/*-
* Copyright (c) 2004, 2005 Jung-uk Kim <[email protected]>
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: agp_amd64.c,v 1.9 2019/11/10 21:16:36 chs Exp $");

#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/malloc.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/proc.h>
#include <sys/conf.h>
#include <sys/device.h>
#include <sys/agpio.h>

#include <dev/pci/pcivar.h>
#include <dev/pci/pcireg.h>
#include <dev/pci/agpvar.h>
#include <dev/pci/agpreg.h>

#include <dev/pci/pcidevs.h>

#include <sys/bus.h>


#define AMD64_MAX_MCTRL         8

/* XXX nForce3 requires secondary AGP bridge at 0:11:0. */
#define AGP_AMD64_NVIDIA_PCITAG(pc)     pci_make_tag(pc, 0, 11, 0)
/* XXX Some VIA bridge requires secondary AGP bridge at 0:1:0. */
#define AGP_AMD64_VIA_PCITAG(pc)        pci_make_tag(pc, 0, 1, 0)


static uint32_t agp_amd64_get_aperture(struct agp_softc *);
static int agp_amd64_set_aperture(struct agp_softc *, uint32_t);
static int agp_amd64_bind_page(struct agp_softc *, off_t, bus_addr_t);
static int agp_amd64_unbind_page(struct agp_softc *, off_t);
static void agp_amd64_flush_tlb(struct agp_softc *);

static void agp_amd64_apbase_fixup(struct agp_softc *);

static void agp_amd64_uli_init(struct agp_softc *);
static int agp_amd64_uli_set_aperture(struct agp_softc *, uint32_t);

static int agp_amd64_nvidia_match(const struct pci_attach_args *, uint16_t);
static void agp_amd64_nvidia_init(struct agp_softc *);
static int agp_amd64_nvidia_set_aperture(struct agp_softc *, uint32_t);

static int agp_amd64_via_match(const struct pci_attach_args *);
static void agp_amd64_via_init(struct agp_softc *);
static int agp_amd64_via_set_aperture(struct agp_softc *, uint32_t);


struct agp_amd64_softc {
       uint32_t                initial_aperture;
       struct agp_gatt         *gatt;
       uint32_t                apbase;
       pcitag_t                ctrl_tag;       /* use NVIDIA and VIA */
       pcitag_t                mctrl_tag[AMD64_MAX_MCTRL];
       int                     n_mctrl;
       int                     via_agp;
};

static struct agp_methods agp_amd64_methods = {
       agp_amd64_get_aperture,
       agp_amd64_set_aperture,
       agp_amd64_bind_page,
       agp_amd64_unbind_page,
       agp_amd64_flush_tlb,
       agp_generic_enable,
       agp_generic_alloc_memory,
       agp_generic_free_memory,
       agp_generic_bind_memory,
       agp_generic_unbind_memory,
};


int
agp_amd64_match(const struct pci_attach_args *pa)
{

       switch (PCI_VENDOR(pa->pa_id)) {
       case PCI_VENDOR_AMD:
               switch (PCI_PRODUCT(pa->pa_id)) {
               case PCI_PRODUCT_AMD_AGP8151_DEV:
                       return 1;
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_SIS:
               switch (PCI_PRODUCT(pa->pa_id)) {
               case PCI_PRODUCT_SIS_755:
               case PCI_PRODUCT_SIS_760:
                       return 1;
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_ALI:
               switch (PCI_PRODUCT(pa->pa_id)) {
               case PCI_PRODUCT_ALI_M1689:
                       return 1;
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_NVIDIA:
               switch (PCI_PRODUCT(pa->pa_id)) {
               case PCI_PRODUCT_NVIDIA_NFORCE3_PCHB:
                       return agp_amd64_nvidia_match(pa,
                           PCI_PRODUCT_NVIDIA_NFORCE3_PPB2);

                       /* NOTREACHED */

               case PCI_PRODUCT_NVIDIA_NFORCE3_250_PCHB:
                       return agp_amd64_nvidia_match(pa,
                           PCI_PRODUCT_NVIDIA_NFORCE3_250_AGP);

