drivers/platform/x86/intel_ips.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2009-2010 Intel Corporation
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   5  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
   6  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
   7  *
   8  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
   9  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  10  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  11  * more details.
  12  *
  13  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  14  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  15  * 51 Franklin St - Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  16  *
  17  * The full GNU General Public License is included in this distribution in
  18  * the file called "COPYING".
  19  *
  20  * Authors:
  21  *      Jesse Barnes <jbarnes@virtuousgeek.org>
  22  */
  23
  24 /*
  25  * Some Intel Ibex Peak based platforms support so-called "intelligent
  26  * power sharing", which allows the CPU and GPU to cooperate to maximize
  27  * performance within a given TDP (thermal design point).  This driver
  28  * performs the coordination between the CPU and GPU, monitors thermal and
  29  * power statistics in the platform, and initializes power monitoring
  30  * hardware.  It also provides a few tunables to control behavior.  Its
  31  * primary purpose is to safely allow CPU and GPU turbo modes to be enabled
  32  * by tracking power and thermal budget; secondarily it can boost turbo
  33  * performance by allocating more power or thermal budget to the CPU or GPU
  34  * based on available headroom and activity.
  35  *
  36  * The basic algorithm is driven by a 5s moving average of tempurature.  If
  37  * thermal headroom is available, the CPU and/or GPU power clamps may be
  38  * adjusted upwards.  If we hit the thermal ceiling or a thermal trigger,
  39  * we scale back the clamp.  Aside from trigger events (when we're critically
  40  * close or over our TDP) we don't adjust the clamps more than once every
  41  * five seconds.
  42  *
  43  * The thermal device (device 31, function 6) has a set of registers that
  44  * are updated by the ME firmware.  The ME should also take the clamp values
  45  * written to those registers and write them to the CPU, but we currently
  46  * bypass that functionality and write the CPU MSR directly.
  47  *
  48  * UNSUPPORTED:
  49  *   - dual MCP configs
  50  *
  51  * TODO:
  52  *   - handle CPU hotplug
  53  *   - provide turbo enable/disable api
  54  *
  55  * Related documents:
  56  *   - CDI 403777, 403778 - Auburndale EDS vol 1 & 2
  57  *   - CDI 401376 - Ibex Peak EDS
  58  *   - ref 26037, 26641 - IPS BIOS spec
  59  *   - ref 26489 - Nehalem BIOS writer's guide
  60  *   - ref 26921 - Ibex Peak BIOS Specification
  61  */
  62
  63 #include <linux/debugfs.h>
  64 #include <linux/delay.h>
  65 #include <linux/interrupt.h>
  66 #include <linux/kernel.h>
  67 #include <linux/kthread.h>
  68 #include <linux/module.h>
  69 #include <linux/pci.h>
  70 #include <linux/sched.h>
  71 #include <linux/seq_file.h>
  72 #include <linux/string.h>
  73 #include <linux/tick.h>
  74 #include <linux/timer.h>
  75 #include <drm/i915_drm.h>
  76 #include <asm/msr.h>
  77 #include <asm/processor.h>
  78
  79 #define PCI_DEVICE_ID_INTEL_THERMAL_SENSOR 0x3b32
  80
  81 /*
  82  * Package level MSRs for monitor/control
  83  */
  84 #define PLATFORM_INFO   0xce
  85 #define   PLATFORM_TDP          (1<<29)
  86 #define   PLATFORM_RATIO        (1<<28)
  87
  88 #define IA32_MISC_ENABLE        0x1a0
  89 #define   IA32_MISC_TURBO_EN    (1ULL<<38)
  90
  91 #define TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT       0x1ac
  92 #define   TURBO_TDC_OVR_EN      (1UL<<31)
  93 #define   TURBO_TDC_MASK        (0x000000007fff0000UL)
  94 #define   TURBO_TDC_SHIFT       (16)
  95 #define   TURBO_TDP_OVR_EN      (1UL<<15)
  96 #define   TURBO_TDP_MASK        (0x0000000000003fffUL)
  97
  98 /*
  99  * Core/thread MSRs for monitoring
 100  */
 101 #define IA32_PERF_CTL           0x199
 102 #define   IA32_PERF_TURBO_DIS   (1ULL<<32)
 103
 104 /*
 105  * Thermal PCI device regs
 106  */
 107 #define THM_CFG_TBAR    0x10
 108 #define THM_CFG_TBAR_HI 0x14
 109
 110 #define THM_TSIU        0x00
 111 #define THM_TSE         0x01
 112 #define   TSE_EN        0xb8
 113 #define THM_TSS         0x02
 114 #define THM_TSTR        0x03
 115 #define THM_TSTTP       0x04
 116 #define THM_TSCO        0x08
 117 #define THM_TSES        0x0c
 118 #define THM_TSGPEN      0x0d
 119 #define   TSGPEN_HOT_LOHI       (1<<1)
 120 #define   TSGPEN_CRIT_LOHI      (1<<2)
 121 #define THM_TSPC        0x0e
 122 #define THM_PPEC        0x10
 123 #define THM_CTA         0x12
 124 #define THM_PTA         0x14
 125 #define   PTA_SLOPE_MASK        (0xff00)
 126 #define   PTA_SLOPE_SHIFT       8
 127 #define   PTA_OFFSET_MASK       (0x00ff)
 128 #define THM_MGTA        0x16
 129 #define   MGTA_SLOPE_MASK       (0xff00)
 130 #define   MGTA_SLOPE_SHIFT      8
 131 #define   MGTA_OFFSET_MASK      (0x00ff)
 132 #define THM_TRC         0x1a
 133 #define   TRC_CORE2_EN  (1<<15)
 134 #define   TRC_THM_EN    (1<<12)
 135 #define   TRC_C6_WAR    (1<<8)
 136 #define   TRC_CORE1_EN  (1<<7)
 137 #define   TRC_CORE_PWR  (1<<6)
 138 #define   TRC_PCH_EN    (1<<5)
 139 #define   TRC_MCH_EN    (1<<4)
 140 #define   TRC_DIMM4     (1<<3)
 141 #define   TRC_DIMM3     (1<<2)
 142 #define   TRC_DIMM2     (1<<1)
 143 #define   TRC_DIMM1     (1<<0)
 144 #define THM_TES         0x20
 145 #define THM_TEN         0x21
 146 #define   TEN_UPDATE_EN 1
 147 #define THM_PSC         0x24
 148 #define   PSC_NTG       (1<<0) /* No GFX turbo support */
 149 #define   PSC_NTPC      (1<<1) /* No CPU turbo support */
 150 #define   PSC_PP_DEF    (0<<2) /* Perf policy up to driver */
 151 #define   PSP_PP_PC     (1<<2) /* BIOS prefers CPU perf */
 152 #define   PSP_PP_BAL    (2<<2) /* BIOS wants balanced perf */
 153 #define   PSP_PP_GFX    (3<<2) /* BIOS prefers GFX perf */
 154 #define   PSP_PBRT      (1<<4) /* BIOS run time support */
 155 #define THM_CTV1        0x30
 156 #define   CTV_TEMP_ERROR (1<<15)
 157 #define   CTV_TEMP_MASK 0x3f
 158 #define   CTV_
 159 #define THM_CTV2        0x32
 160 #define THM_CEC         0x34 /* undocumented power accumulator in joules */
 161 #define THM_AE          0x3f
 162 #define THM_HTS         0x50 /* 32 bits */
 163 #define   HTS_PCPL_MASK (0x7fe00000)
 164 #define   HTS_PCPL_SHIFT 21
 165 #define   HTS_GPL_MASK  (0x001ff000)
 166 #define   HTS_GPL_SHIFT 12
 167 #define   HTS_PP_MASK   (0x00000c00)
 168 #define   HTS_PP_SHIFT  10
 169 #define   HTS_PP_DEF    0
 170 #define   HTS_PP_PROC   1
 171 #define   HTS_PP_BAL    2
 172 #define   HTS_PP_GFX    3
 173 #define   HTS_PCTD_DIS  (1<<9)
 174 #define   HTS_GTD_DIS   (1<<8)
 175 #define   HTS_PTL_MASK  (0x000000fe)
