arch/i386/kernel/cpu/cpufreq/speedstep-smi.c

   1 /*
   2  * Intel SpeedStep SMI driver.
   3  *
   4  * (C) 2003  Hiroshi Miura <miura@da-cha.org>
   5  *
   6  *  Licensed under the terms of the GNU GPL License version 2.
   7  *
   8  */
   9
  10
  11 /*********************************************************************
  12  *                        SPEEDSTEP - DEFINITIONS                    *
  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/pci.h>
  21 #include <linux/slab.h>
  22 #include <linux/delay.h>
  23 #include <asm/ist.h>
  24
  25 #include "speedstep-lib.h"
  26
  27 #define PFX "speedstep-smi: "
  28
  29 /* speedstep system management interface port/command.
  30  *
  31  * These parameters are got from IST-SMI BIOS call.
  32  * If user gives it, these are used.
  33  *
  34  */
  35 static int              smi_port        = 0;
  36 static int              smi_cmd         = 0;
  37 static unsigned int     smi_sig         = 0;
  38
  39 /* info about the processor */
  40 static unsigned int     speedstep_processor = 0;
  41
  42 /*
  43  *   There are only two frequency states for each processor. Values
  44  * are in kHz for the time being.
  45  */
  46 static struct cpufreq_frequency_table speedstep_freqs[] = {
  47         {SPEEDSTEP_HIGH,        0},
  48         {SPEEDSTEP_LOW,         0},
  49         {0,                     CPUFREQ_TABLE_END},
  50 };
  51
  52 #define GET_SPEEDSTEP_OWNER 0
  53 #define GET_SPEEDSTEP_STATE 1
  54 #define SET_SPEEDSTEP_STATE 2
  55 #define GET_SPEEDSTEP_FREQS 4
  56
  57 /* how often shall the SMI call be tried if it failed, e.g. because
  58  * of DMA activity going on? */
  59 #define SMI_TRIES 5
  60
  61 /* DEBUG
  62  *   Define it if you want verbose debug output, e.g. for bug reporting
  63  */
  64 //#define SPEEDSTEP_DEBUG
  65
  66 #ifdef SPEEDSTEP_DEBUG
  67 #define dprintk(msg...) printk(msg)
  68 #else
  69 #define dprintk(msg...) do { } while(0)
  70 #endif
  71
  72 /**
  73  * speedstep_smi_ownership
  74  */
  75 static int speedstep_smi_ownership (void)
  76 {
  77         u32 command, result, magic;
  78         u32 function = GET_SPEEDSTEP_OWNER;
  79         unsigned char magic_data[] = "Copyright (c) 1999 Intel Corporation";
  80
  81         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
  82         magic = virt_to_phys(magic_data);
  83
  84         __asm__ __volatile__(
  85                 "out %%al, (%%dx)\n"
  86                 : "=D" (result)
  87                 : "a" (command), "b" (function), "c" (0), "d" (smi_port), "D" (0), "S" (magic)
  88         );
  89
  90         return result;
  91 }
  92
  93 /**
  94  * speedstep_smi_get_freqs - get SpeedStep preferred & current freq.
  95  * @low: the low frequency value is placed here
  96  * @high: the high frequency value is placed here
  97  *
  98  * Only available on later SpeedStep-enabled systems, returns false results or
  99  * even hangs [cf. bugme.osdl.org # 1422] on earlier systems. Empirical testing
 100  * shows that the latter occurs if !(ist_info.event & 0xFFFF).
 101  */
 102 static int speedstep_smi_get_freqs (unsigned int *low, unsigned int *high)
 103 {
 104         u32 command, result, edi, high_mhz, low_mhz;
 105         u32 state=0;
 106         u32 function = GET_SPEEDSTEP_FREQS;
 107
 108         if (!(ist_info.event & 0xFFFF))
 109                 return -ENODEV;
 110
 111         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
 112
 113         __asm__ __volatile__("movl $0, %%edi\n"
 114                 "out %%al, (%%dx)\n"
 115                 : "=a" (result), "=b" (high_mhz), "=c" (low_mhz), "=d" (state), "=D" (edi)
 116                 : "a" (command), "b" (function), "c" (state), "d" (smi_port), "S" (0)
 117         );
 118         *high = high_mhz * 1000;
 119         *low  = low_mhz  * 1000;
 120
 121         return result;
 122 }
 123
 124 /**
 125  * speedstep_get_state - set the SpeedStep state
 126  * @state: processor frequency state (SPEEDSTEP_LOW or SPEEDSTEP_HIGH)
 127  *
 128  */
 129 static int speedstep_get_state (void)
 130 {
 131         u32 function=GET_SPEEDSTEP_STATE;
 132         u32 result, state, edi, command;
 133
 134         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
 135
 136         __asm__ __volatile__("movl $0, %%edi\n"
 137                 "out %%al, (%%dx)\n"
 138                 : "=a" (result), "=b" (state), "=D" (edi)
 139                 : "a" (command), "b" (function), "c" (0), "d" (smi_port), "S" (0)
 140         );
 141
 142         return state;
 143 }
 144
 145 /**
 146  * speedstep_set_state - set the SpeedStep state
 147  * @state: new processor frequency state (SPEEDSTEP_LOW or SPEEDSTEP_HIGH)
 148  * @notify: whether to call cpufreq_notify_transition
 149  *
 150  */
 151 static void speedstep_set_state (unsigned int state, unsigned int notify)
 152 {
 153         unsigned int old_state, result = 0, command, new_state;
 154         unsigned long flags;
 155         struct cpufreq_freqs freqs;
