sys/dev/agp/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
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/malloc.h>
  33 #include <sys/kernel.h>
  34 #include <sys/module.h>
  35 #include <sys/bus.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/mutex.h>
  38 #include <sys/proc.h>
  39
  40 #include <dev/agp/agppriv.h>
  41 #include <dev/agp/agpreg.h>
  42 #include <dev/pci/pcivar.h>
  43 #include <dev/pci/pcireg.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/vm_extern.h>
  47 #include <vm/vm_kern.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 kmem_alloc_contig.
  98          * Allocate individual GATT pages and map them into the page
  99          * directory.
 100          */
 101         gatt->ag_entries = entries;
 102         gatt->ag_virtual = (void *)kmem_alloc_attr(kernel_arena,
 103             entries * sizeof(u_int32_t), M_NOWAIT | M_ZERO, 0, ~0,
 104             VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING);
 105         if (!gatt->ag_virtual) {
 106                 if (bootverbose)
 107                         device_printf(dev, "allocation failed\n");
 108                 free(gatt, M_AGP);
 109                 return 0;
 110         }
 111
 112         /*
 113          * Allocate the page directory.
 114          */
 115         gatt->ag_vdir = (void *)kmem_alloc_attr(kernel_arena, AGP_PAGE_SIZE,
 116             M_NOWAIT | M_ZERO, 0, ~0, VM_MEMATTR_WRITE_COMBINING);
 117         if (!gatt->ag_vdir) {
 118                 if (bootverbose)
 119                         device_printf(dev,
 120                                       "failed to allocate page directory\n");
 121                 kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_virtual,
 122                     entries * sizeof(u_int32_t));
 123                 free(gatt, M_AGP);
 124                 return 0;
 125         }
 126
 127         gatt->ag_pdir = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_vdir);
 128         if(bootverbose)
 129                 device_printf(dev, "gatt -> ag_pdir %#lx\n",
 130                     (u_long)gatt->ag_pdir);
 131         /*
 132          * Allocate the gatt pages
 133          */
 134         gatt->ag_entries = entries;
 135         if(bootverbose)
 136                 device_printf(dev, "allocating GATT for %d AGP page entries\n",
 137                         gatt->ag_entries);
 138
 139         gatt->ag_physical = vtophys((vm_offset_t) gatt->ag_virtual);
 140
 141         /*
 142          * Map the pages of the GATT into the page directory.
 143          *
 144          * The GATT page addresses are mapped into the directory offset by
 145          * an amount dependent on the base address of the aperture. This
 146          * is and offset into the page directory, not an offset added to
 147          * the addresses of the gatt pages.
 148          */
 149
 150         pdir_offset = pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APBASE, 4) >> 22;
 151
 152         npages = ((entries * sizeof(u_int32_t) + AGP_PAGE_SIZE - 1)
 153                   >> AGP_PAGE_SHIFT);
 154
 155         for (i = 0; i < npages; i++) {
 156                 vm_offset_t va;
 157                 vm_offset_t pa;
 158
 159                 va = ((vm_offset_t) gatt->ag_virtual) + i * AGP_PAGE_SIZE;
 160                 pa = vtophys(va);
 161                 gatt->ag_vdir[i + pdir_offset] = pa | 1;
 162         }
 163
 164         return gatt;
 165 }
 166
 167 static void
 168 agp_amd_free_gatt(struct agp_amd_gatt *gatt)
 169 {
 170         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_vdir, AGP_PAGE_SIZE);
 171         kmem_free(kernel_arena, (vm_offset_t)gatt->ag_virtual,
 172             gatt->ag_entries * sizeof(u_int32_t));
 173         free(gatt, M_AGP);
 174 }
 175
 176 static const char*
 177 agp_amd_match(device_t dev)
 178 {
 179         if (pci_get_class(dev) != PCIC_BRIDGE
 180             || pci_get_subclass(dev) != PCIS_BRIDGE_HOST)
 181                 return NULL;
 182
 183         if (agp_find_caps(dev) == 0)