 176 #define   HTS_PTL_SHIFT 1
 177 #define   HTS_NVV       (1<<0)
 178 #define THM_HTSHI       0x54 /* 16 bits */
 179 #define   HTS2_PPL_MASK         (0x03ff)
 180 #define   HTS2_PRST_MASK        (0x3c00)
 181 #define   HTS2_PRST_SHIFT       10
 182 #define   HTS2_PRST_UNLOADED    0
 183 #define   HTS2_PRST_RUNNING     1
 184 #define   HTS2_PRST_TDISOP      2 /* turbo disabled due to power */
 185 #define   HTS2_PRST_TDISHT      3 /* turbo disabled due to high temp */
 186 #define   HTS2_PRST_TDISUSR     4 /* user disabled turbo */
 187 #define   HTS2_PRST_TDISPLAT    5 /* platform disabled turbo */
 188 #define   HTS2_PRST_TDISPM      6 /* power management disabled turbo */
 189 #define   HTS2_PRST_TDISERR     7 /* some kind of error disabled turbo */
 190 #define THM_PTL         0x56
 191 #define THM_MGTV        0x58
 192 #define   TV_MASK       0x000000000000ff00
 193 #define   TV_SHIFT      8
 194 #define THM_PTV         0x60
 195 #define   PTV_MASK      0x00ff
 196 #define THM_MMGPC       0x64
 197 #define THM_MPPC        0x66
 198 #define THM_MPCPC       0x68
 199 #define THM_TSPIEN      0x82
 200 #define   TSPIEN_AUX_LOHI       (1<<0)
 201 #define   TSPIEN_HOT_LOHI       (1<<1)
 202 #define   TSPIEN_CRIT_LOHI      (1<<2)
 203 #define   TSPIEN_AUX2_LOHI      (1<<3)
 204 #define THM_TSLOCK      0x83
 205 #define THM_ATR         0x84
 206 #define THM_TOF         0x87
 207 #define THM_STS         0x98
 208 #define   STS_PCPL_MASK         (0x7fe00000)
 209 #define   STS_PCPL_SHIFT        21
 210 #define   STS_GPL_MASK          (0x001ff000)
 211 #define   STS_GPL_SHIFT         12
 212 #define   STS_PP_MASK           (0x00000c00)
 213 #define   STS_PP_SHIFT          10
 214 #define   STS_PP_DEF            0
 215 #define   STS_PP_PROC           1
 216 #define   STS_PP_BAL            2
 217 #define   STS_PP_GFX            3
 218 #define   STS_PCTD_DIS          (1<<9)
 219 #define   STS_GTD_DIS           (1<<8)
 220 #define   STS_PTL_MASK          (0x000000fe)
 221 #define   STS_PTL_SHIFT         1
 222 #define   STS_NVV               (1<<0)
 223 #define THM_SEC         0x9c
 224 #define   SEC_ACK       (1<<0)
 225 #define THM_TC3         0xa4
 226 #define THM_TC1         0xa8
 227 #define   STS_PPL_MASK          (0x0003ff00)
 228 #define   STS_PPL_SHIFT         16
 229 #define THM_TC2         0xac
 230 #define THM_DTV         0xb0
 231 #define THM_ITV         0xd8
 232 #define   ITV_ME_SEQNO_MASK 0x00ff0000 /* ME should update every ~200ms */
 233 #define   ITV_ME_SEQNO_SHIFT (16)
 234 #define   ITV_MCH_TEMP_MASK 0x0000ff00
 235 #define   ITV_MCH_TEMP_SHIFT (8)
 236 #define   ITV_PCH_TEMP_MASK 0x000000ff
 237
 238 #define thm_readb(off) readb(ips->regmap + (off))
 239 #define thm_readw(off) readw(ips->regmap + (off))
 240 #define thm_readl(off) readl(ips->regmap + (off))
 241 #define thm_readq(off) readq(ips->regmap + (off))
 242
 243 #define thm_writeb(off, val) writeb((val), ips->regmap + (off))
 244 #define thm_writew(off, val) writew((val), ips->regmap + (off))
 245 #define thm_writel(off, val) writel((val), ips->regmap + (off))
 246
 247 static const int IPS_ADJUST_PERIOD = 5000; /* ms */
 248
 249 /* For initial average collection */
 250 static const int IPS_SAMPLE_PERIOD = 200; /* ms */
 251 static const int IPS_SAMPLE_WINDOW = 5000; /* 5s moving window of samples */
 252 #define IPS_SAMPLE_COUNT (IPS_SAMPLE_WINDOW / IPS_SAMPLE_PERIOD)
 253
 254 /* Per-SKU limits */
 255 struct ips_mcp_limits {
 256         int cpu_family;
 257         int cpu_model; /* includes extended model... */
 258         int mcp_power_limit; /* mW units */
 259         int core_power_limit;
 260         int mch_power_limit;
 261         int core_temp_limit; /* degrees C */
 262         int mch_temp_limit;
 263 };
 264
 265 /* Max temps are -10 degrees C to avoid PROCHOT# */
 266
 267 struct ips_mcp_limits ips_sv_limits = {
 268         .mcp_power_limit = 35000,
 269         .core_power_limit = 29000,
 270         .mch_power_limit = 20000,
 271         .core_temp_limit = 95,
 272         .mch_temp_limit = 90
 273 };
 274
 275 struct ips_mcp_limits ips_lv_limits = {
 276         .mcp_power_limit = 25000,
 277         .core_power_limit = 21000,
 278         .mch_power_limit = 13000,
 279         .core_temp_limit = 95,
 280         .mch_temp_limit = 90
 281 };
 282
 283 struct ips_mcp_limits ips_ulv_limits = {
 284         .mcp_power_limit = 18000,
 285         .core_power_limit = 14000,
 286         .mch_power_limit = 11000,
 287         .core_temp_limit = 95,
 288         .mch_temp_limit = 90
 289 };
 290
 291 struct ips_driver {
 292         struct pci_dev *dev;
 293         void *regmap;
 294         struct task_struct *monitor;
 295         struct task_struct *adjust;
 296         struct dentry *debug_root;
 297
 298         /* Average CPU core temps (all averages in .01 degrees C for precision) */
 299         u16 ctv1_avg_temp;
 300         u16 ctv2_avg_temp;
 301         /* GMCH average */
 302         u16 mch_avg_temp;
 303         /* Average for the CPU (both cores?) */
 304         u16 mcp_avg_temp;
 305         /* Average power consumption (in mW) */
 306         u32 cpu_avg_power;
 307         u32 mch_avg_power;
 308
 309         /* Offset values */
 310         u16 cta_val;
 311         u16 pta_val;
 312         u16 mgta_val;
 313
 314         /* Maximums & prefs, protected by turbo status lock */
 315         spinlock_t turbo_status_lock;
 316         u16 mcp_temp_limit;
 317         u16 mcp_power_limit;
 318         u16 core_power_limit;
 319         u16 mch_power_limit;
 320         bool cpu_turbo_enabled;
 321         bool __cpu_turbo_on;
 322         bool gpu_turbo_enabled;
 323         bool __gpu_turbo_on;
 324         bool gpu_preferred;
 325         bool poll_turbo_status;
 326         bool second_cpu;
 327         bool turbo_toggle_allowed;
 328         struct ips_mcp_limits *limits;
 329
 330         /* Optional MCH interfaces for if i915 is in use */
 331         unsigned long (*read_mch_val)(void);
 332         bool (*gpu_raise)(void);
 333         bool (*gpu_lower)(void);
 334         bool (*gpu_busy)(void);
 335         bool (*gpu_turbo_disable)(void);
 336
 337         /* For restoration at unload */
 338         u64 orig_turbo_limit;
 339         u64 orig_turbo_ratios;
 340 };
 341
 342 /**
 343  * ips_cpu_busy - is CPU busy?
 344  * @ips: IPS driver struct
 345  *
 346  * Check CPU for load to see whether we should increase its thermal budget.
 347  *
 348  * RETURNS:
 349  * True if the CPU could use more power, false otherwise.
 350  */
 351 static bool ips_cpu_busy(struct ips_driver *ips)
 352 {
 353         if ((avenrun[0] >> FSHIFT) > 1)
 354                 return true;
 355
 356         return false;
 357 }
 358
 359 /**
 360  * ips_cpu_raise - raise CPU power clamp
 361  * @ips: IPS driver struct
 362  *
 363  * Raise the CPU power clamp by %IPS_CPU_STEP, in accordance with TDP for
 364  * this platform.