                       /* NOTREACHED */
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_VIATECH:
               switch (PCI_PRODUCT(pa->pa_id)) {
               case PCI_PRODUCT_VIATECH_K8M800_0:
               case PCI_PRODUCT_VIATECH_K8T890_0:
               case PCI_PRODUCT_VIATECH_K8HTB_0:
               case PCI_PRODUCT_VIATECH_K8HTB:
                       return 1;
               }
               break;
       }

       return 0;
}

static int
agp_amd64_nvidia_match(const struct pci_attach_args *pa, uint16_t devid)
{
       pcitag_t tag;
       pcireg_t reg;

       tag = AGP_AMD64_NVIDIA_PCITAG(pa->pa_pc);

       reg = pci_conf_read(pa->pa_pc, tag, PCI_CLASS_REG);
       if (PCI_CLASS(reg) != PCI_CLASS_BRIDGE ||
           PCI_SUBCLASS(reg) != PCI_SUBCLASS_BRIDGE_PCI)
               return 0;

       reg = pci_conf_read(pa->pa_pc, tag, PCI_ID_REG);
       if (PCI_VENDOR(reg) != PCI_VENDOR_NVIDIA || PCI_PRODUCT(reg) != devid)
               return 0;

       return 1;
}

static int
agp_amd64_via_match(const struct pci_attach_args *pa)
{
       pcitag_t tag;
       pcireg_t reg;

       tag = AGP_AMD64_VIA_PCITAG(pa->pa_pc);

       reg = pci_conf_read(pa->pa_pc, tag, PCI_CLASS_REG);
       if (PCI_CLASS(reg) != PCI_CLASS_BRIDGE ||
           PCI_SUBCLASS(reg) != PCI_SUBCLASS_BRIDGE_PCI)
               return 0;

       reg = pci_conf_read(pa->pa_pc, tag, PCI_ID_REG);
       if (PCI_VENDOR(reg) != PCI_VENDOR_VIATECH ||
           PCI_PRODUCT(reg) != PCI_PRODUCT_VIATECH_K8HTB_AGP)
               return 0;

       return 1;
}

int
agp_amd64_attach(device_t parent, device_t self, void *aux)
{
       struct agp_softc *sc = device_private(self);
       struct agp_amd64_softc *asc;
       struct pci_attach_args *pa = aux;
       struct agp_gatt *gatt;
       pcitag_t tag;
       pcireg_t id, attbase, apctrl;
       int maxdevs, i, n;
       int error;

       asc = malloc(sizeof(struct agp_amd64_softc), M_AGP, M_WAITOK | M_ZERO);

       if (agp_map_aperture(pa, sc, AGP_APBASE) != 0) {
               aprint_error(": can't map aperture\n");
               error = ENXIO;
               goto fail1;
       }

       maxdevs = pci_bus_maxdevs(pa->pa_pc, 0);
       for (i = 0, n = 0; i < maxdevs && n < AMD64_MAX_MCTRL; i++) {
               tag = pci_make_tag(pa->pa_pc, 0, i, 3);
               id = pci_conf_read(pa->pa_pc, tag, PCI_ID_REG);
               if (PCI_VENDOR(id) == PCI_VENDOR_AMD &&
                   (PCI_PRODUCT(id) == PCI_PRODUCT_AMD_AMD64_MISC ||
                    PCI_PRODUCT(id) == PCI_PRODUCT_AMD_AMD64_F10_MISC)) {
                       asc->mctrl_tag[n] = tag;
                       n++;
               }
       }
       if (n == 0) {
               aprint_error(": No Miscellaneous Control unit found.\n");
               error = ENXIO;
               goto fail1;
       }
       asc->n_mctrl = n;

       aprint_normal(": %d Miscellaneous Control unit(s) found.\n",
           asc->n_mctrl);
       aprint_normal("%s", device_xname(self));

       sc->as_chipc = asc;
       sc->as_methods = &agp_amd64_methods;
       pci_get_capability(pa->pa_pc, pa->pa_tag, PCI_CAP_AGP, &sc->as_capoff,
           NULL);
       asc->initial_aperture = AGP_GET_APERTURE(sc);

       for (;;) {
               gatt = agp_alloc_gatt(sc);
               if (gatt)
                       break;

               /*
                * Probably contigmalloc failure. Try reducing the
                * aperture so that the gatt size reduces.
                */
               if (AGP_SET_APERTURE(sc, AGP_GET_APERTURE(sc) / 2)) {
                       error = ENOMEM;
                       goto fail1;
               }
       }
       asc->gatt = gatt;