 156         unsigned int function=SET_SPEEDSTEP_STATE;
 157         unsigned int retry = 0;
 158
 159         if (state > 0x1)
 160                 return;
 161
 162         old_state = speedstep_get_state();
 163         freqs.old = speedstep_freqs[old_state].frequency;
 164         freqs.new = speedstep_freqs[state].frequency;
 165         freqs.cpu = 0; /* speedstep.c is UP only driver */
 166
 167         if (old_state == state)
 168                 return;
 169
 170         if (notify)
 171                 cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 172
 173         /* Disable IRQs */
 174         local_irq_save(flags);
 175
 176         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
 177
 178         do {
 179                 if (retry) {
 180                         dprintk(KERN_INFO "cpufreq: retry %u, previous result %u\n", retry, result);
 181                         mdelay(retry * 50);
 182                 }
 183                 retry++;
 184                 __asm__ __volatile__(
 185                         "movl $0, %%edi\n"
 186                         "out %%al, (%%dx)\n"
 187                         : "=b" (new_state), "=D" (result)
 188                         : "a" (command), "b" (function), "c" (state), "d" (smi_port), "S" (0)
 189                         );
 190         } while ((new_state != state) && (retry <= SMI_TRIES));
 191
 192         /* enable IRQs */
 193         local_irq_restore(flags);
 194
 195         if (new_state == state) {
 196                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: change to %u MHz succeeded after %u tries with result %u\n", (freqs.new / 1000), retry, result);
 197         } else {
 198                 printk(KERN_ERR "cpufreq: change failed with new_state %u and result %u\n", new_state, result);
 199         }
 200
 201         if (notify)
 202                 cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 203
 204         return;
 205 }
 206
 207
 208 /**
 209  * speedstep_target - set a new CPUFreq policy
 210  * @policy: new policy
 211  * @target_freq: new freq
 212  * @relation:
 213  *
 214  * Sets a new CPUFreq policy/freq.
 215  */
 216 static int speedstep_target (struct cpufreq_policy *policy,
 217                         unsigned int target_freq, unsigned int relation)
 218 {
 219         unsigned int newstate = 0;
 220
 221         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, &speedstep_freqs[0], target_freq, relation, &newstate))
 222                 return -EINVAL;
 223
 224         speedstep_set_state(newstate, 1);
 225
 226         return 0;
 227 }
 228
 229
 230 /**
 231  * speedstep_verify - verifies a new CPUFreq policy
 232  * @policy: new policy
 233  *
 234  * Limit must be within speedstep_low_freq and speedstep_high_freq, with
 235  * at least one border included.
 236  */
 237 static int speedstep_verify (struct cpufreq_policy *policy)
 238 {
 239         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, &speedstep_freqs[0]);
 240 }
 241
 242
 243 static int speedstep_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 244 {
 245         int result;
 246         unsigned int speed,state;
 247
 248         /* capability check */
 249         if (policy->cpu != 0)
 250                 return -ENODEV;
 251
 252         result = speedstep_smi_ownership();
 253         if (result) {
 254                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: fails an aquiring ownership of a SMI interface.\n");
 255                 return -EINVAL;
 256         }
 257
 258         /* detect low and high frequency */
 259         result = speedstep_smi_get_freqs(&speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency,
 260                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_HIGH].frequency);
 261         if (result) {
 262                 /* fall back to speedstep_lib.c dection mechanism: try both states out */
 263                 dprintk(KERN_INFO PFX "could not detect low and high frequencies by SMI call.\n");
 264                 if (!speedstep_processor)
 265                         speedstep_processor = speedstep_detect_processor();
 266
 267                 if (!speedstep_processor)
 268                         return -ENODEV;
 269
 270                 result = speedstep_get_freqs(speedstep_processor,
 271                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency,
 272                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_HIGH].frequency,
 273                                 &speedstep_set_state);
 274
 275                 if (result) {
 276                         dprintk(KERN_INFO PFX "could not detect two different speeds -- aborting.\n");
 277                         return result;
 278                 } else
 279                         dprintk(KERN_INFO PFX "workaround worked.\n");
 280         }
 281
 282         /* get current speed setting */
 283         state = speedstep_get_state();
 284         speed = speedstep_freqs[state].frequency;