 365  *
 366  * We do this by adjusting the TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT MSR upwards (as
 367  * long as we haven't hit the TDP limit for the SKU).
 368  */
 369 static void ips_cpu_raise(struct ips_driver *ips)
 370 {
 371         u64 turbo_override;
 372         u16 cur_tdp_limit, new_tdp_limit;
 373
 374         if (!ips->cpu_turbo_enabled)
 375                 return;
 376
 377         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 378
 379         cur_tdp_limit = turbo_override & TURBO_TDP_MASK;
 380         new_tdp_limit = cur_tdp_limit + 8; /* 1W increase */
 381
 382         /* Clamp to SKU TDP limit */
 383         if (((new_tdp_limit * 10) / 8) > ips->core_power_limit)
 384                 new_tdp_limit = cur_tdp_limit;
 385
 386         thm_writew(THM_MPCPC, (new_tdp_limit * 10) / 8);
 387
 388         turbo_override |= TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDC_OVR_EN;
 389         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 390
 391         turbo_override &= ~TURBO_TDP_MASK;
 392         turbo_override |= new_tdp_limit;
 393
 394         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 395 }
 396
 397 /**
 398  * ips_cpu_lower - lower CPU power clamp
 399  * @ips: IPS driver struct
 400  *
 401  * Lower CPU power clamp b %IPS_CPU_STEP if possible.
 402  *
 403  * We do this by adjusting the TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT MSR down, going
 404  * as low as the platform limits will allow (though we could go lower there
 405  * wouldn't be much point).
 406  */
 407 static void ips_cpu_lower(struct ips_driver *ips)
 408 {
 409         u64 turbo_override;
 410         u16 cur_limit, new_limit;
 411
 412         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 413
 414         cur_limit = turbo_override & TURBO_TDP_MASK;
 415         new_limit = cur_limit - 8; /* 1W decrease */
 416
 417         /* Clamp to SKU TDP limit */
 418         if (((new_limit * 10) / 8) < (ips->orig_turbo_limit & TURBO_TDP_MASK))
 419                 new_limit = ips->orig_turbo_limit & TURBO_TDP_MASK;
 420
 421         thm_writew(THM_MPCPC, (new_limit * 10) / 8);
 422
 423         turbo_override |= TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDC_OVR_EN;
 424         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 425
 426         turbo_override &= ~TURBO_TDP_MASK;
 427         turbo_override |= new_limit;
 428
 429         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 430 }
 431
 432 /**
 433  * do_enable_cpu_turbo - internal turbo enable function
 434  * @data: unused
 435  *
 436  * Internal function for actually updating MSRs.  When we enable/disable
 437  * turbo, we need to do it on each CPU; this function is the one called
 438  * by on_each_cpu() when needed.
 439  */
 440 static void do_enable_cpu_turbo(void *data)
 441 {
 442         u64 perf_ctl;
 443
 444         rdmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 445         if (perf_ctl & IA32_PERF_TURBO_DIS) {
 446                 perf_ctl &= ~IA32_PERF_TURBO_DIS;
 447                 wrmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 448         }
 449 }
 450
 451 /**
 452  * ips_enable_cpu_turbo - enable turbo mode on all CPUs
 453  * @ips: IPS driver struct
 454  *
 455  * Enable turbo mode by clearing the disable bit in IA32_PERF_CTL on
 456  * all logical threads.
 457  */
 458 static void ips_enable_cpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 459 {
 460         /* Already on, no need to mess with MSRs */
 461         if (ips->__cpu_turbo_on)
 462                 return;
 463
 464         if (ips->turbo_toggle_allowed)
 465                 on_each_cpu(do_enable_cpu_turbo, ips, 1);
 466
 467         ips->__cpu_turbo_on = true;
 468 }
 469
 470 /**
 471  * do_disable_cpu_turbo - internal turbo disable function
 472  * @data: unused
 473  *
 474  * Internal function for actually updating MSRs.  When we enable/disable
 475  * turbo, we need to do it on each CPU; this function is the one called
 476  * by on_each_cpu() when needed.
 477  */
 478 static void do_disable_cpu_turbo(void *data)
 479 {
 480         u64 perf_ctl;
 481
 482         rdmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 483         if (!(perf_ctl & IA32_PERF_TURBO_DIS)) {
 484                 perf_ctl |= IA32_PERF_TURBO_DIS;
 485                 wrmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 486         }
 487 }
 488
 489 /**
 490  * ips_disable_cpu_turbo - disable turbo mode on all CPUs
 491  * @ips: IPS driver struct
 492  *
 493  * Disable turbo mode by setting the disable bit in IA32_PERF_CTL on
 494  * all logical threads.
 495  */
 496 static void ips_disable_cpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 497 {
 498         /* Already off, leave it */
 499         if (!ips->__cpu_turbo_on)
 500                 return;
 501
 502         if (ips->turbo_toggle_allowed)
 503                 on_each_cpu(do_disable_cpu_turbo, ips, 1);
 504
 505         ips->__cpu_turbo_on = false;
 506 }
 507
 508 /**
 509  * ips_gpu_busy - is GPU busy?
 510  * @ips: IPS driver struct
 511  *
 512  * Check GPU for load to see whether we should increase its thermal budget.
 513  * We need to call into the i915 driver in this case.
 514  *
 515  * RETURNS:
 516  * True if the GPU could use more power, false otherwise.
 517  */
 518 static bool ips_gpu_busy(struct ips_driver *ips)
 519 {
 520         if (!ips->gpu_turbo_enabled)
 521                 return false;
 522
 523         return ips->gpu_busy();
 524 }
 525
 526 /**
 527  * ips_gpu_raise - raise GPU power clamp
 528  * @ips: IPS driver struct
 529  *
 530  * Raise the GPU frequency/power if possible.  We need to call into the
 531  * i915 driver in this case.
 532  */
 533 static void ips_gpu_raise(struct ips_driver *ips)
 534 {
 535         if (!ips->gpu_turbo_enabled)
 536                 return;
 537
 538         if (!ips->gpu_raise())
 539                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
 540
 541         return;
 542 }
 543
 544 /**
 545  * ips_gpu_lower - lower GPU power clamp
 546  * @ips: IPS driver struct
 547  *
 548  * Lower GPU frequency/power if possible.  Need to call i915.
 549  */
 550 static void ips_gpu_lower(struct ips_driver *ips)
 551 {
 552         if (!ips->gpu_turbo_enabled)
 553                 return;
 554
 555         if (!ips->gpu_lower())
 556                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
 557
 558         return;
 559 }
 560
 561 /**
 562  * ips_enable_gpu_turbo - notify the gfx driver turbo is available
 563  * @ips: IPS driver struct
 564  *
 565  * Call into the graphics driver indicating that it can safely use
 566  * turbo mode.
 567  */
 568 static void ips_enable_gpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 569 {
 570         if (ips->__gpu_turbo_on)
 571                 return;
 572         ips->__gpu_turbo_on = true;
 573 }
 574
 575 /**
 576  * ips_disable_gpu_turbo - notify the gfx driver to disable turbo mode
 577  * @ips: IPS driver struct
 578  *
 579  * Request that the graphics driver disable turbo mode.
 580  */
 581 static void ips_disable_gpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 582 {
 583         /* Avoid calling i915 if turbo is already disabled */
 584         if (!ips->__gpu_turbo_on)
 585                 return;
 586
 587         if (!ips->gpu_turbo_disable())
 588                 dev_err(&ips->dev->dev, "failed to disable graphis turbo\n");
 589         else
 590                 ips->__gpu_turbo_on = false;
 591 }
 592
 593 /**
 594  * mcp_exceeded - check whether we're outside our thermal & power limits
 595  * @ips: IPS driver struct
 596  *
 597  * Check whether the MCP is over its thermal or power budget.
 598  */
 599 static bool mcp_exceeded(struct ips_driver *ips)
 600 {
 601         unsigned long flags;
 602         bool ret = false;
 603         u32 temp_limit;
 604         u32 avg_power;
 605         const char *msg = "MCP limit exceeded: ";
 606
 607         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 608
 609         temp_limit = ips->mcp_temp_limit * 100;
 610         if (ips->mcp_avg_temp > temp_limit) {
 611                 dev_info(&ips->dev->dev,
 612                         "%sAvg temp %u, limit %u\n", msg, ips->mcp_avg_temp,
 613                         temp_limit);
 614                 ret = true;
 615         }
 616
 617         avg_power = ips->cpu_avg_power + ips->mch_avg_power;
 618         if (avg_power > ips->mcp_power_limit) {
 619                 dev_info(&ips->dev->dev,
 620                         "%sAvg power %u, limit %u\n", msg, avg_power,
 621                         ips->mcp_power_limit);
 622                 ret = true;
 623         }
 624
 625         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 626
 627         return ret;
 628 }
 629
 630 /**
 631  * cpu_exceeded - check whether a CPU core is outside its limits
 632  * @ips: IPS driver struct
 633  * @cpu: CPU number to check
 634  *
 635  * Check a given CPU's average temp or power is over its limit.
