Newtoken commit. Change the token implementation as follows: (1) Obtaining
[dragonfly.git] / sys / dev / agp / agp_nvidia.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2003 Matthew N. Dodd <winter@jurai.net>
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  * Based on FreeBSD v1.2.
27  * $DragonFly: src/sys/dev/agp/agp_nvidia.c,v 1.2 2003/12/09 19:40:56 dillon Exp $
28  */
29
30 /*
31  * Written using information gleaned from the
32  * NVIDIA nForce/nForce2 AGPGART Linux Kernel Patch.
33  */
34
35 #include "opt_bus.h"
36 #include "opt_pci.h"
37
38 #include <sys/param.h>
39 #include <sys/systm.h>
40 #include <sys/malloc.h>
41 #include <sys/kernel.h>
42 #include <sys/bus.h>
43 #include <sys/lock.h>
44
45 #include <bus/pci/pcivar.h>
46 #include <bus/pci/pcireg.h>
47 #include "agppriv.h"
48 #include "agpreg.h"
49
50 #include <vm/vm.h>
51 #include <vm/vm_object.h>
52 #include <vm/pmap.h>
53
54 #include <machine/bus.h>
55 #include <machine/resource.h>
56 #include <sys/rman.h>
57
58 #define NVIDIA_VENDORID         0x10de
59 #define NVIDIA_DEVICEID_NFORCE  0x01a4
60 #define NVIDIA_DEVICEID_NFORCE2 0x01e0
61
62 struct agp_nvidia_softc {
63         struct agp_softc        agp;
64         u_int32_t               initial_aperture; /* aperture size at startup */
65         struct agp_gatt *       gatt;
66
67         device_t                dev;            /* AGP Controller */
68         device_t                mc1_dev;        /* Memory Controller */
69         device_t                mc2_dev;        /* Memory Controller */
70         device_t                bdev;           /* Bridge */
71
72         u_int32_t               wbc_mask;
73         int                     num_dirs;
74         int                     num_active_entries;
75         off_t                   pg_offset;
76 };
77
78 static const char *     agp_nvidia_match        (device_t dev);
79 static int              agp_nvidia_probe        (device_t);
80 static int              agp_nvidia_attach       (device_t);
81 static int              agp_nvidia_detach       (device_t);
82 static u_int32_t        agp_nvidia_get_aperture (device_t);
83 static int              agp_nvidia_set_aperture (device_t, u_int32_t);
84 static int              agp_nvidia_bind_page    (device_t, int, vm_offset_t);
85 static int              agp_nvidia_unbind_page  (device_t, int);
86
87 static int              nvidia_init_iorr        (u_int32_t, u_int32_t);
88
89 static const char *
90 agp_nvidia_match (device_t dev)
91 {
92         if (pci_get_class(dev) != PCIC_BRIDGE ||
93             pci_get_subclass(dev) != PCIS_BRIDGE_HOST ||
94             pci_get_vendor(dev) != NVIDIA_VENDORID)
95                 return (NULL);
96
97         switch (pci_get_device(dev)) {
98         case NVIDIA_DEVICEID_NFORCE:
99                 return ("NVIDIA nForce AGP Controller");
100         case NVIDIA_DEVICEID_NFORCE2:
101                 return ("NVIDIA nForce2 AGP Controller");
102         }
103         return ("NVIDIA Generic AGP Controller");
104 }
105
106 static int
107 agp_nvidia_probe (device_t dev)
108 {
109         const char *desc;
110
111         desc = agp_nvidia_match(dev);
112         if (desc) {
113                 device_verbose(dev);
114                 device_set_desc(dev, desc);
115                 return (0);
116         }
117         return (ENXIO);
118 }
119
120 static int
121 agp_nvidia_attach (device_t dev)
122 {
123         struct agp_nvidia_softc *sc = device_get_softc(dev);
124         struct agp_gatt *gatt;
125         u_int32_t apbase;
126         u_int32_t aplimit;
127         u_int32_t temp;
128         int size;
129         int i;
130         int error;
131
132         switch (pci_get_device(dev)) {
133         case NVIDIA_DEVICEID_NFORCE:
134                 sc->wbc_mask = 0x00010000;
135                 break;
136         case NVIDIA_DEVICEID_NFORCE2:
137                 sc->wbc_mask = 0x80000000;
138                 break;
