sys/i386/i386/k6_mem.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 1999 Brian Fundakowski Feldman
   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/kernel.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/memrange.h>
  37
  38 #include <machine/cputypes.h>
  39 #include <machine/md_var.h>
  40 #include <machine/specialreg.h>
  41
  42 /*
  43  * A K6-2 MTRR is defined as the highest 15 bits having the address, the next
  44  * 15 having the mask, the 1st bit being "write-combining" and the 0th bit
  45  * being "uncacheable".
  46  *
  47  *      Address             Mask        WC  UC
  48  * | XXXXXXXXXXXXXXX | XXXXXXXXXXXXXXX | X | X |
  49  *
  50  * There are two of these in the 64-bit UWCCR.
  51  */
  52
  53 #define UWCCR 0xc0000085
  54
  55 #define K6_REG_GET(reg, addr, mask, wc, uc) do {                        \
  56                 addr = (reg) & 0xfffe0000;                              \
  57                 mask = ((reg) & 0x1fffc) >> 2;                          \
  58                 wc = ((reg) & 0x2) >> 1;                                \
  59                 uc = (reg) & 0x1;                                       \
  60         } while (0)
  61
  62 #define K6_REG_MAKE(addr, mask, wc, uc)                                 \
  63         ((addr) | ((mask) << 2) | ((wc) << 1) | uc)
  64
  65 static void     k6_mrinit(struct mem_range_softc *sc);
  66 static int      k6_mrset(struct mem_range_softc *, struct mem_range_desc *,
  67                     int *);
  68 static __inline int k6_mrmake(struct mem_range_desc *, u_int32_t *);
  69 static void     k6_mem_drvinit(void *);
  70
  71 static struct mem_range_ops k6_mrops =
  72 {
  73         k6_mrinit,
  74         k6_mrset,
  75         NULL,
  76         NULL
  77 };
  78
  79 static __inline int
  80 k6_mrmake(struct mem_range_desc *desc, u_int32_t *mtrr)
  81 {
  82         u_int32_t len = 0, wc, uc;
  83         int bit;
  84
  85         if (desc->mr_base &~ 0xfffe0000)
  86                 return (EINVAL);
  87         if (desc->mr_len < 131072 || !powerof2(desc->mr_len))
  88                 return (EINVAL);
  89         if (desc->mr_flags &~ (MDF_WRITECOMBINE|MDF_UNCACHEABLE|MDF_FORCE))
  90                 return (EOPNOTSUPP);
  91
  92         for (bit = ffs(desc->mr_len >> 17) - 1; bit < 15; bit++)
  93                 len |= 1 << bit;
  94         wc = (desc->mr_flags & MDF_WRITECOMBINE) ? 1 : 0;
  95         uc = (desc->mr_flags & MDF_UNCACHEABLE) ? 1 : 0;
  96
  97         *mtrr = K6_REG_MAKE(desc->mr_base, len, wc, uc);
  98         return (0);
  99 }
 100
 101 static void
 102 k6_mrinit(struct mem_range_softc *sc)
 103 {
 104         u_int64_t reg;
 105         u_int32_t addr, mask, wc, uc;
 106         int d;
 107
 108         sc->mr_cap = 0;
 109         sc->mr_ndesc = 2; /* XXX (BFF) For now, we only have one msr for this */
 110         sc->mr_desc = malloc(sc->mr_ndesc * sizeof(struct mem_range_desc),
 111             M_MEMDESC, M_NOWAIT | M_ZERO);
 112         if (sc->mr_desc == NULL)
 113                 panic("k6_mrinit: malloc returns NULL");
 114
 115         reg = rdmsr(UWCCR);
 116         for (d = 0; d < sc->mr_ndesc; d++) {
 117                 u_int32_t one = (reg & (0xffffffff << (32 * d))) >> (32 * d);
 118
 119                 K6_REG_GET(one, addr, mask, wc, uc);
 120                 sc->mr_desc[d].mr_base = addr;
 121                 sc->mr_desc[d].mr_len = ffs(mask) << 17;
 122                 if (wc)
 123                         sc->mr_desc[d].mr_flags |= MDF_WRITECOMBINE;
 124                 if (uc)
 125                         sc->mr_desc[d].mr_flags |= MDF_UNCACHEABLE;
 126         }
 127
 128         printf("K6-family MTRR support enabled (%d registers)\n", sc->mr_ndesc);
 129 }
 130
 131 static int
 132 k6_mrset(struct mem_range_softc *sc, struct mem_range_desc *desc, int *arg)
 133 {
 134         u_int64_t reg;
 135         u_int32_t mtrr;
 136         int error, d;
 137
 138         switch (*arg) {
 139         case MEMRANGE_SET_UPDATE:
 140                 error = k6_mrmake(desc, &mtrr);
 141                 if (error)
 142                         return (error);
 143                 for (d = 0; d < sc->mr_ndesc; d++) {
 144                         if (!sc->mr_desc[d].mr_len) {
 145                                 sc->mr_desc[d] = *desc;
 146                                 goto out;
 147                         }
 148                         if (sc->mr_desc[d].mr_base == desc->mr_base &&
 149                             sc->mr_desc[d].mr_len == desc->mr_len)
 150                                 return (EEXIST);
 151                 }
 152                 return (ENOSPC);
 153         case MEMRANGE_SET_REMOVE:
 154                 mtrr = 0;
 155                 for (d = 0; d < sc->mr_ndesc; d++)
 156                         if (sc->mr_desc[d].mr_base == desc->mr_base &&
 157                             sc->mr_desc[d].mr_len == desc->mr_len) {
 158                                 bzero(&sc->mr_desc[d], sizeof(sc->mr_desc[d]));
 159                                 goto out;
 160                         }
 161                 return (ENOENT);
 162         default:
 163                 return (EOPNOTSUPP);
 164         }
 165 out:
 166         disable_intr();
 167         wbinvd();
 168         reg = rdmsr(UWCCR);
 169         reg &= ~(0xffffffff << (32 * d));
 170         reg |= mtrr << (32 * d);
 171         wrmsr(UWCCR, reg);
 172         wbinvd();
 173         enable_intr();
 174
 175         return (0);
 176 }
 177
 178 static void
 179 k6_mem_drvinit(void *unused)
 180 {
 181
 182         if (cpu_vendor_id != CPU_VENDOR_AMD)
 183                 return;
 184         if ((cpu_id & 0xf00) != 0x500)
 185                 return;
 186         if ((cpu_id & 0xf0) < 0x80 ||
 187             ((cpu_id & 0xf0) == 0x80 && (cpu_id & 0xf) <= 0x7))
 188                 return;
 189         mem_range_softc.mr_op = &k6_mrops;
 190 }
 191 SYSINIT(k6memdev, SI_SUB_DRIVERS, SI_ORDER_FIRST, k6_mem_drvinit, NULL);