 285
 286         dprintk(KERN_INFO "cpufreq: currently at %s speed setting - %i MHz\n",
 287                 (speed == speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency) ? "low" : "high",
 288                 (speed / 1000));
 289
 290         /* cpuinfo and default policy values */
 291         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
 292         policy->cpuinfo.transition_latency = CPUFREQ_ETERNAL;
 293         policy->cur = speed;
 294
 295         result = cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, speedstep_freqs);
 296         if (result)
 297                 return (result);
 298
 299         cpufreq_frequency_table_get_attr(speedstep_freqs, policy->cpu);
 300
 301         return 0;
 302 }
 303
 304 static int speedstep_cpu_exit(struct cpufreq_policy *policy)
 305 {
 306         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
 307         return 0;
 308 }
 309
 310 static unsigned int speedstep_get(unsigned int cpu)
 311 {
 312         if (cpu)
 313                 return -ENODEV;
 314         if (!speedstep_processor)
 315                 speedstep_processor = speedstep_detect_processor();
 316         if (!speedstep_processor)
 317                 return 0;
 318         return speedstep_get_processor_frequency(speedstep_processor);
 319 }
 320
 321
 322 static int speedstep_resume(struct cpufreq_policy *policy)
 323 {
 324         int result = speedstep_smi_ownership();
 325
 326         if (result)
 327                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: fails an aquiring ownership of a SMI interface.\n");
 328
 329         return result;
 330 }
 331
 332 static struct freq_attr* speedstep_attr[] = {
 333         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
 334         NULL,
 335 };
 336
 337 static struct cpufreq_driver speedstep_driver = {
 338         .name           = "speedstep-smi",
 339         .verify         = speedstep_verify,
 340         .target         = speedstep_target,
 341         .init           = speedstep_cpu_init,
 342         .exit           = speedstep_cpu_exit,
 343         .get            = speedstep_get,
 344         .resume         = speedstep_resume,
 345         .owner          = THIS_MODULE,
 346         .attr           = speedstep_attr,
 347 };
 348
 349 /**
 350  * speedstep_init - initializes the SpeedStep CPUFreq driver
 351  *
 352  *   Initializes the SpeedStep support. Returns -ENODEV on unsupported
 353  * BIOS, -EINVAL on problems during initiatization, and zero on
 354  * success.
 355  */
 356 static int __init speedstep_init(void)
 357 {
 358     struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
 359
 360     if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL) {
 361                 printk (KERN_INFO PFX "No Intel CPU detected.\n");
 362                 return -ENODEV;
 363         }
 364
 365         dprintk(KERN_DEBUG PFX "signature:0x%.8lx, command:0x%.8lx, event:0x%.8lx, perf_level:0x%.8lx.\n",
 366                 ist_info.signature, ist_info.command, ist_info.event, ist_info.perf_level);
 367
 368
 369         /* Error if no IST-SMI BIOS or no PARM
 370                  sig= 'ISGE' aka 'Intel Speedstep Gate E' */
 371         if ((ist_info.signature !=  0x47534943) && (
 372             (smi_port == 0) || (smi_cmd == 0)))
 373                 return -ENODEV;
 374
 375         if (smi_sig == 1)
 376                 smi_sig = 0x47534943;
 377         else
 378                 smi_sig = ist_info.signature;
 379
 380         /* setup smi_port from MODLULE_PARM or BIOS */
 381         if ((smi_port > 0xff) || (smi_port < 0)) {
 382                 return -EINVAL;
 383         } else if (smi_port == 0) {
 384                 smi_port = ist_info.command & 0xff;
 385         }
 386
 387         if ((smi_cmd > 0xff) || (smi_cmd < 0)) {
 388                 return -EINVAL;
 389         } else if (smi_cmd == 0) {
 390                 smi_cmd = (ist_info.command >> 16) & 0xff;
 391         }
 392
 393         return cpufreq_register_driver(&speedstep_driver);
 394 }
 395
 396
 397 /**
 398  * speedstep_exit - unregisters SpeedStep support
 399  *
 400  *   Unregisters SpeedStep support.
 401  */
 402 static void __exit speedstep_exit(void)
 403 {
 404         cpufreq_unregister_driver(&speedstep_driver);
 405 }
 406
 407 module_param(smi_port,  int, 0444);
 408 module_param(smi_cmd,   int, 0444);
 409 module_param(smi_sig,  uint, 0444);
 410
 411 MODULE_PARM_DESC(smi_port, "Override the BIOS-given IST port with this value -- Intel's default setting is 0xb2");
 412 MODULE_PARM_DESC(smi_cmd, "Override the BIOS-given IST command with this value -- Intel's default setting is 0x82");
 413 MODULE_PARM_DESC(smi_sig, "Set to 1 to fake the IST signature when using the SMI interface.");
 414
 415 MODULE_AUTHOR ("Hiroshi Miura");
 416 MODULE_DESCRIPTION ("Speedstep driver for IST applet SMI interface.");
 417 MODULE_LICENSE ("GPL");
 418
 419 module_init(speedstep_init);
 420 module_exit(speedstep_exit);