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
 119         /* abort if results are obviously incorrect... */
 120         if ((high_mhz + low_mhz) < 600)
 121                 return -EINVAL;
 122
 123         *high = high_mhz * 1000;
 124         *low  = low_mhz  * 1000;
 125
 126         return result;
 127 }
 128
 129 /**
 130  * speedstep_get_state - set the SpeedStep state
 131  * @state: processor frequency state (SPEEDSTEP_LOW or SPEEDSTEP_HIGH)
 132  *
 133  */
 134 static int speedstep_get_state (void)
 135 {
 136         u32 function=GET_SPEEDSTEP_STATE;
 137         u32 result, state, edi, command;
 138
 139         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
 140
 141         __asm__ __volatile__("movl $0, %%edi\n"
 142                 "out %%al, (%%dx)\n"
 143                 : "=a" (result), "=b" (state), "=D" (edi)
 144                 : "a" (command), "b" (function), "c" (0), "d" (smi_port), "S" (0)
 145         );
 146
 147         return (state & 1);
 148 }
 149
 150 /**
 151  * speedstep_set_state - set the SpeedStep state
 152  * @state: new processor frequency state (SPEEDSTEP_LOW or SPEEDSTEP_HIGH)
 153  *
 154  */
 155 static void speedstep_set_state (unsigned int state)
 156 {
 157         unsigned int result = 0, command, new_state;
 158         unsigned long flags;
 159         unsigned int function=SET_SPEEDSTEP_STATE;
 160         unsigned int retry = 0;
 161
 162         if (state > 0x1)
 163                 return;
 164
 165         /* Disable IRQs */
 166         local_irq_save(flags);
 167
 168         command = (smi_sig & 0xffffff00) | (smi_cmd & 0xff);
 169
 170         do {
 171                 if (retry) {
 172                         dprintk(KERN_INFO "cpufreq: retry %u, previous result %u\n", retry, result);
 173                         mdelay(retry * 50);
 174                 }
 175                 retry++;
 176                 __asm__ __volatile__(
 177                         "movl $0, %%edi\n"
 178                         "out %%al, (%%dx)\n"
 179                         : "=b" (new_state), "=D" (result)
 180                         : "a" (command), "b" (function), "c" (state), "d" (smi_port), "S" (0)
 181                         );
 182         } while ((new_state != state) && (retry <= SMI_TRIES));
 183
 184         /* enable IRQs */
 185         local_irq_restore(flags);
 186
 187         if (new_state == state) {
 188                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: change to %u MHz succeeded after %u tries with result %u\n", (speedstep_freqs[new_state].frequency / 1000), retry, result);
 189         } else {
 190                 printk(KERN_ERR "cpufreq: change failed with new_state %u and result %u\n", new_state, result);
 191         }
 192
 193         return;
 194 }
 195
 196
 197 /**
 198  * speedstep_target - set a new CPUFreq policy
 199  * @policy: new policy
 200  * @target_freq: new freq
 201  * @relation:
 202  *
 203  * Sets a new CPUFreq policy/freq.
 204  */
 205 static int speedstep_target (struct cpufreq_policy *policy,
 206                         unsigned int target_freq, unsigned int relation)
 207 {
 208         unsigned int newstate = 0;
 209         struct cpufreq_freqs freqs;
 210
 211         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, &speedstep_freqs[0], target_freq, relation, &newstate))
 212                 return -EINVAL;
 213
 214         freqs.old = speedstep_freqs[speedstep_get_state()].frequency;
 215         freqs.new = speedstep_freqs[newstate].frequency;
 216         freqs.cpu = 0; /* speedstep.c is UP only driver */
 217
 218         if (freqs.old == freqs.new)
 219                 return 0;
 220
 221         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 222         speedstep_set_state(newstate);
 223         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 224
 225         return 0;
 226 }
 227
 228
 229 /**
 230  * speedstep_verify - verifies a new CPUFreq policy
 231  * @policy: new policy
 232  *
 233  * Limit must be within speedstep_low_freq and speedstep_high_freq, with
 234  * at least one border included.