 636  */
 637 static bool cpu_exceeded(struct ips_driver *ips, int cpu)
 638 {
 639         unsigned long flags;
 640         int avg;
 641         bool ret = false;
 642
 643         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 644         avg = cpu ? ips->ctv2_avg_temp : ips->ctv1_avg_temp;
 645         if (avg > (ips->limits->core_temp_limit * 100))
 646                 ret = true;
 647         if (ips->cpu_avg_power > ips->core_power_limit * 100)
 648                 ret = true;
 649         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 650
 651         if (ret)
 652                 dev_info(&ips->dev->dev,
 653                          "CPU power or thermal limit exceeded\n");
 654
 655         return ret;
 656 }
 657
 658 /**
 659  * mch_exceeded - check whether the GPU is over budget
 660  * @ips: IPS driver struct
 661  *
 662  * Check the MCH temp & power against their maximums.
 663  */
 664 static bool mch_exceeded(struct ips_driver *ips)
 665 {
 666         unsigned long flags;
 667         bool ret = false;
 668
 669         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 670         if (ips->mch_avg_temp > (ips->limits->mch_temp_limit * 100))
 671                 ret = true;
 672         if (ips->mch_avg_power > ips->mch_power_limit)
 673                 ret = true;
 674         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 675
 676         return ret;
 677 }
 678
 679 /**
 680  * verify_limits - verify BIOS provided limits
 681  * @ips: IPS structure
 682  *
 683  * BIOS can optionally provide non-default limits for power and temp.  Check
 684  * them here and use the defaults if the BIOS values are not provided or
 685  * are otherwise unusable.
 686  */
 687 static void verify_limits(struct ips_driver *ips)
 688 {
 689         if (ips->mcp_power_limit < ips->limits->mcp_power_limit ||
 690             ips->mcp_power_limit > 35000)
 691                 ips->mcp_power_limit = ips->limits->mcp_power_limit;
 692
 693         if (ips->mcp_temp_limit < ips->limits->core_temp_limit ||
 694             ips->mcp_temp_limit < ips->limits->mch_temp_limit ||
 695             ips->mcp_temp_limit > 150)
 696                 ips->mcp_temp_limit = min(ips->limits->core_temp_limit,
 697                                           ips->limits->mch_temp_limit);
 698 }
 699
 700 /**
 701  * update_turbo_limits - get various limits & settings from regs
 702  * @ips: IPS driver struct
 703  *
 704  * Update the IPS power & temp limits, along with turbo enable flags,
 705  * based on latest register contents.
 706  *
 707  * Used at init time and for runtime BIOS support, which requires polling
 708  * the regs for updates (as a result of AC->DC transition for example).
 709  *
 710  * LOCKING:
 711  * Caller must hold turbo_status_lock (outside of init)
 712  */
 713 static void update_turbo_limits(struct ips_driver *ips)
 714 {
 715         u32 hts = thm_readl(THM_HTS);
 716
 717         ips->cpu_turbo_enabled = !(hts & HTS_PCTD_DIS);
 718         ips->gpu_turbo_enabled = !(hts & HTS_GTD_DIS);
 719         ips->core_power_limit = thm_readw(THM_MPCPC);
 720         ips->mch_power_limit = thm_readw(THM_MMGPC);
 721         ips->mcp_temp_limit = thm_readw(THM_PTL);
 722         ips->mcp_power_limit = thm_readw(THM_MPPC);
 723
 724         verify_limits(ips);
 725         /* Ignore BIOS CPU vs GPU pref */
 726 }
 727
 728 /**
 729  * ips_adjust - adjust power clamp based on thermal state
 730  * @data: ips driver structure
 731  *
 732  * Wake up every 5s or so and check whether we should adjust the power clamp.
 733  * Check CPU and GPU load to determine which needs adjustment.  There are
 734  * several things to consider here:
 735  *   - do we need to adjust up or down?
 736  *   - is CPU busy?
 737  *   - is GPU busy?
 738  *   - is CPU in turbo?
 739  *   - is GPU in turbo?
 740  *   - is CPU or GPU preferred? (CPU is default)
 741  *
 742  * So, given the above, we do the following:
 743  *   - up (TDP available)
 744  *     - CPU not busy, GPU not busy - nothing
 745  *     - CPU busy, GPU not busy - adjust CPU up
 746  *     - CPU not busy, GPU busy - adjust GPU up
 747  *     - CPU busy, GPU busy - adjust preferred unit up, taking headroom from
 748  *       non-preferred unit if necessary
 749  *   - down (at TDP limit)
 750  *     - adjust both CPU and GPU down if possible
 751  *
 752                 cpu+ gpu+       cpu+gpu-        cpu-gpu+        cpu-gpu-
 753 cpu < gpu <     cpu+gpu+        cpu+            gpu+            nothing
 754 cpu < gpu >=    cpu+gpu-(mcp<)  cpu+gpu-(mcp<)  gpu-            gpu-
 755 cpu >= gpu <    cpu-gpu+(mcp<)  cpu-            cpu-gpu+(mcp<)  cpu-
 756 cpu >= gpu >=   cpu-gpu-        cpu-gpu-        cpu-gpu-        cpu-gpu-
 757  *
 758  */
 759 static int ips_adjust(void *data)
 760 {
 761         struct ips_driver *ips = data;
 762         unsigned long flags;
 763
 764         dev_dbg(&ips->dev->dev, "starting ips-adjust thread\n");
 765
 766         /*
 767          * Adjust CPU and GPU clamps every 5s if needed.  Doing it more
 768          * often isn't recommended due to ME interaction.
 769          */
 770         do {
 771                 bool cpu_busy = ips_cpu_busy(ips);
 772                 bool gpu_busy = ips_gpu_busy(ips);
 773
 774                 spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 775                 if (ips->poll_turbo_status)
 776                         update_turbo_limits(ips);
 777                 spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 778
 779                 /* Update turbo status if necessary */
 780                 if (ips->cpu_turbo_enabled)
 781                         ips_enable_cpu_turbo(ips);
 782                 else
 783                         ips_disable_cpu_turbo(ips);
 784
 785                 if (ips->gpu_turbo_enabled)
 786                         ips_enable_gpu_turbo(ips);
 787                 else
 788                         ips_disable_gpu_turbo(ips);
 789
 790                 /* We're outside our comfort zone, crank them down */
 791                 if (mcp_exceeded(ips)) {
 792                         ips_cpu_lower(ips);
 793                         ips_gpu_lower(ips);
 794                         goto sleep;
 795                 }
 796
 797                 if (!cpu_exceeded(ips, 0) && cpu_busy)
 798                         ips_cpu_raise(ips);
 799                 else
 800                         ips_cpu_lower(ips);
 801
 802                 if (!mch_exceeded(ips) && gpu_busy)
 803                         ips_gpu_raise(ips);
 804                 else
 805                         ips_gpu_lower(ips);
 806
 807 sleep:
 808                 schedule_timeout_interruptible(msecs_to_jiffies(IPS_ADJUST_PERIOD));
 809         } while (!kthread_should_stop());
 810
 811         dev_dbg(&ips->dev->dev, "ips-adjust thread stopped\n");
 812
 813         return 0;
 814 }
 815
 816 /*
 817  * Helpers for reading out temp/power values and calculating their
 818  * averages for the decision making and monitoring functions.
