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