       switch (PCI_VENDOR(sc->as_id)) {
       case PCI_VENDOR_ALI:
               agp_amd64_uli_init(sc);
               if (agp_amd64_uli_set_aperture(sc, asc->initial_aperture)) {
                       /* XXX Back out agp_amd64_uli_init?  */
                       error = ENXIO;
                       goto fail2;
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_NVIDIA:
               asc->ctrl_tag = AGP_AMD64_NVIDIA_PCITAG(pa->pa_pc);
               agp_amd64_nvidia_init(sc);
               if (agp_amd64_nvidia_set_aperture(sc, asc->initial_aperture)) {
                       /* XXX Back out agp_amd64_nvidia_init?  */
                       error = ENXIO;
                       goto fail2;
               }
               break;

       case PCI_VENDOR_VIATECH:
               asc->via_agp = agp_amd64_via_match(pa);
               if (asc->via_agp) {
                       asc->ctrl_tag = AGP_AMD64_VIA_PCITAG(pa->pa_pc);
                       agp_amd64_via_init(sc);
                       if (agp_amd64_via_set_aperture(sc,
                           asc->initial_aperture)) {
                               /* XXX Back out agp_amd64_via_init?  */
                               error = ENXIO;
                               goto fail2;
                       }
               }
               break;
       }

       /* Install the gatt and enable aperture. */
       attbase = (uint32_t)(gatt->ag_physical >> 8) & AGP_AMD64_ATTBASE_MASK;
       for (i = 0; i < asc->n_mctrl; i++) {
               pci_conf_write(pa->pa_pc, asc->mctrl_tag[i], AGP_AMD64_ATTBASE,
                   attbase);
               apctrl = pci_conf_read(pa->pa_pc, asc->mctrl_tag[i],
                   AGP_AMD64_APCTRL);
               apctrl |= AGP_AMD64_APCTRL_GARTEN;
               apctrl &=
                   ~(AGP_AMD64_APCTRL_DISGARTCPU | AGP_AMD64_APCTRL_DISGARTIO);
               pci_conf_write(pa->pa_pc, asc->mctrl_tag[i], AGP_AMD64_APCTRL,
                   apctrl);
       }

       agp_flush_cache();

       /* Success!  */
       return 0;

fail2:  agp_free_gatt(sc, gatt);
fail1:  free(asc, M_AGP);
       agp_generic_detach(sc);
       KASSERT(error);
       return error;
}


static uint32_t agp_amd64_table[] = {
       0x02000000,     /*   32 MB */
       0x04000000,     /*   64 MB */
       0x08000000,     /*  128 MB */
       0x10000000,     /*  256 MB */
       0x20000000,     /*  512 MB */
       0x40000000,     /* 1024 MB */
       0x80000000,     /* 2048 MB */
};

#define AGP_AMD64_TABLE_SIZE \
       (sizeof(agp_amd64_table) / sizeof(agp_amd64_table[0]))

static uint32_t
agp_amd64_get_aperture(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       uint32_t i;

       i = (pci_conf_read(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[0], AGP_AMD64_APCTRL) &
               AGP_AMD64_APCTRL_SIZE_MASK) >> 1;

       if (i >= AGP_AMD64_TABLE_SIZE)
               return 0;

       return agp_amd64_table[i];
}

static int
agp_amd64_set_aperture(struct agp_softc *sc, uint32_t aperture)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       uint32_t i;
       pcireg_t apctrl;
       int j;

       for (i = 0; i < AGP_AMD64_TABLE_SIZE; i++)
               if (agp_amd64_table[i] == aperture)
                       break;
       if (i >= AGP_AMD64_TABLE_SIZE)
               return EINVAL;

       for (j = 0; j < asc->n_mctrl; j++) {
               apctrl = pci_conf_read(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[0],
                   AGP_AMD64_APCTRL);
               pci_conf_write(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[0], AGP_AMD64_APCTRL,
                   (apctrl & ~(AGP_AMD64_APCTRL_SIZE_MASK)) | (i << 1));
       }

       switch (PCI_VENDOR(sc->as_id)) {
       case PCI_VENDOR_ALI:
               return agp_amd64_uli_set_aperture(sc, aperture);
               break;

       case PCI_VENDOR_NVIDIA:
               return agp_amd64_nvidia_set_aperture(sc, aperture);
               break;

       case PCI_VENDOR_VIATECH:
               if (asc->via_agp)
                       return agp_amd64_via_set_aperture(sc, aperture);
               break;
       }

       return 0;
}

static int
agp_amd64_bind_page(struct agp_softc *sc, off_t offset, bus_addr_t physical)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;

       if (offset < 0 || offset >= (asc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
               return EINVAL;

       asc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] =
           (physical & 0xfffff000) | ((physical >> 28) & 0x00000ff0) | 3;

       return 0;
}

static int
agp_amd64_unbind_page(struct agp_softc *sc, off_t offset)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;