 819  */
 820
 821 static u16 calc_avg_temp(struct ips_driver *ips, u16 *array)
 822 {
 823         u64 total = 0;
 824         int i;
 825         u16 avg;
 826
 827         for (i = 0; i < IPS_SAMPLE_COUNT; i++)
 828                 total += (u64)(array[i] * 100);
 829
 830         do_div(total, IPS_SAMPLE_COUNT);
 831
 832         avg = (u16)total;
 833
 834         return avg;
 835 }
 836
 837 static u16 read_mgtv(struct ips_driver *ips)
 838 {
 839         u16 ret;
 840         u64 slope, offset;
 841         u64 val;
 842
 843         val = thm_readq(THM_MGTV);
 844         val = (val & TV_MASK) >> TV_SHIFT;
 845
 846         slope = offset = thm_readw(THM_MGTA);
 847         slope = (slope & MGTA_SLOPE_MASK) >> MGTA_SLOPE_SHIFT;
 848         offset = offset & MGTA_OFFSET_MASK;
 849
 850         ret = ((val * slope + 0x40) >> 7) + offset;
 851
 852         return 0; /* MCH temp reporting buggy */
 853 }
 854
 855 static u16 read_ptv(struct ips_driver *ips)
 856 {
 857         u16 val, slope, offset;
 858
 859         slope = (ips->pta_val & PTA_SLOPE_MASK) >> PTA_SLOPE_SHIFT;
 860         offset = ips->pta_val & PTA_OFFSET_MASK;
 861
 862         val = thm_readw(THM_PTV) & PTV_MASK;
 863
 864         return val;
 865 }
 866
 867 static u16 read_ctv(struct ips_driver *ips, int cpu)
 868 {
 869         int reg = cpu ? THM_CTV2 : THM_CTV1;
 870         u16 val;
 871
 872         val = thm_readw(reg);
 873         if (!(val & CTV_TEMP_ERROR))
 874                 val = (val) >> 6; /* discard fractional component */
 875         else
 876                 val = 0;
 877
 878         return val;
 879 }
 880
 881 static u32 get_cpu_power(struct ips_driver *ips, u32 *last, int period)
 882 {
 883         u32 val;
 884         u32 ret;
 885
 886         /*
 887          * CEC is in joules/65535.  Take difference over time to
 888          * get watts.
 889          */
 890         val = thm_readl(THM_CEC);
 891
 892         /* period is in ms and we want mW */
 893         ret = (((val - *last) * 1000) / period);
 894         ret = (ret * 1000) / 65535;
 895         *last = val;
 896
 897         return ret;
 898 }
 899
 900 static const u16 temp_decay_factor = 2;
 901 static u16 update_average_temp(u16 avg, u16 val)
 902 {
 903         u16 ret;
 904
 905         /* Multiply by 100 for extra precision */
 906         ret = (val * 100 / temp_decay_factor) +
 907                 (((temp_decay_factor - 1) * avg) / temp_decay_factor);
 908         return ret;
 909 }
 910
 911 static const u16 power_decay_factor = 2;
 912 static u16 update_average_power(u32 avg, u32 val)
 913 {
 914         u32 ret;
 915
 916         ret = (val / power_decay_factor) +
 917                 (((power_decay_factor - 1) * avg) / power_decay_factor);
 918
 919         return ret;
 920 }
 921
 922 static u32 calc_avg_power(struct ips_driver *ips, u32 *array)
 923 {
 924         u64 total = 0;
 925         u32 avg;
 926         int i;
 927
 928         for (i = 0; i < IPS_SAMPLE_COUNT; i++)
 929                 total += array[i];
 930
 931         do_div(total, IPS_SAMPLE_COUNT);
 932         avg = (u32)total;
 933
 934         return avg;
 935 }
 936
 937 static void monitor_timeout(unsigned long arg)
 938 {
 939         wake_up_process((struct task_struct *)arg);
 940 }
 941
 942 /**
 943  * ips_monitor - temp/power monitoring thread
 944  * @data: ips driver structure
 945  *
 946  * This is the main function for the IPS driver.  It monitors power and
 947  * tempurature in the MCP and adjusts CPU and GPU power clams accordingly.
 948  *
 949  * We keep a 5s moving average of power consumption and tempurature.  Using
 950  * that data, along with CPU vs GPU preference, we adjust the power clamps
 951  * up or down.
 952  */
 953 static int ips_monitor(void *data)
 954 {
 955         struct ips_driver *ips = data;
 956         struct timer_list timer;
 957         unsigned long seqno_timestamp, expire, last_msecs, last_sample_period;
 958         int i;
 959         u32 *cpu_samples, *mchp_samples, old_cpu_power;
 960         u16 *mcp_samples, *ctv1_samples, *ctv2_samples, *mch_samples;
 961         u8 cur_seqno, last_seqno;
 962
 963         mcp_samples = kzalloc(sizeof(u16) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 964         ctv1_samples = kzalloc(sizeof(u16) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 965         ctv2_samples = kzalloc(sizeof(u16) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 966         mch_samples = kzalloc(sizeof(u16) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 967         cpu_samples = kzalloc(sizeof(u32) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 968         mchp_samples = kzalloc(sizeof(u32) * IPS_SAMPLE_COUNT, GFP_KERNEL);
 969         if (!mcp_samples || !ctv1_samples || !ctv2_samples || !mch_samples ||
 970                         !cpu_samples || !mchp_samples) {
 971                 dev_err(&ips->dev->dev,
 972                         "failed to allocate sample array, ips disabled\n");
 973                 kfree(mcp_samples);
 974                 kfree(ctv1_samples);
 975                 kfree(ctv2_samples);
 976                 kfree(mch_samples);
 977                 kfree(cpu_samples);
 978                 kfree(mchp_samples);
 979                 return -ENOMEM;
 980         }
 981
 982         last_seqno = (thm_readl(THM_ITV) & ITV_ME_SEQNO_MASK) >>
 983                 ITV_ME_SEQNO_SHIFT;
 984         seqno_timestamp = get_jiffies_64();
 985
 986         old_cpu_power = thm_readl(THM_CEC);
 987         schedule_timeout_interruptible(msecs_to_jiffies(IPS_SAMPLE_PERIOD));
 988
 989         /* Collect an initial average */
 990         for (i = 0; i < IPS_SAMPLE_COUNT; i++) {
 991                 u32 mchp, cpu_power;
 992                 u16 val;
 993
 994                 mcp_samples[i] = read_ptv(ips);
 995
 996                 val = read_ctv(ips, 0);
 997                 ctv1_samples[i] = val;
 998
 999                 val = read_ctv(ips, 1);
1000                 ctv2_samples[i] = val;
1001
1002                 val = read_mgtv(ips);
1003                 mch_samples[i] = val;
1004
1005                 cpu_power = get_cpu_power(ips, &old_cpu_power,
1006                                           IPS_SAMPLE_PERIOD);
1007                 cpu_samples[i] = cpu_power;
1008
1009                 if (ips->read_mch_val) {
1010                         mchp = ips->read_mch_val();
1011                         mchp_samples[i] = mchp;
1012                 }
1013
1014                 schedule_timeout_interruptible(msecs_to_jiffies(IPS_SAMPLE_PERIOD));
1015                 if (kthread_should_stop())
1016                         break;
1017         }
1018
1019         ips->mcp_avg_temp = calc_avg_temp(ips, mcp_samples);
1020         ips->ctv1_avg_temp = calc_avg_temp(ips, ctv1_samples);
1021         ips->ctv2_avg_temp = calc_avg_temp(ips, ctv2_samples);
1022         ips->mch_avg_temp = calc_avg_temp(ips, mch_samples);
1023         ips->cpu_avg_power = calc_avg_power(ips, cpu_samples);
1024         ips->mch_avg_power = calc_avg_power(ips, mchp_samples);
1025         kfree(mcp_samples);
1026         kfree(ctv1_samples);
1027         kfree(ctv2_samples);
1028         kfree(mch_samples);
1029         kfree(cpu_samples);
1030         kfree(mchp_samples);
1031
1032         /* Start the adjustment thread now that we have data */
1033         wake_up_process(ips->adjust);
1034
1035         /*
1036          * Ok, now we have an initial avg.  From here on out, we track the
1037          * running avg using a decaying average calculation.  This allows
1038          * us to reduce the sample frequency if the CPU and GPU are idle.
