sys/dev/agp/agp_amd.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2000 Doug Rabson
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/bus.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41
  42 #include <dev/agp/agppriv.h>
  43 #include <dev/agp/agpreg.h>
  44 #include <dev/pci/pcivar.h>
  45 #include <dev/pci/pcireg.h>
  46
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <vm/vm_extern.h>
  49 #include <vm/vm_kern.h>
  50 #include <vm/vm_object.h>
  51 #include <vm/pmap.h>
  52 #include <machine/bus.h>
  53 #include <machine/resource.h>
  54 #include <sys/rman.h>
  55
  56 MALLOC_DECLARE(M_AGP);
  57
  58 #define READ2(off)      bus_space_read_2(sc->bst, sc->bsh, off)
  59 #define READ4(off)      bus_space_read_4(sc->bst, sc->bsh, off)
  60 #define WRITE2(off,v)   bus_space_write_2(sc->bst, sc->bsh, off, v)
  61 #define WRITE4(off,v)   bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, off, v)
  62
  63 struct agp_amd_gatt {
  64         u_int32_t       ag_entries;
  65         u_int32_t      *ag_virtual;     /* virtual address of gatt */
  66         vm_offset_t     ag_physical;
  67         u_int32_t      *ag_vdir;        /* virtual address of page dir */
  68         vm_offset_t     ag_pdir;        /* physical address of page dir */
  69 };
  70
  71 struct agp_amd_softc {
  72         struct agp_softc        agp;
  73         struct resource        *regs;   /* memory mapped control registers */
  74         bus_space_tag_t         bst;    /* bus_space tag */
  75         bus_space_handle_t      bsh;    /* bus_space handle */
  76         u_int32_t               initial_aperture; /* aperture size at startup */
  77         struct agp_amd_gatt    *gatt;
  78 };
  79
  80 static struct agp_amd_gatt *
  81 agp_amd_alloc_gatt(device_t dev)
  82 {
  83         u_int32_t apsize = AGP_GET_APERTURE(dev);
  84         u_int32_t entries = apsize >> AGP_PAGE_SHIFT;
  85         struct agp_amd_gatt *gatt;
  86         int i, npages, pdir_offset;
  87
  88         if (bootverbose)
  89                 device_printf(dev,
  90                               "allocating GATT for aperture of size %dM\n",
  91                               apsize / (1024*1024));
  92
  93         gatt = malloc(sizeof(struct agp_amd_gatt), M_AGP, M_NOWAIT);
  94         if (!gatt)
  95                 return 0;
  96
  97         /*
  98          * The AMD751 uses a page directory to map a non-contiguous
  99          * gatt so we don't need to use kmem_alloc_contig.
 100          * Allocate individual GATT pages and map them into the page
 101          * directory.
 102          */
 103         gatt->ag_entries = entries;
 104         gatt->ag_virtual = (void *)kmem_alloc_attr(kernel_arena,
 105             entries * sizeof(u_int32_t), M_NOWAIT | M_ZERO, 0, ~0,
 106             VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING);
 107         if (!gatt->ag_virtual) {
 108                 if (bootverbose)
 109                         device_printf(dev, "allocation failed\n");
 110                 free(gatt, M_AGP);
 111                 return 0;
 112         }
 113
 114         /*
 115          * Allocate the page directory.
 116          */
 117         gatt->ag_vdir = (void *)kmem_alloc_attr(kernel_arena, AGP_PAGE_SIZE,
 118             M_NOWAIT | M_ZERO, 0, ~0, VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING);
 119         if (!gatt->ag_vdir) {
 120                 if (bootverbose)
 121                         device_printf(dev,
 122                                       "failed to allocate page directory\n");
 123                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_virtual,
 124                     entries * sizeof(u_int32_t));
 125                 free(gatt, M_AGP);
 126                 return 0;
 127         }
 128
 129         gatt->ag_pdir = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_vdir);
 130         if(bootverbose)
 131                 device_printf(dev, "gatt -> ag_pdir %#lx\n",
 132                     (u_long)gatt->ag_pdir);
 133         /*
 134          * Allocate the gatt pages
 135          */
 136         gatt->ag_entries = entries;
 137         if(bootverbose)
 138                 device_printf(dev, "allocating GATT for %d AGP page entries\n",
 139                         gatt->ag_entries);
 140
 141         gatt->ag_physical = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_virtual);
 142
 143         /*
 144          * Map the pages of the GATT into the page directory.