 235  */
 236 static int speedstep_verify (struct cpufreq_policy *policy)
 237 {
 238         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, &speedstep_freqs[0]);
 239 }
 240
 241
 242 static int speedstep_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 243 {
 244         int result;
 245         unsigned int speed,state;
 246
 247         /* capability check */
 248         if (policy->cpu != 0)
 249                 return -ENODEV;
 250
 251         result = speedstep_smi_ownership();
 252         if (result) {
 253                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: fails an aquiring ownership of a SMI interface.\n");
 254                 return -EINVAL;
 255         }
 256
 257         /* detect low and high frequency */
 258         result = speedstep_smi_get_freqs(&speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency,
 259                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_HIGH].frequency);
 260         if (result) {
 261                 /* fall back to speedstep_lib.c dection mechanism: try both states out */
 262                 dprintk(KERN_INFO PFX "could not detect low and high frequencies by SMI call.\n");
 263                 if (!speedstep_processor)
 264                         speedstep_processor = speedstep_detect_processor();
 265
 266                 if (!speedstep_processor)
 267                         return -ENODEV;
 268
 269                 result = speedstep_get_freqs(speedstep_processor,
 270                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency,
 271                                 &speedstep_freqs[SPEEDSTEP_HIGH].frequency,
 272                                 &speedstep_set_state);
 273
 274                 if (result) {
 275                         dprintk(KERN_INFO PFX "could not detect two different speeds -- aborting.\n");
 276                         return result;
 277                 } else
 278                         dprintk(KERN_INFO PFX "workaround worked.\n");
 279         }
 280
 281         /* get current speed setting */
 282         state = speedstep_get_state();
 283         speed = speedstep_freqs[state].frequency;
 284
 285         dprintk(KERN_INFO "cpufreq: currently at %s speed setting - %i MHz\n",
 286                 (speed == speedstep_freqs[SPEEDSTEP_LOW].frequency) ? "low" : "high",
 287                 (speed / 1000));
 288
 289         /* cpuinfo and default policy values */
 290         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
 291         policy->cpuinfo.transition_latency = CPUFREQ_ETERNAL;
 292         policy->cur = speed;
 293
 294         result = cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, speedstep_freqs);
 295         if (result)
 296                 return (result);
 297
 298         cpufreq_frequency_table_get_attr(speedstep_freqs, policy->cpu);
 299
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 static int speedstep_cpu_exit(struct cpufreq_policy *policy)
 304 {
 305         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
 306         return 0;
 307 }
 308
 309 static unsigned int speedstep_get(unsigned int cpu)
 310 {
 311         if (cpu)
 312                 return -ENODEV;
 313         if (!speedstep_processor)
 314                 speedstep_processor = speedstep_detect_processor();
 315         if (!speedstep_processor)
 316                 return 0;
 317         return speedstep_get_processor_frequency(speedstep_processor);
 318 }
 319
 320
 321 static int speedstep_resume(struct cpufreq_policy *policy)
 322 {
 323         int result = speedstep_smi_ownership();
 324
 325         if (result)
 326                 dprintk(KERN_INFO "cpufreq: fails an aquiring ownership of a SMI interface.\n");
 327
 328         return result;
 329 }
 330
 331 static struct freq_attr* speedstep_attr[] = {
 332         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
 333         NULL,
 334 };
 335
 336 static struct cpufreq_driver speedstep_driver = {
 337         .name           = "speedstep-smi",
 338         .verify         = speedstep_verify,
 339         .target         = speedstep_target,
 340         .init           = speedstep_cpu_init,
 341         .exit           = speedstep_cpu_exit,
 342         .get            = speedstep_get,
 343         .resume         = speedstep_resume,
 344         .owner          = THIS_MODULE,
 345         .attr           = speedstep_attr,
 346 };
 347
 348 /**
 349  * speedstep_init - initializes the SpeedStep CPUFreq driver
 350  *
 351  *   Initializes the SpeedStep support. Returns -ENODEV on unsupported
 352  * BIOS, -EINVAL on problems during initiatization, and zero on
 353  * success.
 354  */
 355 static int __init speedstep_init(void)
 356 {
 357     struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
 358
 359     if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL) {
 360                 printk (KERN_INFO PFX "No Intel CPU detected.\n");
 361                 return -ENODEV;
 362         }
 363
 364         dprintk(KERN_DEBUG PFX "signature:0x%.8lx, command:0x%.8lx, event:0x%.8lx, perf_level:0x%.8lx.\n",
 365                 ist_info.signature, ist_info.command, ist_info.event, ist_info.perf_level);
 366
 367
 368         /* Error if no IST-SMI BIOS or no PARM
 369                  sig= 'ISGE' aka 'Intel Speedstep Gate E' */
 370         if ((ist_info.signature !=  0x47534943) && (
 371             (smi_port == 0) || (smi_cmd == 0)))
 372                 return -ENODEV;
 373
 374         if (smi_sig == 1)
 375                 smi_sig = 0x47534943;
 376         else
 377                 smi_sig = ist_info.signature;
 378
 379         /* setup smi_port from MODLULE_PARM or BIOS */
 380         if ((smi_port > 0xff) || (smi_port < 0)) {
 381                 return -EINVAL;
 382         } else if (smi_port == 0) {
 383                 smi_port = ist_info.command & 0xff;
 384         }
 385
 386         if ((smi_cmd > 0xff) || (smi_cmd < 0)) {
 387                 return -EINVAL;
 388         } else if (smi_cmd == 0) {
 389                 smi_cmd = (ist_info.command >> 16) & 0xff;
 390         }
 391
 392         return cpufreq_register_driver(&speedstep_driver);
 393 }
 394
 395
 396 /**
 397  * speedstep_exit - unregisters SpeedStep support
 398  *
 399  *   Unregisters SpeedStep support.
 400  */
 401 static void __exit speedstep_exit(void)
 402 {
 403         cpufreq_unregister_driver(&speedstep_driver);
 404 }
 405
 406 module_param(smi_port,  int, 0444);
 407 module_param(smi_cmd,   int, 0444);
 408 module_param(smi_sig,  uint, 0444);
 409
 410 MODULE_PARM_DESC(smi_port, "Override the BIOS-given IST port with this value -- Intel's default setting is 0xb2");
 411 MODULE_PARM_DESC(smi_cmd, "Override the BIOS-given IST command with this value -- Intel's default setting is 0x82");
 412 MODULE_PARM_DESC(smi_sig, "Set to 1 to fake the IST signature when using the SMI interface.");
 413
 414 MODULE_AUTHOR ("Hiroshi Miura");
 415 MODULE_DESCRIPTION ("Speedstep driver for IST applet SMI interface.");
 416 MODULE_LICENSE ("GPL");
 417
 418 module_init(speedstep_init);
 419 module_exit(speedstep_exit);