sys/pci/agp_amd.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2000 Doug Rabson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  *      $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #include "opt_bus.h"
  30 #include "opt_pci.h"
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/bus.h>
  37 #include <sys/lock.h>
  38 #include <sys/lockmgr.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/proc.h>
  41
  42 #include <pci/pcivar.h>
  43 #include <pci/pcireg.h>
  44 #include <pci/agppriv.h>
  45 #include <pci/agpreg.h>
  46
  47 #include <vm/vm.h>
  48 #include <vm/vm_object.h>
  49 #include <vm/pmap.h>
  50 #include <machine/bus.h>
  51 #include <machine/resource.h>
  52 #include <sys/rman.h>
  53
  54 MALLOC_DECLARE(M_AGP);
  55
  56 #define READ2(off)      bus_space_read_2(sc->bst, sc->bsh, off)
  57 #define READ4(off)      bus_space_read_4(sc->bst, sc->bsh, off)
  58 #define WRITE2(off,v)   bus_space_write_2(sc->bst, sc->bsh, off, v)
  59 #define WRITE4(off,v)   bus_space_write_4(sc->bst, sc->bsh, off, v)
  60
  61 struct agp_amd_gatt {
  62         u_int32_t       ag_entries;
  63         u_int32_t      *ag_virtual;     /* virtual address of gatt */
  64         vm_offset_t     ag_physical;
  65         u_int32_t      *ag_vdir;        /* virtual address of page dir */
  66         vm_offset_t     ag_pdir;        /* physical address of page dir */
  67 };
  68
  69 struct agp_amd_softc {
  70         struct agp_softc agp;
  71         struct resource *regs;  /* memory mapped control registers */
  72         bus_space_tag_t bst;    /* bus_space tag */
  73         bus_space_handle_t bsh; /* bus_space handle */
  74         u_int32_t       initial_aperture; /* aperture size at startup */
  75         struct agp_amd_gatt *gatt;
  76 };
  77
  78 static struct agp_amd_gatt *
  79 agp_amd_alloc_gatt(device_t dev)
  80 {
  81         u_int32_t apsize = AGP_GET_APERTURE(dev);
  82         u_int32_t entries = apsize >> AGP_PAGE_SHIFT;
  83         struct agp_amd_gatt *gatt;
  84         int i, npages, pdir_offset;
  85
  86         if (bootverbose)
  87                 device_printf(dev,
  88                               "allocating GATT for aperture of size %dM\n",
  89                               apsize / (1024*1024));
  90
  91         gatt = malloc(sizeof(struct agp_amd_gatt), M_AGP, M_NOWAIT);
  92         if (!gatt)
  93                 return 0;
  94
  95         /*
  96          * The AMD751 uses a page directory to map a non-contiguous
  97          * gatt so we don't need to use contigmalloc.
  98          * Malloc individual gatt pages and map them into the page
  99          * directory.
 100          */
 101         gatt->ag_entries = entries;
 102         gatt->ag_virtual = malloc(entries * sizeof(u_int32_t),
 103                                   M_AGP, M_NOWAIT);
 104         if (!gatt->ag_virtual) {
 105                 if (bootverbose)
 106                         device_printf(dev, "allocation failed\n");
 107                 free(gatt, M_AGP);
 108                 return 0;
 109         }
 110         bzero(gatt->ag_virtual, entries * sizeof(u_int32_t));
 111
 112         /*
 113          * Allocate the page directory.
 114          */
 115         gatt->ag_vdir = malloc(AGP_PAGE_SIZE, M_AGP, M_NOWAIT);
 116         if (!gatt->ag_vdir) {
 117                 if (bootverbose)
 118                         device_printf(dev,
 119                                       "failed to allocate page directory\n");
 120                 free(gatt->ag_virtual, M_AGP);
 121                 free(gatt, M_AGP);
 122                 return 0;
 123         }
 124         bzero(gatt->ag_vdir, AGP_PAGE_SIZE);
 125
 126         gatt->ag_pdir = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_vdir);
 127         if(bootverbose)
 128                 device_printf(dev, "gatt -> ag_pdir %#lx\n",
 129                     (u_long)gatt->ag_pdir);
 130         /*
 131          * Allocate the gatt pages
 132          */
 133         gatt->ag_entries = entries;
 134         if(bootverbose)
 135                 device_printf(dev, "allocating GATT for %d AGP page entries\n",
 136                         gatt->ag_entries);
 137
 138         gatt->ag_physical = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_virtual);
 139
 140         /*
 141          * Map the pages of the GATT into the page directory.
