arch/i386/kernel/cpu/cpufreq/p4-clockmod.c

   1 /*
   2  *      Pentium 4/Xeon CPU on demand clock modulation/speed scaling
   3  *      (C) 2002 - 2003 Dominik Brodowski <linux@brodo.de>
   4  *      (C) 2002 Zwane Mwaikambo <zwane@commfireservices.com>
   5  *      (C) 2002 Arjan van de Ven <arjanv@redhat.com>
   6  *      (C) 2002 Tora T. Engstad
   7  *      All Rights Reserved
   8  *
   9  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  10  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  11  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  12  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  *      The author(s) of this software shall not be held liable for damages
  15  *      of any nature resulting due to the use of this software. This
  16  *      software is provided AS-IS with no warranties.
  17  *
  18  *      Date            Errata                  Description
  19  *      20020525        N44, O17        12.5% or 25% DC causes lockup
  20  *
  21  */
  22
  23 #include <linux/config.h>
  24 #include <linux/kernel.h>
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/smp.h>
  28 #include <linux/cpufreq.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30
  31 #include <asm/processor.h>
  32 #include <asm/msr.h>
  33 #include <asm/timex.h>
  34
  35 #include "speedstep-lib.h"
  36
  37 #define PFX     "p4-clockmod: "
  38
  39 /*
  40  * Duty Cycle (3bits), note DC_DISABLE is not specified in
  41  * intel docs i just use it to mean disable
  42  */
  43 enum {
  44         DC_RESV, DC_DFLT, DC_25PT, DC_38PT, DC_50PT,
  45         DC_64PT, DC_75PT, DC_88PT, DC_DISABLE
  46 };
  47
  48 #define DC_ENTRIES      8
  49
  50
  51 static int has_N44_O17_errata[NR_CPUS];
  52 static unsigned int stock_freq;
  53 static struct cpufreq_driver p4clockmod_driver;
  54 static unsigned int cpufreq_p4_get(unsigned int cpu);
  55
  56 static int cpufreq_p4_setdc(unsigned int cpu, unsigned int newstate)
  57 {
  58         u32 l, h;
  59
  60         if (!cpu_online(cpu) || (newstate > DC_DISABLE) || (newstate == DC_RESV))
  61                 return -EINVAL;
  62
  63         rdmsr(MSR_IA32_THERM_STATUS, l, h);
  64 #if 0
  65         if (l & 0x01)
  66                 printk(KERN_DEBUG PFX "CPU#%d currently thermal throttled\n", cpu);
  67 #endif
  68         if (has_N44_O17_errata[cpu] && (newstate == DC_25PT || newstate == DC_DFLT))
  69                 newstate = DC_38PT;
  70
  71         rdmsr(MSR_IA32_THERM_CONTROL, l, h);
  72         if (newstate == DC_DISABLE) {
  73                 /* printk(KERN_INFO PFX "CPU#%d disabling modulation\n", cpu); */
  74                 wrmsr(MSR_IA32_THERM_CONTROL, l & ~(1<<4), h);
  75         } else {
  76                 /* printk(KERN_INFO PFX "CPU#%d setting duty cycle to %d%%\n",
  77                         cpu, ((125 * newstate) / 10)); */
  78                 /* bits 63 - 5  : reserved
  79                  * bit  4       : enable/disable
  80                  * bits 3-1     : duty cycle
  81                  * bit  0       : reserved
  82                  */
  83                 l = (l & ~14);
  84                 l = l | (1<<4) | ((newstate & 0x7)<<1);
  85                 wrmsr(MSR_IA32_THERM_CONTROL, l, h);
  86         }
  87
  88         return 0;
  89 }
  90
  91
  92 static struct cpufreq_frequency_table p4clockmod_table[] = {
  93         {DC_RESV, CPUFREQ_ENTRY_INVALID},
  94         {DC_DFLT, 0},
  95         {DC_25PT, 0},
  96         {DC_38PT, 0},
  97         {DC_50PT, 0},
  98         {DC_64PT, 0},
  99         {DC_75PT, 0},
 100         {DC_88PT, 0},
 101         {DC_DISABLE, 0},
 102         {DC_RESV, CPUFREQ_TABLE_END},
 103 };
 104
 105
 106 static int cpufreq_p4_target(struct cpufreq_policy *policy,
 107                              unsigned int target_freq,
 108                              unsigned int relation)
 109 {
 110         unsigned int    newstate = DC_RESV;
 111         struct cpufreq_freqs freqs;
 112         cpumask_t cpus_allowed, affected_cpu_map;
 113         int i;
 114
 115         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, &p4clockmod_table[0], target_freq, relation, &newstate))
 116                 return -EINVAL;
 117
 118         freqs.old = cpufreq_p4_get(policy->cpu);