139         default:
140                 sc->wbc_mask = 0;
141                 break;
142         }
143
144         /* AGP Controller */
145         sc->dev = dev;
146
147         /* Memory Controller 1 */
148         sc->mc1_dev = pci_find_bsf(pci_get_bus(dev), 0, 1);
149         if (sc->mc1_dev == NULL) {
150                 device_printf(dev,
151                         "Unable to find NVIDIA Memory Controller 1.\n");
152                 return (ENODEV);
153         }
154
155         /* Memory Controller 2 */
156         sc->mc2_dev = pci_find_bsf(pci_get_bus(dev), 0, 2);
157         if (sc->mc2_dev == NULL) {
158                 device_printf(dev,
159                         "Unable to find NVIDIA Memory Controller 2.\n");
160                 return (ENODEV);
161         }
162
163         /* AGP Host to PCI Bridge */
164         sc->bdev = pci_find_bsf(pci_get_bus(dev), 30, 0);
165         if (sc->bdev == NULL) {
166                 device_printf(dev,
167                         "Unable to find NVIDIA AGP Host to PCI Bridge.\n");
168                 return (ENODEV);
169         }
170
171         error = agp_generic_attach(dev);
172         if (error)
173                 return (error);
174
175         sc->initial_aperture = AGP_GET_APERTURE(dev);
176         if (sc->initial_aperture == 0) {
177                 device_printf(dev, "bad initial aperture size, disabling\n");
178                 return ENXIO;
179         }
180
181         for (;;) {
182                 gatt = agp_alloc_gatt(dev);
183                 if (gatt)
184                         break;
185                 /*
186                  * Probably contigmalloc failure. Try reducing the
187                  * aperture so that the gatt size reduces.
188                  */
189                 if (AGP_SET_APERTURE(dev, AGP_GET_APERTURE(dev) / 2))
190                         goto fail;
191         }
192         sc->gatt = gatt;
193
194         apbase = rman_get_start(sc->agp.as_aperture);
195         aplimit = apbase + AGP_GET_APERTURE(dev) - 1;
196         pci_write_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_APBASE, apbase, 4);
197         pci_write_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_APLIMIT, aplimit, 4);
198         pci_write_config(sc->bdev, AGP_NVIDIA_3_APBASE, apbase, 4);
199         pci_write_config(sc->bdev, AGP_NVIDIA_3_APLIMIT, aplimit, 4);
200
201         error = nvidia_init_iorr(apbase, AGP_GET_APERTURE(dev));
202         if (error) {
203                 device_printf(dev, "Failed to setup IORRs\n");
204                 goto fail;
205         }
206
207         /* directory size is 64k */
208         size = AGP_GET_APERTURE(dev) / 1024 / 1024;
209         sc->num_dirs = size / 64;
210         sc->num_active_entries = (size == 32) ? 16384 : ((size * 1024) / 4);
211         sc->pg_offset = 0;
212         if (sc->num_dirs == 0) {
213                 sc->num_dirs = 1;
214                 sc->num_active_entries /= (64 / size);
215                 sc->pg_offset = (apbase & (64 * 1024 * 1024 - 1) &
216                                  ~(AGP_GET_APERTURE(dev) - 1)) / PAGE_SIZE;
217         }
218
219         /* (G)ATT Base Address */
220         for (i = 0; i < 8; i++) {
221                 pci_write_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_ATTBASE(i),
222                                  (sc->gatt->ag_physical +
223                                    (i % sc->num_dirs) * 64 * 1024),
224                                  4);
225         }
226
227         /* GTLB Control */
228         temp = pci_read_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_GARTCTRL, 4);
229         pci_write_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_GARTCTRL, temp | 0x11, 4);
230
231         /* GART Control */
232         temp = pci_read_config(sc->dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, 4);
233         pci_write_config(sc->dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, temp | 0x100, 4);