 145          *
 146          * The GATT page addresses are mapped into the directory offset by
 147          * an amount dependent on the base address of the aperture. This
 148          * is and offset into the page directory, not an offset added to
 149          * the addresses of the gatt pages.
 150          */
 151
 152         pdir_offset = pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APBASE, 4) >> 22;
 153
 154         npages = ((entries * sizeof(u_int32_t) + AGP_PAGE_SIZE - 1)
 155                   >> AGP_PAGE_SHIFT);
 156
 157         for (i = 0; i < npages; i++) {
 158                 vm_offset_t va;
 159                 vm_offset_t pa;
 160
 161                 va = ((vm_offset_t) gatt->ag_virtual) + i * AGP_PAGE_SIZE;
 162                 pa = vtophys(va);
 163                 gatt->ag_vdir[i + pdir_offset] = pa | 1;
 164         }
 165
 166         return gatt;
 167 }
 168
 169 static void
 170 agp_amd_free_gatt(struct agp_amd_gatt *gatt)
 171 {
 172         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_vdir, AGP_PAGE_SIZE);
 173         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_virtual,
 174             gatt->ag_entries * sizeof(u_int32_t));
 175         free(gatt, M_AGP);
 176 }
 177
 178 static const char*
 179 agp_amd_match(device_t dev)
 180 {
 181         if (pci_get_class(dev) != PCIC_BRIDGE
 182             || pci_get_subclass(dev) != PCIS_BRIDGE_HOST)
 183                 return NULL;
 184
 185         if (agp_find_caps(dev) == 0)
 186                 return NULL;
 187
 188         switch (pci_get_devid(dev)) {
 189         case 0x70061022:
 190                 return ("AMD 751 host to AGP bridge");
 191         case 0x700e1022:
 192                 return ("AMD 761 host to AGP bridge");
 193         case 0x700c1022:
 194                 return ("AMD 762 host to AGP bridge");
 195         }
 196
 197         return NULL;
 198 }
 199
 200 static int
 201 agp_amd_probe(device_t dev)
 202 {
 203         const char *desc;
 204
 205         if (resource_disabled("agp", device_get_unit(dev)))
 206                 return (ENXIO);
 207         desc = agp_amd_match(dev);
 208         if (desc) {
 209                 device_set_desc(dev, desc);
 210                 return BUS_PROBE_DEFAULT;
 211         }
 212
 213         return ENXIO;
 214 }
 215
 216 static int
 217 agp_amd_attach(device_t dev)
 218 {
 219         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 220         struct agp_amd_gatt *gatt;
 221         int error, rid;
 222
 223         error = agp_generic_attach(dev);
 224         if (error)
 225                 return error;
 226
 227         rid = AGP_AMD751_REGISTERS;
 228         sc->regs = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
 229                                           RF_ACTIVE);
 230         if (!sc->regs) {
 231                 agp_generic_detach(dev);
 232                 return ENOMEM;
 233         }
 234
 235         sc->bst = rman_get_bustag(sc->regs);
 236         sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->regs);
 237
 238         sc->initial_aperture = AGP_GET_APERTURE(dev);
 239
 240         for (;;) {
 241                 gatt = agp_amd_alloc_gatt(dev);
 242                 if (gatt)
 243                         break;
 244
 245                 /*
 246                  * Probably contigmalloc failure. Try reducing the
 247                  * aperture so that the gatt size reduces.
 248                  */
 249                 if (AGP_SET_APERTURE(dev, AGP_GET_APERTURE(dev) / 2))
 250                         return ENOMEM;
 251         }
 252         sc->gatt = gatt;
 253
 254         /* Install the gatt. */
 255         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, gatt->ag_pdir);
 256
 257         /* Enable synchronisation between host and agp. */
 258         pci_write_config(dev,
 259                          AGP_AMD751_MODECTRL,
 260                          AGP_AMD751_MODECTRL_SYNEN, 1);
 261
 262         /* Set indexing mode for two-level and enable page dir cache */
 263         pci_write_config(dev,
 264                          AGP_AMD751_MODECTRL2,
 265                          AGP_AMD751_MODECTRL2_GPDCE, 1);
 266
 267         /* Enable the TLB and flush */
 268         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 269                READ2(AGP_AMD751_STATUS) | AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 270         AGP_FLUSH_TLB(dev);
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 static int
 276 agp_amd_detach(device_t dev)
 277 {
 278         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 279
 280         agp_free_cdev(dev);
 281
 282         /* Disable the TLB.. */
 283         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 284                READ2(AGP_AMD751_STATUS) & ~AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 285
 286         /* Disable host-agp sync */
 287         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_MODECTRL, 0x00, 1);
 288
 289         /* Clear the GATT base */
 290         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, 0);
 291
 292         /* Put the aperture back the way it started. */
 293         AGP_SET_APERTURE(dev, sc->initial_aperture);
 294
 295         agp_amd_free_gatt(sc->gatt);
 296         agp_free_res(dev);
 297
 298         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY,
 299                              AGP_AMD751_REGISTERS, sc->regs);
 300
 301         return 0;
 302 }
 303
 304 static u_int32_t
 305 agp_amd_get_aperture(device_t dev)
 306 {
 307         int vas;
 308
 309         /*
 310          * The aperture size is equal to 32M<<vas.