       if (offset < 0 || offset >= (asc->gatt->ag_entries << AGP_PAGE_SHIFT))
               return EINVAL;

       asc->gatt->ag_virtual[offset >> AGP_PAGE_SHIFT] = 0;

       return 0;
}

static void
agp_amd64_flush_tlb(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       pcireg_t cachectrl;
       int i;

       for (i = 0; i < asc->n_mctrl; i++) {
               cachectrl = pci_conf_read(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[i],
                   AGP_AMD64_CACHECTRL);
               pci_conf_write(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[i],
                   AGP_AMD64_CACHECTRL,
                   cachectrl | AGP_AMD64_CACHECTRL_INVGART);
       }
}

static void
agp_amd64_apbase_fixup(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       uint32_t apbase;
       int i;

       apbase = pci_conf_read(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_APBASE);
       asc->apbase = PCI_MAPREG_MEM_ADDR(apbase);
       apbase = (asc->apbase >> 25) & AGP_AMD64_APBASE_MASK;
       for (i = 0; i < asc->n_mctrl; i++)
               pci_conf_write(sc->as_pc, asc->mctrl_tag[i], AGP_AMD64_APBASE,
                   apbase);
}

static void
agp_amd64_uli_init(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       pcireg_t apbase;

       agp_amd64_apbase_fixup(sc);
       apbase = pci_conf_read(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_ULI_APBASE);
       pci_conf_write(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_ULI_APBASE,
           (apbase & 0x0000000f) | asc->apbase);
       pci_conf_write(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_ULI_HTT_FEATURE,
           asc->apbase);
}

static int
agp_amd64_uli_set_aperture(struct agp_softc *sc, uint32_t aperture)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;

       switch (aperture) {
       case 0x02000000:        /*  32 MB */
       case 0x04000000:        /*  64 MB */
       case 0x08000000:        /* 128 MB */
       case 0x10000000:        /* 256 MB */
               break;
       default:
               return EINVAL;
       }

       pci_conf_write(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_ULI_ENU_SCR,
           asc->apbase + aperture - 1);

       return 0;
}

static void
agp_amd64_nvidia_init(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       pcireg_t apbase;

       agp_amd64_apbase_fixup(sc);
       apbase =
           pci_conf_read(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_0_APBASE);
       pci_conf_write(sc->as_pc, sc->as_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_0_APBASE,
           (apbase & 0x0000000f) | asc->apbase);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_1_APBASE1,
           asc->apbase);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_1_APBASE2,
           asc->apbase);
}

static int
agp_amd64_nvidia_set_aperture(struct agp_softc *sc, uint32_t aperture)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       uint32_t apsize;

       switch (aperture) {
       case 0x02000000:        apsize = 0x0f;  break;  /*  32 MB */
       case 0x04000000:        apsize = 0x0e;  break;  /*  64 MB */
       case 0x08000000:        apsize = 0x0c;  break;  /* 128 MB */
       case 0x10000000:        apsize = 0x08;  break;  /* 256 MB */
       case 0x20000000:        apsize = 0x00;  break;  /* 512 MB */
       default:
               return EINVAL;
       }

       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_1_APSIZE,
           (pci_conf_read(sc->as_pc, asc->ctrl_tag,
           AGP_AMD64_NVIDIA_1_APSIZE) & 0xfffffff0) | apsize);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_1_APLIMIT1,
           asc->apbase + aperture - 1);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP_AMD64_NVIDIA_1_APLIMIT2,
           asc->apbase + aperture - 1);

       return 0;
}

static void
agp_amd64_via_init(struct agp_softc *sc)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;

       agp_amd64_apbase_fixup(sc);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP3_VIA_ATTBASE,
           asc->gatt->ag_physical);
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP3_VIA_GARTCTRL,
           pci_conf_read(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP3_VIA_ATTBASE) | 0x180);
}

static int
agp_amd64_via_set_aperture(struct agp_softc *sc, uint32_t aperture)
{
       struct agp_amd64_softc *asc = sc->as_chipc;
       uint32_t apsize;

       apsize = ((aperture - 1) >> 20) ^ 0xff;
       if ((((apsize ^ 0xff) << 20) | ((1 << 20) - 1)) + 1 != aperture)
               return EINVAL;
       pci_conf_write(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP3_VIA_APSIZE,
           (pci_conf_read(sc->as_pc, asc->ctrl_tag, AGP3_VIA_APSIZE) & ~0xff) |
           apsize);

       return 0;
}