drivers/platform/x86/intel_ips.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (c) 2009-2010 Intel Corporation
   4  *
   5  * Authors:
   6  *      Jesse Barnes <[email protected]>
   7  */
   8
   9 /*
  10  * Some Intel Ibex Peak based platforms support so-called "intelligent
  11  * power sharing", which allows the CPU and GPU to cooperate to maximize
  12  * performance within a given TDP (thermal design point).  This driver
  13  * performs the coordination between the CPU and GPU, monitors thermal and
  14  * power statistics in the platform, and initializes power monitoring
  15  * hardware.  It also provides a few tunables to control behavior.  Its
  16  * primary purpose is to safely allow CPU and GPU turbo modes to be enabled
  17  * by tracking power and thermal budget; secondarily it can boost turbo
  18  * performance by allocating more power or thermal budget to the CPU or GPU
  19  * based on available headroom and activity.
  20  *
  21  * The basic algorithm is driven by a 5s moving average of temperature.  If
  22  * thermal headroom is available, the CPU and/or GPU power clamps may be
  23  * adjusted upwards.  If we hit the thermal ceiling or a thermal trigger,
  24  * we scale back the clamp.  Aside from trigger events (when we're critically
  25  * close or over our TDP) we don't adjust the clamps more than once every
  26  * five seconds.
  27  *
  28  * The thermal device (device 31, function 6) has a set of registers that
  29  * are updated by the ME firmware.  The ME should also take the clamp values
  30  * written to those registers and write them to the CPU, but we currently
  31  * bypass that functionality and write the CPU MSR directly.
  32  *
  33  * UNSUPPORTED:
  34  *   - dual MCP configs
  35  *
  36  * TODO:
  37  *   - handle CPU hotplug
  38  *   - provide turbo enable/disable api
  39  *
  40  * Related documents:
  41  *   - CDI 403777, 403778 - Auburndale EDS vol 1 & 2
  42  *   - CDI 401376 - Ibex Peak EDS
  43  *   - ref 26037, 26641 - IPS BIOS spec
  44  *   - ref 26489 - Nehalem BIOS writer's guide
  45  *   - ref 26921 - Ibex Peak BIOS Specification
  46  */
  47
  48 #include <linux/debugfs.h>
  49 #include <linux/delay.h>
  50 #include <linux/interrupt.h>
  51 #include <linux/kernel.h>
  52 #include <linux/kthread.h>
  53 #include <linux/module.h>
  54 #include <linux/pci.h>
  55 #include <linux/sched.h>
  56 #include <linux/sched/loadavg.h>
  57 #include <linux/seq_file.h>
  58 #include <linux/string.h>
  59 #include <linux/tick.h>
  60 #include <linux/timer.h>
  61 #include <linux/dmi.h>
  62 #include <drm/intel/i915_drm.h>
  63 #include <asm/msr.h>
  64 #include <asm/processor.h>
  65 #include <asm/cpu_device_id.h>
  66 #include "intel_ips.h"
  67
  68 #include <linux/io-64-nonatomic-lo-hi.h>
  69
  70 #define PCI_DEVICE_ID_INTEL_THERMAL_SENSOR 0x3b32
  71
  72 /*
  73  * Package level MSRs for monitor/control
  74  */
  75 #define PLATFORM_INFO   0xce
  76 #define   PLATFORM_TDP          (1<<29)
  77 #define   PLATFORM_RATIO        (1<<28)
  78
  79 #define IA32_MISC_ENABLE        0x1a0