 311          */
 312         vas = (pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & 0x06) >> 1;
 313         return (32*1024*1024) << vas;
 314 }
 315
 316 static int
 317 agp_amd_set_aperture(device_t dev, u_int32_t aperture)
 318 {
 319         int vas;
 320
 321         /*
 322          * Check for a power of two and make sure its within the
 323          * programmable range.
 324          */
 325         if (aperture & (aperture - 1)
 326             || aperture < 32*1024*1024
 327             || aperture > 2U*1024*1024*1024)
 328                 return EINVAL;
 329
 330         vas = ffs(aperture / 32*1024*1024) - 1;
 331
 332         /*
 333          * While the size register is bits 1-3 of APCTRL, bit 0 must be
 334          * set for the size value to be 'valid'
 335          */
 336         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL,
 337                          (((pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & ~0x06)
 338                           | ((vas << 1) | 1))), 1);
 339
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 static int
 344 agp_amd_bind_page(device_t dev, vm_offset_t offset, vm_offset_t physical)
 345 {
 346         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 347
 348         if (offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 349                 return EINVAL;
 350
 351         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = physical | 1;
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 static int
 356 agp_amd_unbind_page(device_t dev, vm_offset_t offset)
 357 {
 358         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 359
 360         if (offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 361                 return EINVAL;
 362
 363         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = 0;
 364         return 0;
 365 }
 366
 367 static void
 368 agp_amd_flush_tlb(device_t dev)
 369 {
 370         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 371
 372         /* Set the cache invalidate bit and wait for the chipset to clear */
 373         WRITE4(AGP_AMD751_TLBCTRL, 1);
 374         do {
 375                 DELAY(1);
 376         } while (READ4(AGP_AMD751_TLBCTRL));
 377 }
 378
 379 static device_method_t agp_amd_methods[] = {
 380         /* Device interface */
 381         DEVMETHOD(device_probe,         agp_amd_probe),
 382         DEVMETHOD(device_attach,        agp_amd_attach),
 383         DEVMETHOD(device_detach,        agp_amd_detach),
 384         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
 385         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
 386         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
 387
 388         /* AGP interface */
 389         DEVMETHOD(agp_get_aperture,     agp_amd_get_aperture),
 390         DEVMETHOD(agp_set_aperture,     agp_amd_set_aperture),
 391         DEVMETHOD(agp_bind_page,        agp_amd_bind_page),
 392         DEVMETHOD(agp_unbind_page,      agp_amd_unbind_page),
 393         DEVMETHOD(agp_flush_tlb,        agp_amd_flush_tlb),
 394         DEVMETHOD(agp_enable,           agp_generic_enable),
 395         DEVMETHOD(agp_alloc_memory,     agp_generic_alloc_memory),
 396         DEVMETHOD(agp_free_memory,      agp_generic_free_memory),
 397         DEVMETHOD(agp_bind_memory,      agp_generic_bind_memory),
 398         DEVMETHOD(agp_unbind_memory,    agp_generic_unbind_memory),
 399
 400         { 0, 0 }
 401 };
 402
 403 static driver_t agp_amd_driver = {
 404         "agp",
 405         agp_amd_methods,
 406         sizeof(struct agp_amd_softc),
 407 };
 408
 409 static devclass_t agp_devclass;
 410
 411 DRIVER_MODULE(agp_amd, hostb, agp_amd_driver, agp_devclass, 0, 0);
 412 MODULE_DEPEND(agp_amd, agp, 1, 1, 1);
 413 MODULE_DEPEND(agp_amd, pci, 1, 1, 1);