234
235         return (0);
236 fail:
237         agp_generic_detach(dev);
238         return (ENOMEM);
239 }
240
241 static int
242 agp_nvidia_detach (device_t dev)
243 {
244         struct agp_nvidia_softc *sc = device_get_softc(dev);
245         int error;
246         u_int32_t temp;
247
248         error = agp_generic_detach(dev);
249         if (error)
250                 return (error);
251
252         /* GART Control */
253         temp = pci_read_config(sc->dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, 4);
254         pci_write_config(sc->dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, temp & ~(0x100), 4);
255
256         /* GTLB Control */
257         temp = pci_read_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_GARTCTRL, 4);
258         pci_write_config(sc->mc2_dev, AGP_NVIDIA_2_GARTCTRL, temp & ~(0x11), 4);
259
260         /* Put the aperture back the way it started. */
261         AGP_SET_APERTURE(dev, sc->initial_aperture);
262
263         /* restore iorr for previous aperture size */
264         nvidia_init_iorr(rman_get_start(sc->agp.as_aperture),
265                          sc->initial_aperture);
266
267         agp_free_gatt(sc->gatt);
268
269         return (0);
270 }
271
272 static u_int32_t
273 agp_nvidia_get_aperture(device_t dev)
274 {
275         u_int8_t        key;
276
277         key = ffs(pci_read_config(dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, 1) & 0x0f);
278         return (1 << (24 + (key ? key : 5)));
279 }
280
281 static int
282 agp_nvidia_set_aperture(device_t dev, u_int32_t aperture)
283 {
284         u_int8_t val;
285         u_int8_t key;
286
287         switch (aperture) {
288         case (512 * 1024 * 1024): key = 0; break;
289         case (256 * 1024 * 1024): key = 8; break;
290         case (128 * 1024 * 1024): key = 12; break;
291         case (64 * 1024 * 1024): key = 14; break;
292         case (32 * 1024 * 1024): key = 15; break;
293         default:
294                 device_printf(dev, "Invalid aperture size (%dMb)\n",
295                                 aperture / 1024 / 1024);
296                 return (EINVAL);
297         }
298         val = pci_read_config(dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, 1);
299         pci_write_config(dev, AGP_NVIDIA_0_APSIZE, ((val & ~0x0f) | key), 1);
300
301         return (0);
302 }
303
304 static int
305 agp_nvidia_bind_page(device_t dev, int offset, vm_offset_t physical)
306 {
307         struct agp_nvidia_softc *sc = device_get_softc(dev);
308         u_int32_t index;
309
310         if (offset < 0 || offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
311                 return (EINVAL);
312
313         index = (sc->pg_offset + offset) >> AGP_PAGE_SHIFT;
314         sc->gatt->ag_virtual[index] = physical;
315
316         return (0);
317 }
318
319 static int
320 agp_nvidia_unbind_page(device_t dev, int offset)
321 {
322         struct agp_nvidia_softc *sc = device_get_softc(dev);
323         u_int32_t index;
324
325         if (offset < 0 || offset >= (sc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
326                 return (EINVAL);
327
328         index = (sc->pg_offset + offset) >> AGP_PAGE_SHIFT;
329         sc->gatt->ag_virtual[index] = 0;
330
331         return (0);
332 }
333
334 static int
335 agp_nvidia_flush_tlb (device_t dev, int offset)
336 {
337         struct agp_nvidia_softc *sc;
338         u_int32_t wbc_reg, temp;
339         int i;
340
341         sc = (struct agp_nvidia_softc *)device_get_softc(dev);
342
343         if (sc->wbc_mask) {
344                 wbc_reg = pci_read_config(sc->mc1_dev, AGP_NVIDIA_1_WBC, 4);
345                 wbc_reg |= sc->wbc_mask;
346                 pci_write_config(sc->mc1_dev, AGP_NVIDIA_1_WBC, wbc_reg, 4);
347
348                 /* Wait no more than 3 seconds. */
349                 for (i = 0; i < 3000; i++) {
