't respond to inquiry cycles while changing the
 109          * frequency, so we must disable cache.
 110          */
 111         local_irq_disable();
 112         cr0 = read_cr0();
 113         write_cr0(cr0 | X86_CR0_CD);
 114         wbinvd();
 115
 116         outvalue = (1<<12) | (1<<10) | (1<<9) | (index_to_register[best_i]<<5);
 117
 118         msrval = POWERNOW_IOPORT + 0x1;
 119         wrmsr(MSR_K6_EPMR, msrval, 0); /* enable the PowerNow port */
 120         invalue = inl(POWERNOW_IOPORT + 0x8);
 121         invalue = invalue & 0x1f;
 122         outvalue = outvalue | invalue;
 123         outl(outvalue, (POWERNOW_IOPORT + 0x8));
 124         msrval = POWERNOW_IOPORT + 0x0;
 125         wrmsr(MSR_K6_EPMR, msrval, 0); /* disable it again */
 126
 127         write_cr0(cr0);
 128         local_irq_enable();
 129 }
 130
 131 /**
 132  * powernow_k6_set_state - set the PowerNow! multiplier
 133  * @best_i: clock_ratio[best_i] is the target multiplier
 134  *
 135  *   Tries to change the PowerNow! multiplier
 136  */
 137 static void powernow_k6_set_state(unsigned int best_i)
 138 {
 139         struct cpufreq_freqs freqs;
 140
 141         if (clock_ratio[best_i].index > max_multiplier) {
 142                 printk(KERN_ERR PFX "invalid target frequency\n");
 143                 return;
 144         }
 145
 146         freqs.old = busfreq * powernow_k6_get_cpu_multiplier();
 147         freqs.new = busfreq * clock_ratio[best_i].index;
 148         freqs.cpu = 0; /* powernow-k6.c is UP only driver */
 149
 150         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 151
 152         powernow_k6_set_cpu_multiplier(best_i);
 153
 154         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 155
 156         return;
 157 }
 158
 159
 160 /**
 161  * powernow_k6_verify - verifies a new CPUfreq policy
 162  * @policy: new policy
 163  *
 164  * Policy must be within lowest and highest possible CPU Frequency,
 165  * and at least one possible state must be within min and max.
 166  */
 167 static int powernow_k6_verify(struct cpufreq_policy *policy)
 168 {
 169         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, &clock_ratio[0]);
 170 }
 171
 172
 173 /**
 174  * powernow_k6_setpolicy - sets a new CPUFreq policy
 175  * @policy: new policy
 176  * @target_freq: the target frequency
 177  * @relation: how that frequency relates to achieved frequency
 178  *  (CPUFREQ_RELATION_L or CPUFREQ_RELATION_H)
 179  *
 180  * sets a new CPUFreq policy
 181  */
 182 static int powernow_k6_target(struct cpufreq_policy *policy,
 183                                unsigned int target_freq,
 184                                unsigned int relation)
 185 {
 186         unsigned int newstate = 0;
 187
 188         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, &clock_ratio[0],
 189                                 target_freq, relation, &newstate))
 190                 return -EINVAL;
 191
 192         powernow_k6_set_state(newstate);
 193
 194         return 0;
 195 }
 196
 197 static int powernow_k6_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 198 {
 199         unsigned int i, f;
 200         int result;
 201         unsigned khz;
 202
 203         if (policy->cpu != 0)
 204                 return -ENODEV;
 205
 206         max_multiplier = 0;
 207         khz = cpu_khz;
 208         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(usual_frequency_table); i++) {
 209                 if (khz >= usual_frequency_table[i].freq - FREQ_RANGE &&
 210                     khz <= usual_frequency_table[i].freq + FREQ_RANGE) {
 211                         khz = usual_frequency_table[i].freq;
 212                         max_multiplier = usual_frequency_table[i].mult;
 213                         break;
 214                 }
 215         }
 216         if (param_max_multiplier) {
 217                 for (i = 0; (clock_ratio[i].frequency != CPUFREQ_TABLE_END); i++) {
 218                         if (clock_ratio[i].index == param_max_multiplier) {
 219                                 max_multiplier = param_max_multiplier;
 220                                 goto have_max_multiplier;
 221                         }
 222                 }
 223                 printk(KERN_ERR "powernow-k6: invalid max_multiplier parameter, valid parameters 20, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60\n");
 224                 return -EINVAL;
 225         }
 226
 227         if (!max_multiplier) {
 228                 printk(KERN_WARNING "powernow-k6: unknown frequency %u, cannot determine current multiplier\n", khz);