 119         freqs.new = stock_freq * p4clockmod_table[newstate].index / 8;
 120
 121         if (freqs.new == freqs.old)
 122                 return 0;
 123
 124         /* switch to physical CPU where state is to be changed*/
 125         cpus_allowed = current->cpus_allowed;
 126
 127         /* only run on CPU to be set, or on its sibling */
 128 #ifdef CONFIG_SMP
 129         affected_cpu_map = cpu_sibling_map[policy->cpu];
 130 #else
 131         affected_cpu_map = cpumask_of_cpu(policy->cpu);
 132 #endif
 133
 134         /* notifiers */
 135         for_each_cpu(i) {
 136                 if (cpu_isset(i, affected_cpu_map)) {
 137                         freqs.cpu = i;
 138                         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 139                 }
 140         }
 141
 142         /* run on each logical CPU, see section 13.15.3 of IA32 Intel Architecture Software
 143          * Developer's Manual, Volume 3
 144          */
 145         for_each_cpu(i) {
 146                 if (cpu_isset(i, affected_cpu_map)) {
 147                         cpumask_t this_cpu = cpumask_of_cpu(i);
 148
 149                         set_cpus_allowed(current, this_cpu);
 150                         BUG_ON(smp_processor_id() != i);
 151
 152                         cpufreq_p4_setdc(i, p4clockmod_table[newstate].index);
 153                 }
 154         }
 155         set_cpus_allowed(current, cpus_allowed);
 156
 157         /* notifiers */
 158         for_each_cpu(i) {
 159                 if (cpu_isset(i, affected_cpu_map)) {
 160                         freqs.cpu = i;
 161                         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 162                 }
 163         }
 164
 165         return 0;
 166 }
 167
 168
 169 static int cpufreq_p4_verify(struct cpufreq_policy *policy)
 170 {
 171         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, &p4clockmod_table[0]);
 172 }
 173
 174
 175 static unsigned int cpufreq_p4_get_frequency(struct cpuinfo_x86 *c)
 176 {
 177         if ((c->x86 == 0x06) && (c->x86_model == 0x09)) {
 178                 /* Pentium M (Banias) */
 179                 printk(KERN_WARNING PFX "Warning: Pentium M detected. "
 180                        "The speedstep_centrino module offers voltage scaling"
 181                        " in addition of frequency scaling. You should use "
 182                        "that instead of p4-clockmod, if possible.\n");
 183                 return speedstep_get_processor_frequency(SPEEDSTEP_PROCESSOR_PM);
 184         }
 185
 186         if ((c->x86 == 0x06) && (c->x86_model == 0x13)) {
 187                 /* Pentium M (Dothan) */
 188                 printk(KERN_WARNING PFX "Warning: Pentium M detected. "
 189                        "The speedstep_centrino module offers voltage scaling"
 190                        " in addition of frequency scaling. You should use "
 191                        "that instead of p4-clockmod, if possible.\n");
 192                 /* on P-4s, the TSC runs with constant frequency independent wether
 193                  * throttling is active or not. */
 194                 p4clockmod_driver.flags |= CPUFREQ_CONST_LOOPS;
 195                 return speedstep_get_processor_frequency(SPEEDSTEP_PROCESSOR_PM);
 196         }
 197
 198         if (c->x86 != 0xF) {
 199                 printk(KERN_WARNING PFX "Unknown p4-clockmod-capable CPU. Please send an e-mail to <linux@brodo.de>\n");
 200                 return 0;
 201         }
 202
 203         /* on P-4s, the TSC runs with constant frequency independent wether
 204          * throttling is active or not. */
 205         p4clockmod_driver.flags |= CPUFREQ_CONST_LOOPS;
 206
 207         if (speedstep_detect_processor() == SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M) {
 208                 printk(KERN_WARNING PFX "Warning: Pentium 4-M detected. "
 209                        "The speedstep-ich or acpi cpufreq modules offer "
 210                        "voltage scaling in addition of frequency scaling. "
 211                        "You should use either one instead of p4-clockmod, "
 212                        "if possible.\n");
 213                 return speedstep_get_processor_frequency(SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4M);