 142          *
 143          * The GATT page addresses are mapped into the directory offset by
 144          * an amount dependent on the base address of the aperture. This
 145          * is and offset into the page directory, not an offset added to
 146          * the addresses of the gatt pages.
 147          */
 148
 149         pdir_offset = pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APBASE, 4) >> 22;
 150
 151         npages = ((entries * sizeof(u_int32_t) + AGP_PAGE_SIZE - 1)
 152                   >> AGP_PAGE_SHIFT);
 153
 154         for (i = 0; i < npages; i++) {
 155                 vm_offset_t va;
 156                 vm_offset_t pa;
 157
 158                 va = ((vm_offset_t) gatt->ag_virtual) + i * AGP_PAGE_SIZE;
 159                 pa = vtophys(va);
 160                 gatt->ag_vdir[i + pdir_offset] = pa | 1;
 161         }
 162
 163         /*
 164          * Make sure the chipset can see everything.
 165          */
 166         agp_flush_cache();
 167
 168         return gatt;
 169 }
 170
 171 static void
 172 agp_amd_free_gatt(struct agp_amd_gatt *gatt)
 173 {
 174         free(gatt->ag_virtual, M_AGP);
 175         free(gatt->ag_vdir, M_AGP);
 176         free(gatt, M_AGP);
 177 }
 178
 179 static const char*
 180 agp_amd_match(device_t dev)
 181 {
 182         if (pci_get_class(dev) != PCIC_BRIDGE
 183             || pci_get_subclass(dev) != PCIS_BRIDGE_HOST)
 184                 return NULL;
 185
 186         if (agp_find_caps(dev) == 0)
 187                 return NULL;
 188
 189         switch (pci_get_devid(dev)) {
 190
 191         case 0x700e1022:
 192                 return ("AMD 761 host to AGP bridge");
 193
 194         case 0x70061022:
 195                 return ("AMD 751 host to AGP bridge");
 196
 197         case 0x700c1022:
 198                 return ("AMD 762 host to AGP bridge");
 199
 200         };
 201
 202         return NULL;
 203 }
 204
 205 static int
 206 agp_amd_probe(device_t dev)
 207 {
 208         const char *desc;
 209
 210         desc = agp_amd_match(dev);
 211         if (desc) {
 212                 device_verbose(dev);
 213                 device_set_desc(dev, desc);
 214                 return 0;
 215         }
 216
 217         return ENXIO;
 218 }
 219
 220 static int
 221 agp_amd_attach(device_t dev)
 222 {
 223         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 224         struct agp_amd_gatt *gatt;
 225         int error, rid;
 226
 227         error = agp_generic_attach(dev);
 228         if (error)
 229                 return error;
 230
 231         rid = AGP_AMD751_REGISTERS;
 232         sc->regs = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
 233                                       0, ~0, 1, RF_ACTIVE);
 234         if (!sc->regs) {
 235                 agp_generic_detach(dev);
 236                 return ENOMEM;
 237         }
 238
 239         sc->bst = rman_get_bustag(sc->regs);
 240         sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->regs);
 241
 242         sc->initial_aperture = AGP_GET_APERTURE(dev);
 243
 244         for (;;) {
 245                 gatt = agp_amd_alloc_gatt(dev);
 246                 if (gatt)
 247                         break;
 248
 249                 /*
 250                  * Probably contigmalloc failure. Try reducing the
 251                  * aperture so that the gatt size reduces.
