sys/i386/i386/k6_mem.c

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