1039          */
1040         old_cpu_power = thm_readl(THM_CEC);
1041         schedule_timeout_interruptible(msecs_to_jiffies(IPS_SAMPLE_PERIOD));
1042         last_sample_period = IPS_SAMPLE_PERIOD;
1043
1044         setup_deferrable_timer_on_stack(&timer, monitor_timeout,
1045                                         (unsigned long)current);
1046         do {
1047                 u32 cpu_val, mch_val;
1048                 u16 val;
1049
1050                 /* MCP itself */
1051                 val = read_ptv(ips);
1052                 ips->mcp_avg_temp = update_average_temp(ips->mcp_avg_temp, val);
1053
1054                 /* Processor 0 */
1055                 val = read_ctv(ips, 0);
1056                 ips->ctv1_avg_temp =
1057                         update_average_temp(ips->ctv1_avg_temp, val);
1058                 /* Power */
1059                 cpu_val = get_cpu_power(ips, &old_cpu_power,
1060                                         last_sample_period);
1061                 ips->cpu_avg_power =
1062                         update_average_power(ips->cpu_avg_power, cpu_val);
1063
1064                 if (ips->second_cpu) {
1065                         /* Processor 1 */
1066                         val = read_ctv(ips, 1);
1067                         ips->ctv2_avg_temp =
1068                                 update_average_temp(ips->ctv2_avg_temp, val);
1069                 }
1070
1071                 /* MCH */
1072                 val = read_mgtv(ips);
1073                 ips->mch_avg_temp = update_average_temp(ips->mch_avg_temp, val);
1074                 /* Power */
1075                 if (ips->read_mch_val) {
1076                         mch_val = ips->read_mch_val();
1077                         ips->mch_avg_power =
1078                                 update_average_power(ips->mch_avg_power,
1079                                                      mch_val);
1080                 }
1081
1082                 /*
1083                  * Make sure ME is updating thermal regs.
1084                  * Note:
1085                  * If it's been more than a second since the last update,
1086                  * the ME is probably hung.
1087                  */
1088                 cur_seqno = (thm_readl(THM_ITV) & ITV_ME_SEQNO_MASK) >>
1089                         ITV_ME_SEQNO_SHIFT;
1090                 if (cur_seqno == last_seqno &&
1091                     time_after(jiffies, seqno_timestamp + HZ)) {
1092                         dev_warn(&ips->dev->dev, "ME failed to update for more than 1s, likely hung\n");
1093                 } else {
1094                         seqno_timestamp = get_jiffies_64();
1095                         last_seqno = cur_seqno;
1096                 }
1097
1098                 last_msecs = jiffies_to_msecs(jiffies);
1099                 expire = jiffies + msecs_to_jiffies(IPS_SAMPLE_PERIOD);
1100
1101                 __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1102                 mod_timer(&timer, expire);
1103                 schedule();
1104
1105                 /* Calculate actual sample period for power averaging */
1106                 last_sample_period = jiffies_to_msecs(jiffies) - last_msecs;
1107                 if (!last_sample_period)
1108                         last_sample_period = 1;
1109         } while (!kthread_should_stop());
1110
1111         del_timer_sync(&timer);
1112         destroy_timer_on_stack(&timer);
1113
1114         dev_dbg(&ips->dev->dev, "ips-monitor thread stopped\n");
1115
1116         return 0;
1117 }
1118
1119 #if 0
1120 #define THM_DUMPW(reg) \
1121         { \
1122         u16 val = thm_readw(reg); \
1123         dev_dbg(&ips->dev->dev, #reg ": 0x%04x\n", val); \
1124         }
1125 #define THM_DUMPL(reg) \
1126         { \
1127         u32 val = thm_readl(reg); \
1128         dev_dbg(&ips->dev->dev, #reg ": 0x%08x\n", val); \
1129         }
1130 #define THM_DUMPQ(reg) \
1131         { \
1132         u64 val = thm_readq(reg); \
1133         dev_dbg(&ips->dev->dev, #reg ": 0x%016x\n", val); \
1134         }
1135
1136 static void dump_thermal_info(struct ips_driver *ips)
1137 {
1138         u16 ptl;
1139
1140         ptl = thm_readw(THM_PTL);
1141         dev_dbg(&ips->dev->dev, "Processor temp limit: %d\n", ptl);
1142
1143         THM_DUMPW(THM_CTA);
1144         THM_DUMPW(THM_TRC);
1145         THM_DUMPW(THM_CTV1);
1146         THM_DUMPL(THM_STS);
1147         THM_DUMPW(THM_PTV);
1148         THM_DUMPQ(THM_MGTV);
1149 }
1150 #endif
1151
1152 /**
1153  * ips_irq_handler - handle temperature triggers and other IPS events
1154  * @irq: irq number
1155  * @arg: unused
1156  *
1157  * Handle temperature limit trigger events, generally by lowering the clamps.
1158  * If we're at a critical limit, we clamp back to the lowest possible value
1159  * to prevent emergency shutdown.
1160  */
1161 static irqreturn_t ips_irq_handler(int irq, void *arg)
1162 {
1163         struct ips_driver *ips = arg;
1164         u8 tses = thm_readb(THM_TSES);
1165         u8 tes = thm_readb(THM_TES);
1166
1167         if (!tses && !tes)
1168                 return IRQ_NONE;
1169
1170         dev_info(&ips->dev->dev, "TSES: 0x%02x\n", tses);
1171         dev_info(&ips->dev->dev, "TES: 0x%02x\n", tes);
1172
1173         /* STS update from EC? */
1174         if (tes & 1) {
1175                 u32 sts, tc1;
1176
1177                 sts = thm_readl(THM_STS);
1178                 tc1 = thm_readl(THM_TC1);
1179
1180                 if (sts & STS_NVV) {
1181                         spin_lock(&ips->turbo_status_lock);
1182                         ips->core_power_limit = (sts & STS_PCPL_MASK) >>
1183                                 STS_PCPL_SHIFT;
1184                         ips->mch_power_limit = (sts & STS_GPL_MASK) >>
1185                                 STS_GPL_SHIFT;
1186                         /* ignore EC CPU vs GPU pref */
1187                         ips->cpu_turbo_enabled = !(sts & STS_PCTD_DIS);
1188                         ips->gpu_turbo_enabled = !(sts & STS_GTD_DIS);
1189                         ips->mcp_temp_limit = (sts & STS_PTL_MASK) >>
1190                                 STS_PTL_SHIFT;
1191                         ips->mcp_power_limit = (tc1 & STS_PPL_MASK) >>
1192                                 STS_PPL_SHIFT;
1193                         verify_limits(ips);
1194                         spin_unlock(&ips->turbo_status_lock);
1195
1196                         thm_writeb(THM_SEC, SEC_ACK);
1197                 }
1198                 thm_writeb(THM_TES, tes);
1199         }
1200
1201         /* Thermal trip */
1202         if (tses) {
1203                 dev_warn(&ips->dev->dev,
1204                          "thermal trip occurred, tses: 0x%04x\n", tses);
1205                 thm_writeb(THM_TSES, tses);
1206         }
1207
1208         return IRQ_HANDLED;
1209 }
1210
1211 #ifndef CONFIG_DEBUG_FS
1212 static void ips_debugfs_init(struct ips_driver *ips) { return; }
1213 static void ips_debugfs_cleanup(struct ips_driver *ips) { return; }
1214 #else
1215
1216 /* Expose current state and limits in debugfs if possible */
1217
1218 struct ips_debugfs_node {
1219         struct ips_driver *ips;
1220         char *name;
1221         int (*show)(struct seq_file *m, void *data);
1222 };
1223
1224 static int show_cpu_temp(struct seq_file *m, void *data)
1225 {
1226         struct ips_driver *ips = m->private;
1227
1228         seq_printf(m, "%d.%02d\n", ips->ctv1_avg_temp / 100,
1229                    ips->ctv1_avg_temp % 100);
1230
1231         return 0;
1232 }
1233
1234 static int show_cpu_power(struct seq_file *m, void *data)
1235 {
1236         struct ips_driver *ips = m->private;
1237
1238         seq_printf(m, "%dmW\n", ips->cpu_avg_power);
1239
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static int show_cpu_clamp(struct seq_file *m, void *data)
1244 {
1245         u64 turbo_override;
1246         int tdp, tdc;
1247
1248         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1249
1250         tdp = (int)(turbo_override & TURBO_TDP_MASK);
1251         tdc = (int)((turbo_override & TURBO_TDC_MASK) >> TURBO_TDC_SHIFT);
1252
1253         /* Convert to .1W/A units */
1254         tdp = tdp * 10 / 8;
1255         tdc = tdc * 10 / 8;
1256
1257         /* Watts Amperes */
1258         seq_printf(m, "%d.%dW %d.%dA\n", tdp / 10, tdp % 10,
1259                    tdc / 10, tdc % 10);
1260
1261         return 0;
1262 }
1263
1264 static int show_mch_temp(struct seq_file *m, void *data)
1265 {
1266         struct ips_driver *ips = m->private;
1267
1268         seq_printf(m, "%d.%02d\n", ips->mch_avg_temp / 100,
1269                    ips->mch_avg_temp % 100);
1270
1271         return 0;
1272 }
1273
1274 static int show_mch_power(struct seq_file *m, void *data)
1275 {
1276         struct ips_driver *ips = m->private;
1277
1278         seq_printf(m, "%dmW\n", ips->mch_avg_power);
1279
1280         return 0;
1281 }
1282
1283 static struct ips_debugfs_node ips_debug_files[] = {
1284         { NULL, "cpu_temp", show_cpu_temp },
1285         { NULL, "cpu_power", show_cpu_power },
1286         { NULL, "cpu_clamp", show_cpu_clamp },
1287         { NULL, "mch_temp", show_mch_temp },
1288         { NULL, "mch_power", show_mch_power },
1289 };
1290