350                         wbc_reg = pci_read_config(sc->mc1_dev,
351                                                   AGP_NVIDIA_1_WBC, 4);
352                         if ((sc->wbc_mask & wbc_reg) == 0)
353                                 break;
354                         else
355                                 DELAY(1000);
356                 }
357                 if (i == 3000)
358                         device_printf(dev,
359                                 "TLB flush took more than 3 seconds.\n");
360         }
361
362         /* Flush TLB entries. */
363         for(i = 0; i < 32 + 1; i++)
364                 temp = sc->gatt->ag_virtual[i * PAGE_SIZE / sizeof(u_int32_t)];
365         for(i = 0; i < 32 + 1; i++)
366                 temp = sc->gatt->ag_virtual[i * PAGE_SIZE / sizeof(u_int32_t)];
367
368         return (0);
369 }
370
371 #define SYSCFG          0xC0010010
372 #define IORR_BASE0      0xC0010016
373 #define IORR_MASK0      0xC0010017
374 #define AMD_K7_NUM_IORR 2
375
376 static int
377 nvidia_init_iorr(u_int32_t addr, u_int32_t size)
378 {
379         quad_t base, mask, sys;
380         u_int32_t iorr_addr, free_iorr_addr;
381
382         /* Find the iorr that is already used for the addr */
383         /* If not found, determine the uppermost available iorr */
384         free_iorr_addr = AMD_K7_NUM_IORR;
385         for(iorr_addr = 0; iorr_addr < AMD_K7_NUM_IORR; iorr_addr++) {
386                 base = rdmsr(IORR_BASE0 + 2 * iorr_addr);
387                 mask = rdmsr(IORR_MASK0 + 2 * iorr_addr);
388
389                 if ((base & 0xfffff000ULL) == (addr & 0xfffff000))
390                         break;
391
392                 if ((mask & 0x00000800ULL) == 0)
393                         free_iorr_addr = iorr_addr;
394         }
395
396         if (iorr_addr >= AMD_K7_NUM_IORR) {
397                 iorr_addr = free_iorr_addr;
398                 if (iorr_addr >= AMD_K7_NUM_IORR)
399                         return (EINVAL);
400         }
401
402         base = (addr & ~0xfff) | 0x18;
403         mask = (0xfULL << 32) | ((~(size - 1)) & 0xfffff000) | 0x800;
404         wrmsr(IORR_BASE0 + 2 * iorr_addr, base);
405         wrmsr(IORR_MASK0 + 2 * iorr_addr, mask);
406
407         sys = rdmsr(SYSCFG);
408         sys |= 0x00100000ULL;
409         wrmsr(SYSCFG, sys);
410
411         return (0);
412 }
413
414 static device_method_t agp_nvidia_methods[] = {
415         /* Device interface */
416         DEVMETHOD(device_probe,         agp_nvidia_probe),
417         DEVMETHOD(device_attach,        agp_nvidia_attach),
418         DEVMETHOD(device_detach,        agp_nvidia_detach),
419         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
420         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
421         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
422
423         /* AGP interface */
424         DEVMETHOD(agp_get_aperture,     agp_nvidia_get_aperture),
425         DEVMETHOD(agp_set_aperture,     agp_nvidia_set_aperture),
426         DEVMETHOD(agp_bind_page,        agp_nvidia_bind_page),
427         DEVMETHOD(agp_unbind_page,      agp_nvidia_unbind_page),
428         DEVMETHOD(agp_flush_tlb,        agp_nvidia_flush_tlb),
429
430         DEVMETHOD(agp_enable,           agp_generic_enable),
431         DEVMETHOD(agp_alloc_memory,     agp_generic_alloc_memory),
432         DEVMETHOD(agp_free_memory,      agp_generic_free_memory),
433         DEVMETHOD(agp_bind_memory,      agp_generic_bind_memory),
434         DEVMETHOD(agp_unbind_memory,    agp_generic_unbind_memory),
435
436         { 0, 0 }
437 };
438
439 static driver_t agp_nvidia_driver = {
440         "agp",
441         agp_nvidia_methods,
442         sizeof(struct agp_nvidia_softc),
443 };
444
445 static devclass_t agp_devclass;
446
447 DRIVER_MODULE(agp_nvidia, pci, agp_nvidia_driver, agp_devclass, 0, 0);
448 MODULE_DEPEND(agp_nvidia, agp, 1, 1, 1);
449 MODULE_DEPEND(agp_nvidia, pci, 1, 1, 1);