 229                 printk(KERN_WARNING "powernow-k6: use module parameters max_multiplier and bus_frequency\n");
 230                 return -EOPNOTSUPP;
 231         }
 232
 233 have_max_multiplier:
 234         param_max_multiplier = max_multiplier;
 235
 236         if (param_busfreq) {
 237                 if (param_busfreq >= 50000 && param_busfreq <= 150000) {
 238                         busfreq = param_busfreq / 10;
 239                         goto have_busfreq;
 240                 }
 241                 printk(KERN_ERR "powernow-k6: invalid bus_frequency parameter, allowed range 50000 - 150000 kHz\n");
 242                 return -EINVAL;
 243         }
 244
 245         busfreq = khz / max_multiplier;
 246 have_busfreq:
 247         param_busfreq = busfreq * 10;
 248
 249         /* table init */
 250         for (i = 0; (clock_ratio[i].frequency != CPUFREQ_TABLE_END); i++) {
 251                 f = clock_ratio[i].index;
 252                 if (f > max_multiplier)
 253                         clock_ratio[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
 254                 else
 255                         clock_ratio[i].frequency = busfreq * f;
 256         }
 257
 258         /* cpuinfo and default policy values */
 259         policy->cpuinfo.transition_latency = 500000;
 260         policy->cur = busfreq * max_multiplier;
 261
 262         result = cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, clock_ratio);
 263         if (result)
 264                 return result;
 265
 266         cpufreq_frequency_table_get_attr(clock_ratio, policy->cpu);
 267
 268         return 0;
 269 }
 270
 271
 272 static int powernow_k6_cpu_exit(struct cpufreq_policy *policy)
 273 {
 274         unsigned int i;
 275         for (i = 0; i < 8; i++) {
 276                 if (i == max_multiplier)
 277                         powernow_k6_set_state(i);
 278         }
 279         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
 280         return 0;
 281 }
 282
 283 static unsigned int powernow_k6_get(unsigned int cpu)
 284 {
 285         unsigned int ret;
 286         ret = (busfreq * powernow_k6_get_cpu_multiplier());
 287         return ret;
 288 }
 289
 290 static struct freq_attr *powernow_k6_attr[] = {
 291         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
 292         NULL,
 293 };
 294
 295 static struct cpufreq_driver powernow_k6_driver = {
 296         .verify         = powernow_k6_verify,
 297         .target         = powernow_k6_target,
 298         .init           = powernow_k6_cpu_init,
 299         .exit           = powernow_k6_cpu_exit,
 300         .get            = powernow_k6_get,
 301         .name           = "powernow-k6",
 302         .owner          = THIS_MODULE,
 303         .attr           = powernow_k6_attr,
 304 };
 305
 306
 307 /**
 308  * powernow_k6_init - initializes the k6 PowerNow! CPUFreq driver
 309  *
 310  *   Initializes the K6 PowerNow! support. Returns -ENODEV on unsupported
 311  * devices, -EINVAL or -ENOMEM on problems during initiatization, and zero
 312  * on success.
 313  */
 314 static int __init powernow_k6_init(void)
 315 {
 316         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
 317
 318         if ((c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD) || (c->x86 != 5) ||
 319                 ((c->x86_model != 12) && (c->x86_model != 13)))
 320                 return -ENODEV;
 321
 322         if (!request_region(POWERNOW_IOPORT, 16, "PowerNow!")) {
 323                 printk(KERN_INFO PFX "PowerNow IOPORT region already used.\n");
 324                 return -EIO;
 325         }
 326
 327         if (cpufreq_register_driver(&powernow_k6_driver)) {
 328                 release_region(POWERNOW_IOPORT, 16);
 329                 return -EINVAL;
 330         }
 331
 332         return 0;
 333 }
 334
 335
 336 /**
 337  * powernow_k6_exit - unregisters AMD K6-2+/3+ PowerNow! support
 338  *
 339  *   Unregisters AMD K6-2+ / K6-3+ PowerNow! support.
 340  */
 341 static void __exit powernow_k6_exit(void)
 342 {
 343         cpufreq_unregister_driver(&powernow_k6_driver);
 344         release_region(POWERNOW_IOPORT, 16);
 345 }
 346
 347
 348 MODULE_AUTHOR("Arjan van de Ven, Dave Jones <davej@redhat.com>, "
 349                 "Dominik Brodowski <linux@brodo.de>");
 350 MODULE_DESCRIPTION("PowerNow! driver for AMD K6-2+ / K6-3+ processors.");
 351 MODULE_LICENSE("GPL");
 352
 353 module_init(powernow_k6_init);
 354 module_exit(powernow_k6_exit);