 252                  */
 253                 if (AGP_SET_APERTURE(dev, AGP_GET_APERTURE(dev) / 2))
 254                         return ENOMEM;
 255         }
 256         sc->gatt = gatt;
 257
 258         /* Install the gatt. */
 259         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, gatt->ag_pdir);
 260
 261         /* Enable synchronisation between host and agp. */
 262         pci_write_config(dev,
 263                          AGP_AMD751_MODECTRL,
 264                          AGP_AMD751_MODECTRL_SYNEN, 1);
 265
 266         /* Set indexing mode for two-level and enable page dir cache */
 267         pci_write_config(dev,
 268                          AGP_AMD751_MODECTRL2,
 269                          AGP_AMD751_MODECTRL2_GPDCE, 1);
 270
 271         /* Enable the TLB and flush */
 272         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 273                READ2(AGP_AMD751_STATUS) | AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 274         AGP_FLUSH_TLB(dev);
 275
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 static int
 280 agp_amd_detach(device_t dev)
 281 {
 282         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 283         int error;
 284
 285         error = agp_generic_detach(dev);
 286         if (error)
 287                 return error;
 288
 289         /* Disable the TLB.. */
 290         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 291                READ2(AGP_AMD751_STATUS) & ~AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 292
 293         /* Disable host-agp sync */
 294         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_MODECTRL, 0x00, 1);
 295
 296         /* Clear the GATT base */
 297         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, 0);
 298
 299         /* Put the aperture back the way it started. */
 300         AGP_SET_APERTURE(dev, sc->initial_aperture);
 301
 302         agp_amd_free_gatt(sc->gatt);
 303
 304         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY,
 305                              AGP_AMD751_REGISTERS, sc->regs);
 306
 307         return 0;
 308 }
 309
 310 static u_int32_t
 311 agp_amd_get_aperture(device_t dev)
 312 {
 313         int vas;
 314
 315         /*
 316          * The aperture size is equal to 32M<<vas.
 317          */
 318         vas = (pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & 0x06) >> 1;
 319         return (32*1024*1024) << vas;
 320 }
 321
 322 static int
 323 agp_amd_set_aperture(device_t dev, u_int32_t aperture)
 324 {
 325         int vas;
 326
 327         /*
 328          * Check for a power of two and make sure its within the
 329          * programmable range.
 330          */
 331         if (aperture & (aperture - 1)
 332             || aperture < 32*1024*1024
 333             || aperture > 2U*1024*1024*1024)
 334                 return EINVAL;
 335
 336         vas = ffs(aperture / 32*1024*1024) - 1;
 337
 338         /*
 339          * While the size register is bits 1-3 of APCTRL, bit 0 must be
 340          * set for the size value to be 'valid'
 341          */
 342         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL,
 343                          (((pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & ~0x06)
 344                           | ((vas << 1) | 1))), 1);
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 static int
 350 agp_amd_bind_page(device_t dev, int offset, vm_offset_t physical)
 351 {
 352         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 353
 354         if (offset < 0 || offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 355                 return EINVAL;
 356
 357         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = physical | 1;
 358
 359         /* invalidate the cache */
 360         AGP_FLUSH_TLB(dev);
 361         return 0;
 362 }
 363
 364 static int
 365 agp_amd_unbind_page(device_t dev, int offset)
 366 {
 367         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 368
 369         if (offset < 0 || offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 370                 return EINVAL;
 371
 372         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = 0;
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 static void
 377 agp_amd_flush_tlb(device_t dev)
 378 {
 379         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 380
 381         /* Set the cache invalidate bit and wait for the chipset to clear */
 382         WRITE4(AGP_AMD751_TLBCTRL, 1);
 383         do {
 384                 DELAY(1);
 385         } while (READ4(AGP_AMD751_TLBCTRL));
 386 }
 387
 388 static device_method_t agp_amd_methods[] = {
 389         /* Device interface */
 390         DEVMETHOD(device_probe,         agp_amd_probe),
 391         DEVMETHOD(device_attach,        agp_amd_attach),
 392         DEVMETHOD(device_detach,        agp_amd_detach),
 393         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
 394         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
 395         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
 396
 397         /* AGP interface */
 398         DEVMETHOD(agp_get_aperture,     agp_amd_get_aperture),
 399         DEVMETHOD(agp_set_aperture,     agp_amd_set_aperture),
 400         DEVMETHOD(agp_bind_page,        agp_amd_bind_page),
 401         DEVMETHOD(agp_unbind_page,      agp_amd_unbind_page),
 402         DEVMETHOD(agp_flush_tlb,        agp_amd_flush_tlb),
 403         DEVMETHOD(agp_enable,           agp_generic_enable),
 404         DEVMETHOD(agp_alloc_memory,     agp_generic_alloc_memory),
 405         DEVMETHOD(agp_free_memory,      agp_generic_free_memory),
 406         DEVMETHOD(agp_bind_memory,      agp_generic_bind_memory),
 407         DEVMETHOD(agp_unbind_memory,    agp_generic_unbind_memory),
 408
 409         { 0, 0 }
 410 };
 411
 412 static driver_t agp_amd_driver = {
 413         "agp",
 414         agp_amd_methods,
 415         sizeof(struct agp_amd_softc),
 416 };
 417
 418 static devclass_t agp_devclass;
 419
 420 DRIVER_MODULE(agp_amd, pci, agp_amd_driver, agp_devclass, 0, 0);