 184                 return NULL;
 185
 186         switch (pci_get_devid(dev)) {
 187         case 0x70061022:
 188                 return ("AMD 751 host to AGP bridge");
 189         case 0x700e1022:
 190                 return ("AMD 761 host to AGP bridge");
 191         case 0x700c1022:
 192                 return ("AMD 762 host to AGP bridge");
 193         }
 194
 195         return NULL;
 196 }
 197
 198 static int
 199 agp_amd_probe(device_t dev)
 200 {
 201         const char *desc;
 202
 203         if (resource_disabled("agp", device_get_unit(dev)))
 204                 return (ENXIO);
 205         desc = agp_amd_match(dev);
 206         if (desc) {
 207                 device_set_desc(dev, desc);
 208                 return BUS_PROBE_DEFAULT;
 209         }
 210
 211         return ENXIO;
 212 }
 213
 214 static int
 215 agp_amd_attach(device_t dev)
 216 {
 217         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 218         struct agp_amd_gatt *gatt;
 219         int error, rid;
 220
 221         error = agp_generic_attach(dev);
 222         if (error)
 223                 return error;
 224
 225         rid = AGP_AMD751_REGISTERS;
 226         sc->regs = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
 227                                           RF_ACTIVE);
 228         if (!sc->regs) {
 229                 agp_generic_detach(dev);
 230                 return ENOMEM;
 231         }
 232
 233         sc->bst = rman_get_bustag(sc->regs);
 234         sc->bsh = rman_get_bushandle(sc->regs);
 235
 236         sc->initial_aperture = AGP_GET_APERTURE(dev);
 237
 238         for (;;) {
 239                 gatt = agp_amd_alloc_gatt(dev);
 240                 if (gatt)
 241                         break;
 242
 243                 /*
 244                  * Probably contigmalloc failure. Try reducing the
 245                  * aperture so that the gatt size reduces.
 246                  */
 247                 if (AGP_SET_APERTURE(dev, AGP_GET_APERTURE(dev) / 2))
 248                         return ENOMEM;
 249         }
 250         sc->gatt = gatt;
 251
 252         /* Install the gatt. */
 253         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, gatt->ag_pdir);
 254
 255         /* Enable synchronisation between host and agp. */
 256         pci_write_config(dev,
 257                          AGP_AMD751_MODECTRL,
 258                          AGP_AMD751_MODECTRL_SYNEN, 1);
 259
 260         /* Set indexing mode for two-level and enable page dir cache */
 261         pci_write_config(dev,
 262                          AGP_AMD751_MODECTRL2,
 263                          AGP_AMD751_MODECTRL2_GPDCE, 1);
 264
 265         /* Enable the TLB and flush */
 266         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 267                READ2(AGP_AMD751_STATUS) | AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 268         AGP_FLUSH_TLB(dev);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 static int
 274 agp_amd_detach(device_t dev)
 275 {
 276         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 277
 278         agp_free_cdev(dev);
 279
 280         /* Disable the TLB.. */
 281         WRITE2(AGP_AMD751_STATUS,
 282                READ2(AGP_AMD751_STATUS) & ~AGP_AMD751_STATUS_GCE);
 283
 284         /* Disable host-agp sync */
 285         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_MODECTRL, 0x00, 1);
 286
 287         /* Clear the GATT base */
 288         WRITE4(AGP_AMD751_ATTBASE, 0);
 289
 290         /* Put the aperture back the way it started. */
 291         AGP_SET_APERTURE(dev, sc->initial_aperture);
 292
 293         agp_amd_free_gatt(sc->gatt);
 294         agp_free_res(dev);
 295
 296         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY,
 297                              AGP_AMD751_REGISTERS, sc->regs);
 298
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 static u_int32_t
 303 agp_amd_get_aperture(device_t dev)
 304 {
 305         int vas;
 306
 307         /*
 308          * The aperture size is equal to 32M<<vas.