 214         }
 215
 216         return speedstep_get_processor_frequency(SPEEDSTEP_PROCESSOR_P4D);
 217 }
 218
 219
 220
 221 static int cpufreq_p4_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 222 {
 223         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data[policy->cpu];
 224         int cpuid = 0;
 225         unsigned int i;
 226
 227         /* Errata workaround */
 228         cpuid = (c->x86 << 8) | (c->x86_model << 4) | c->x86_mask;
 229         switch (cpuid) {
 230         case 0x0f07:
 231         case 0x0f0a:
 232         case 0x0f11:
 233         case 0x0f12:
 234                 has_N44_O17_errata[policy->cpu] = 1;
 235         }
 236
 237         /* get max frequency */
 238         stock_freq = cpufreq_p4_get_frequency(c);
 239         if (!stock_freq)
 240                 return -EINVAL;
 241
 242         /* table init */
 243         for (i=1; (p4clockmod_table[i].frequency != CPUFREQ_TABLE_END); i++) {
 244                 if ((i<2) && (has_N44_O17_errata[policy->cpu]))
 245                         p4clockmod_table[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
 246                 else
 247                         p4clockmod_table[i].frequency = (stock_freq * i)/8;
 248         }
 249         cpufreq_frequency_table_get_attr(p4clockmod_table, policy->cpu);
 250
 251         /* cpuinfo and default policy values */
 252         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
 253         policy->cpuinfo.transition_latency = 1000000; /* assumed */
 254         policy->cur = stock_freq;
 255
 256         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, &p4clockmod_table[0]);
 257 }
 258
 259
 260 static int cpufreq_p4_cpu_exit(struct cpufreq_policy *policy)
 261 {
 262         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 static unsigned int cpufreq_p4_get(unsigned int cpu)
 267 {
 268         cpumask_t cpus_allowed, affected_cpu_map;
 269         u32 l, h;
 270
 271         cpus_allowed = current->cpus_allowed;
 272         affected_cpu_map = cpumask_of_cpu(cpu);
 273
 274         set_cpus_allowed(current, affected_cpu_map);
 275         BUG_ON(!cpu_isset(smp_processor_id(), affected_cpu_map));
 276
 277         rdmsr(MSR_IA32_THERM_CONTROL, l, h);
 278
 279         set_cpus_allowed(current, cpus_allowed);
 280
 281         if (l & 0x10) {
 282                 l = l >> 1;
 283                 l &= 0x7;
 284         } else
 285                 l = DC_DISABLE;
 286
 287         if (l != DC_DISABLE)
 288                 return (stock_freq * l / 8);
 289
 290         return stock_freq;
 291 }
 292
 293 static struct freq_attr* p4clockmod_attr[] = {
 294         &cpufreq_freq_attr_scaling_available_freqs,
 295         NULL,
 296 };
 297
 298 static struct cpufreq_driver p4clockmod_driver = {
 299         .verify         = cpufreq_p4_verify,
 300         .target         = cpufreq_p4_target,
 301         .init           = cpufreq_p4_cpu_init,
 302         .exit           = cpufreq_p4_cpu_exit,
 303         .get            = cpufreq_p4_get,
 304         .name           = "p4-clockmod",
 305         .owner          = THIS_MODULE,
 306         .attr           = p4clockmod_attr,
 307 };
 308
 309
 310 static int __init cpufreq_p4_init(void)
 311 {
 312         struct cpuinfo_x86 *c = cpu_data;
 313
 314         /*
 315          * THERM_CONTROL is architectural for IA32 now, so
 316          * we can rely on the capability checks
 317          */
 318         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL)
 319                 return -ENODEV;
 320
 321         if (!test_bit(X86_FEATURE_ACPI, c->x86_capability) ||
 322                 !test_bit(X86_FEATURE_ACC, c->x86_capability))
 323                 return -ENODEV;
 324
 325         printk(KERN_INFO PFX "P4/Xeon(TM) CPU On-Demand Clock Modulation available\n");
 326
 327         return cpufreq_register_driver(&p4clockmod_driver);
 328 }
 329
 330
 331 static void __exit cpufreq_p4_exit(void)
 332 {
 333         cpufreq_unregister_driver(&p4clockmod_driver);
 334 }
 335
 336
 337 MODULE_AUTHOR ("Zwane Mwaikambo <zwane@commfireservices.com>");
 338 MODULE_DESCRIPTION ("cpufreq driver for Pentium(TM) 4/Xeon(TM)");
 339 MODULE_LICENSE ("GPL");
 340
 341 late_initcall(cpufreq_p4_init);
 342 module_exit(cpufreq_p4_exit);
 343