1291 static int ips_debugfs_open(struct inode *inode, struct file *file)
1292 {
1293         struct ips_debugfs_node *node = inode->i_private;
1294
1295         return single_open(file, node->show, node->ips);
1296 }
1297
1298 static const struct file_operations ips_debugfs_ops = {
1299         .owner = THIS_MODULE,
1300         .open = ips_debugfs_open,
1301         .read = seq_read,
1302         .llseek = seq_lseek,
1303         .release = single_release,
1304 };
1305
1306 static void ips_debugfs_cleanup(struct ips_driver *ips)
1307 {
1308         if (ips->debug_root)
1309                 debugfs_remove_recursive(ips->debug_root);
1310         return;
1311 }
1312
1313 static void ips_debugfs_init(struct ips_driver *ips)
1314 {
1315         int i;
1316
1317         ips->debug_root = debugfs_create_dir("ips", NULL);
1318         if (!ips->debug_root) {
1319                 dev_err(&ips->dev->dev,
1320                         "failed to create debugfs entries: %ld\n",
1321                         PTR_ERR(ips->debug_root));
1322                 return;
1323         }
1324
1325         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(ips_debug_files); i++) {
1326                 struct dentry *ent;
1327                 struct ips_debugfs_node *node = &ips_debug_files[i];
1328
1329                 node->ips = ips;
1330                 ent = debugfs_create_file(node->name, S_IFREG | S_IRUGO,
1331                                           ips->debug_root, node,
1332                                           &ips_debugfs_ops);
1333                 if (!ent) {
1334                         dev_err(&ips->dev->dev,
1335                                 "failed to create debug file: %ld\n",
1336                                 PTR_ERR(ent));
1337                         goto err_cleanup;
1338                 }
1339         }
1340
1341         return;
1342
1343 err_cleanup:
1344         ips_debugfs_cleanup(ips);
1345         return;
1346 }
1347 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
1348
1349 /**
1350  * ips_detect_cpu - detect whether CPU supports IPS
1351  *
1352  * Walk our list and see if we're on a supported CPU.  If we find one,
1353  * return the limits for it.
1354  */
1355 static struct ips_mcp_limits *ips_detect_cpu(struct ips_driver *ips)
1356 {
1357         u64 turbo_power, misc_en;
1358         struct ips_mcp_limits *limits = NULL;
1359         u16 tdp;
1360
1361         if (!(boot_cpu_data.x86 == 6 && boot_cpu_data.x86_model == 37)) {
1362                 dev_info(&ips->dev->dev, "Non-IPS CPU detected.\n");
1363                 goto out;
1364         }
1365
1366         rdmsrl(IA32_MISC_ENABLE, misc_en);
1367         /*
1368          * If the turbo enable bit isn't set, we shouldn't try to enable/disable
1369          * turbo manually or we'll get an illegal MSR access, even though
1370          * turbo will still be available.
1371          */
1372         if (misc_en & IA32_MISC_TURBO_EN)
1373                 ips->turbo_toggle_allowed = true;
1374         else
1375                 ips->turbo_toggle_allowed = false;
1376
1377         if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       M"))
1378                 limits = &ips_sv_limits;
1379         else if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       L"))
1380                 limits = &ips_lv_limits;
1381         else if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       U"))
1382                 limits = &ips_ulv_limits;
1383         else {
1384                 dev_info(&ips->dev->dev, "No CPUID match found.\n");
1385                 goto out;
1386         }
1387
1388         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_power);
1389         tdp = turbo_power & TURBO_TDP_MASK;
1390
1391         /* Sanity check TDP against CPU */
1392         if (limits->mcp_power_limit != (tdp / 8) * 1000) {
1393                 dev_warn(&ips->dev->dev, "Warning: CPU TDP doesn't match expected value (found %d, expected %d)\n",
1394                          tdp / 8, limits->mcp_power_limit / 1000);
1395         }
1396
1397 out:
1398         return limits;
1399 }
1400
1401 /**
1402  * ips_get_i915_syms - try to get GPU control methods from i915 driver
1403  * @ips: IPS driver
1404  *
1405  * The i915 driver exports several interfaces to allow the IPS driver to
1406  * monitor and control graphics turbo mode.  If we can find them, we can
1407  * enable graphics turbo, otherwise we must disable it to avoid exceeding
1408  * thermal and power limits in the MCP.
1409  */
1410 static bool ips_get_i915_syms(struct ips_driver *ips)
1411 {
1412         ips->read_mch_val = symbol_get(i915_read_mch_val);
1413         if (!ips->read_mch_val)
1414                 goto out_err;
1415         ips->gpu_raise = symbol_get(i915_gpu_raise);
1416         if (!ips->gpu_raise)
1417                 goto out_put_mch;
1418         ips->gpu_lower = symbol_get(i915_gpu_lower);
1419         if (!ips->gpu_lower)
1420                 goto out_put_raise;
1421         ips->gpu_busy = symbol_get(i915_gpu_busy);
1422         if (!ips->gpu_busy)
1423                 goto out_put_lower;
1424         ips->gpu_turbo_disable = symbol_get(i915_gpu_turbo_disable);
1425         if (!ips->gpu_turbo_disable)
1426                 goto out_put_busy;
1427
1428         return true;
1429
1430 out_put_busy:
1431         symbol_put(i915_gpu_busy);
1432 out_put_lower:
1433         symbol_put(i915_gpu_lower);
1434 out_put_raise:
1435         symbol_put(i915_gpu_raise);
1436 out_put_mch:
1437         symbol_put(i915_read_mch_val);
1438 out_err:
1439         return false;
1440 }
1441
1442 static DEFINE_PCI_DEVICE_TABLE(ips_id_table) = {
1443         { PCI_DEVICE(PCI_VENDOR_ID_INTEL,
1444                      PCI_DEVICE_ID_INTEL_THERMAL_SENSOR), },
1445         { 0, }
1446 };
1447
1448 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, ips_id_table);
1449
1450 static int ips_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
1451 {
1452         u64 platform_info;
1453         struct ips_driver *ips;
1454         u32 hts;
1455         int ret = 0;
1456         u16 htshi, trc, trc_required_mask;
1457         u8 tse;
1458
1459         ips = kzalloc(sizeof(struct ips_driver), GFP_KERNEL);
1460         if (!ips)
1461                 return -ENOMEM;
1462
1463         pci_set_drvdata(dev, ips);
1464         ips->dev = dev;
1465
1466         ips->limits = ips_detect_cpu(ips);
1467         if (!ips->limits) {
1468                 dev_info(&dev->dev, "IPS not supported on this CPU\n");
1469                 ret = -ENXIO;
1470                 goto error_free;
1471         }
1472
1473         spin_lock_init(&ips->turbo_status_lock);
1474
1475         ret = pci_enable_device(dev);
1476         if (ret) {
1477                 dev_err(&dev->dev, "can't enable PCI device, aborting\n");
1478                 goto error_free;
1479         }
1480
1481         if (!pci_resource_start(dev, 0)) {
1482                 dev_err(&dev->dev, "TBAR not assigned, aborting\n");
1483                 ret = -ENXIO;
1484                 goto error_free;
1485         }
1486
1487         ret = pci_request_regions(dev, "ips thermal sensor");
1488         if (ret) {
1489                 dev_err(&dev->dev, "thermal resource busy, aborting\n");
1490                 goto error_free;
1491         }
1492
1493
1494         ips->regmap = ioremap(pci_resource_start(dev, 0),
1495                               pci_resource_len(dev, 0));
1496         if (!ips->regmap) {
1497                 dev_err(&dev->dev, "failed to map thermal regs, aborting\n");
1498                 ret = -EBUSY;
1499                 goto error_release;
1500         }
1501
1502         tse = thm_readb(THM_TSE);
1503         if (tse != TSE_EN) {
1504                 dev_err(&dev->dev, "thermal device not enabled (0x%02x), aborting\n", tse);
1505                 ret = -ENXIO;
1506                 goto error_unmap;
1507         }
1508
1509         trc = thm_readw(THM_TRC);
1510         trc_required_mask = TRC_CORE1_EN | TRC_CORE_PWR | TRC_MCH_EN;
1511         if ((trc & trc_required_mask) != trc_required_mask) {
1512                 dev_err(&dev->dev, "thermal reporting for required devices not enabled, aborting\n");
1513                 ret = -ENXIO;
1514                 goto error_unmap;
1515         }
1516
1517         if (trc & TRC_CORE2_EN)
1518                 ips->second_cpu = true;
1519
1520         update_turbo_limits(ips);
1521         dev_dbg(&dev->dev, "max cpu power clamp: %dW\n",
1522                 ips->mcp_power_limit / 10);
1523         dev_dbg(&dev->dev, "max core power clamp: %dW\n",
1524                 ips->core_power_limit / 10);
1525         /* BIOS may update limits at runtime */
1526         if (thm_readl(THM_PSC) & PSP_PBRT)
1527                 ips->poll_turbo_status = true;
1528
1529         if (!ips_get_i915_syms(ips)) {
1530                 dev_err(&dev->dev, "failed to get i915 symbols, graphics turbo disabled\n");
1531                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
1532         } else {
1533                 dev_dbg(&dev->dev, "graphics turbo enabled\n");
1534                 ips->gpu_turbo_enabled = true;
1535         }
1536
1537         /*
1538          * Check PLATFORM_INFO MSR to make sure this chip is
1539          * turbo capable.