 309          */
 310         vas = (pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & 0x06) >> 1;
 311         return (32*1024*1024) << vas;
 312 }
 313
 314 static int
 315 agp_amd_set_aperture(device_t dev, u_int32_t aperture)
 316 {
 317         int vas;
 318
 319         /*
 320          * Check for a power of two and make sure its within the
 321          * programmable range.
 322          */
 323         if (aperture & (aperture - 1)
 324             || aperture < 32*1024*1024
 325             || aperture > 2U*1024*1024*1024)
 326                 return EINVAL;
 327
 328         vas = ffs(aperture / 32*1024*1024) - 1;
 329
 330         /*
 331          * While the size register is bits 1-3 of APCTRL, bit 0 must be
 332          * set for the size value to be 'valid'
 333          */
 334         pci_write_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL,
 335                          (((pci_read_config(dev, AGP_AMD751_APCTRL, 1) & ~0x06)
 336                           | ((vas << 1) | 1))), 1);
 337
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 static int
 342 agp_amd_bind_page(device_t dev, vm_offset_t offset, vm_offset_t physical)
 343 {
 344         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 345
 346         if (offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 347                 return EINVAL;
 348
 349         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = physical | 1;
 350         return 0;
 351 }
 352
 353 static int
 354 agp_amd_unbind_page(device_t dev, vm_offset_t offset)
 355 {
 356         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 357
 358         if (offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
 359                 return EINVAL;
 360
 361         sc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = 0;
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 static void
 366 agp_amd_flush_tlb(device_t dev)
 367 {
 368         struct agp_amd_softc *sc = device_get_softc(dev);
 369
 370         /* Set the cache invalidate bit and wait for the chipset to clear */
 371         WRITE4(AGP_AMD751_TLBCTRL, 1);
 372         do {
 373                 DELAY(1);
 374         } while (READ4(AGP_AMD751_TLBCTRL));
 375 }
 376
 377 static device_method_t agp_amd_methods[] = {
 378         /* Device interface */
 379         DEVMETHOD(device_probe,         agp_amd_probe),
 380         DEVMETHOD(device_attach,        agp_amd_attach),
 381         DEVMETHOD(device_detach,        agp_amd_detach),
 382         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
 383         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
 384         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
 385
 386         /* AGP interface */
 387         DEVMETHOD(agp_get_aperture,     agp_amd_get_aperture),
 388         DEVMETHOD(agp_set_aperture,     agp_amd_set_aperture),
 389         DEVMETHOD(agp_bind_page,        agp_amd_bind_page),
 390         DEVMETHOD(agp_unbind_page,      agp_amd_unbind_page),
 391         DEVMETHOD(agp_flush_tlb,        agp_amd_flush_tlb),
 392         DEVMETHOD(agp_enable,           agp_generic_enable),
 393         DEVMETHOD(agp_alloc_memory,     agp_generic_alloc_memory),
 394         DEVMETHOD(agp_free_memory,      agp_generic_free_memory),
 395         DEVMETHOD(agp_bind_memory,      agp_generic_bind_memory),
 396         DEVMETHOD(agp_unbind_memory,    agp_generic_unbind_memory),
 397
 398         { 0, 0 }
 399 };
 400
 401 static driver_t agp_amd_driver = {
 402         "agp",
 403         agp_amd_methods,
 404         sizeof(struct agp_amd_softc),
 405 };
 406
 407 static devclass_t agp_devclass;
 408
 409 DRIVER_MODULE(agp_amd, hostb, agp_amd_driver, agp_devclass, 0, 0);
 410 MODULE_DEPEND(agp_amd, agp, 1, 1, 1);
 411 MODULE_DEPEND(agp_amd, pci, 1, 1, 1);