1540          */
1541         rdmsrl(PLATFORM_INFO, platform_info);
1542         if (!(platform_info & PLATFORM_TDP)) {
1543                 dev_err(&dev->dev, "platform indicates TDP override unavailable, aborting\n");
1544                 ret = -ENODEV;
1545                 goto error_unmap;
1546         }
1547
1548         /*
1549          * IRQ handler for ME interaction
1550          * Note: don't use MSI here as the PCH has bugs.
1551          */
1552         pci_disable_msi(dev);
1553         ret = request_irq(dev->irq, ips_irq_handler, IRQF_SHARED, "ips",
1554                           ips);
1555         if (ret) {
1556                 dev_err(&dev->dev, "request irq failed, aborting\n");
1557                 goto error_unmap;
1558         }
1559
1560         /* Enable aux, hot & critical interrupts */
1561         thm_writeb(THM_TSPIEN, TSPIEN_AUX2_LOHI | TSPIEN_CRIT_LOHI |
1562                    TSPIEN_HOT_LOHI | TSPIEN_AUX_LOHI);
1563         thm_writeb(THM_TEN, TEN_UPDATE_EN);
1564
1565         /* Collect adjustment values */
1566         ips->cta_val = thm_readw(THM_CTA);
1567         ips->pta_val = thm_readw(THM_PTA);
1568         ips->mgta_val = thm_readw(THM_MGTA);
1569
1570         /* Save turbo limits & ratios */
1571         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, ips->orig_turbo_limit);
1572
1573         ips_enable_cpu_turbo(ips);
1574         ips->cpu_turbo_enabled = true;
1575
1576         /* Create thermal adjust thread */
1577         ips->adjust = kthread_create(ips_adjust, ips, "ips-adjust");
1578         if (IS_ERR(ips->adjust)) {
1579                 dev_err(&dev->dev,
1580                         "failed to create thermal adjust thread, aborting\n");
1581                 ret = -ENOMEM;
1582                 goto error_free_irq;
1583
1584         }
1585
1586         /*
1587          * Set up the work queue and monitor thread. The monitor thread
1588          * will wake up ips_adjust thread.
1589          */
1590         ips->monitor = kthread_run(ips_monitor, ips, "ips-monitor");
1591         if (IS_ERR(ips->monitor)) {
1592                 dev_err(&dev->dev,
1593                         "failed to create thermal monitor thread, aborting\n");
1594                 ret = -ENOMEM;
1595                 goto error_thread_cleanup;
1596         }
1597
1598         hts = (ips->core_power_limit << HTS_PCPL_SHIFT) |
1599                 (ips->mcp_temp_limit << HTS_PTL_SHIFT) | HTS_NVV;
1600         htshi = HTS2_PRST_RUNNING << HTS2_PRST_SHIFT;
1601
1602         thm_writew(THM_HTSHI, htshi);
1603         thm_writel(THM_HTS, hts);
1604
1605         ips_debugfs_init(ips);
1606
1607         dev_info(&dev->dev, "IPS driver initialized, MCP temp limit %d\n",
1608                  ips->mcp_temp_limit);
1609         return ret;
1610
1611 error_thread_cleanup:
1612         kthread_stop(ips->adjust);
1613 error_free_irq:
1614         free_irq(ips->dev->irq, ips);
1615 error_unmap:
1616         iounmap(ips->regmap);
1617 error_release:
1618         pci_release_regions(dev);
1619 error_free:
1620         kfree(ips);
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 static void ips_remove(struct pci_dev *dev)
1625 {
1626         struct ips_driver *ips = pci_get_drvdata(dev);
1627         u64 turbo_override;
1628
1629         if (!ips)
1630                 return;
1631
1632         ips_debugfs_cleanup(ips);
1633
1634         /* Release i915 driver */
1635         if (ips->read_mch_val)
1636                 symbol_put(i915_read_mch_val);
1637         if (ips->gpu_raise)
1638                 symbol_put(i915_gpu_raise);
1639         if (ips->gpu_lower)
1640                 symbol_put(i915_gpu_lower);
1641         if (ips->gpu_busy)
1642                 symbol_put(i915_gpu_busy);
1643         if (ips->gpu_turbo_disable)
1644                 symbol_put(i915_gpu_turbo_disable);
1645
1646         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1647         turbo_override &= ~(TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDP_OVR_EN);
1648         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1649         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, ips->orig_turbo_limit);
1650
1651         free_irq(ips->dev->irq, ips);
1652         if (ips->adjust)
1653                 kthread_stop(ips->adjust);
1654         if (ips->monitor)
1655                 kthread_stop(ips->monitor);
1656         iounmap(ips->regmap);
1657         pci_release_regions(dev);
1658         kfree(ips);
1659         dev_dbg(&dev->dev, "IPS driver removed\n");
1660 }
1661
1662 #ifdef CONFIG_PM
1663 static int ips_suspend(struct pci_dev *dev, pm_message_t state)
1664 {
1665         return 0;
1666 }
1667
1668 static int ips_resume(struct pci_dev *dev)
1669 {
1670         return 0;
1671 }
1672 #else
1673 #define ips_suspend NULL
1674 #define ips_resume NULL
1675 #endif /* CONFIG_PM */
1676
1677 static void ips_shutdown(struct pci_dev *dev)
1678 {
1679 }
1680
1681 static struct pci_driver ips_pci_driver = {
1682         .name = "intel ips",
1683         .id_table = ips_id_table,
1684         .probe = ips_probe,
1685         .remove = ips_remove,
1686         .suspend = ips_suspend,
1687         .resume = ips_resume,
1688         .shutdown = ips_shutdown,
1689 };
1690
1691 static int __init ips_init(void)
1692 {
1693         return pci_register_driver(&ips_pci_driver);
1694 }
1695 module_init(ips_init);
1696
1697 static void ips_exit(void)
1698 {
1699         pci_unregister_driver(&ips_pci_driver);
1700         return;
1701 }
1702 module_exit(ips_exit);
1703
1704 MODULE_LICENSE("GPL");
1705 MODULE_AUTHOR("Jesse Barnes <jbarnes@virtuousgeek.org>");
1706 MODULE_DESCRIPTION("Intelligent Power Sharing Driver");