  80 #define   IA32_MISC_TURBO_EN    (1ULL<<38)
  81
  82 #define TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT       0x1ac
  83 #define   TURBO_TDC_OVR_EN      (1UL<<31)
  84 #define   TURBO_TDC_MASK        (0x000000007fff0000UL)
  85 #define   TURBO_TDC_SHIFT       (16)
  86 #define   TURBO_TDP_OVR_EN      (1UL<<15)
  87 #define   TURBO_TDP_MASK        (0x0000000000003fffUL)
  88
  89 /*
  90  * Core/thread MSRs for monitoring
  91  */
  92 #define IA32_PERF_CTL           0x199
  93 #define   IA32_PERF_TURBO_DIS   (1ULL<<32)
  94
  95 /*
  96  * Thermal PCI device regs
  97  */
  98 #define THM_CFG_TBAR    0x10
  99 #define THM_CFG_TBAR_HI 0x14
 100
 101 #define THM_TSIU        0x00
 102 #define THM_TSE         0x01
 103 #define   TSE_EN        0xb8
 104 #define THM_TSS         0x02
 105 #define THM_TSTR        0x03
 106 #define THM_TSTTP       0x04
 107 #define THM_TSCO        0x08
 108 #define THM_TSES        0x0c
 109 #define THM_TSGPEN      0x0d
 110 #define   TSGPEN_HOT_LOHI       (1<<1)
 111 #define   TSGPEN_CRIT_LOHI      (1<<2)
 112 #define THM_TSPC        0x0e
 113 #define THM_PPEC        0x10
 114 #define THM_CTA         0x12
 115 #define THM_PTA         0x14
 116 #define   PTA_SLOPE_MASK        (0xff00)
 117 #define   PTA_SLOPE_SHIFT       8
 118 #define   PTA_OFFSET_MASK       (0x00ff)
 119 #define THM_MGTA        0x16
 120 #define   MGTA_SLOPE_MASK       (0xff00)
 121 #define   MGTA_SLOPE_SHIFT      8
 122 #define   MGTA_OFFSET_MASK      (0x00ff)
 123 #define THM_TRC         0x1a
 124 #define   TRC_CORE2_EN  (1<<15)
 125 #define   TRC_THM_EN    (1<<12)
 126 #define   TRC_C6_WAR    (1<<8)
 127 #define   TRC_CORE1_EN  (1<<7)
 128 #define   TRC_CORE_PWR  (1<<6)
 129 #define   TRC_PCH_EN    (1<<5)
 130 #define   TRC_MCH_EN    (1<<4)
 131 #define   TRC_DIMM4     (1<<3)
 132 #define   TRC_DIMM3     (1<<2)
 133 #define   TRC_DIMM2     (1<<1)
 134 #define   TRC_DIMM1     (1<<0)
 135 #define THM_TES         0x20
 136 #define THM_TEN         0x21
 137 #define   TEN_UPDATE_EN 1
 138 #define THM_PSC         0x24
 139 #define   PSC_NTG       (1<<0) /* No GFX turbo support */
 140 #define   PSC_NTPC      (1<<1) /* No CPU turbo support */
 141 #define   PSC_PP_DEF    (0<<2) /* Perf policy up to driver */
 142 #define   PSP_PP_PC     (1<<2) /* BIOS prefers CPU perf */
 143 #define   PSP_PP_BAL    (2<<2) /* BIOS wants balanced perf */
 144 #define   PSP_PP_GFX    (3<<2) /* BIOS prefers GFX perf */
 145 #define   PSP_PBRT      (1<<4) /* BIOS run time support */
 146 #define THM_CTV1        0x30
 147 #define   CTV_TEMP_ERROR (1<<15)
 148 #define   CTV_TEMP_MASK 0x3f
 149 #define   CTV_
 150 #define THM_CTV2        0x32
 151 #define THM_CEC         0x34 /* undocumented power accumulator in joules */
 152 #define THM_AE          0x3f
 153 #define THM_HTS         0x50 /* 32 bits */
 154 #define   HTS_PCPL_MASK (0x7fe00000)
 155 #define   HTS_PCPL_SHIFT 21
 156 #define   HTS_GPL_MASK  (0x001ff000)
 157 #define   HTS_GPL_SHIFT 12
 158 #define   HTS_PP_MASK   (0x00000c00)
 159 #define   HTS_PP_SHIFT  10
 160 #define   HTS_PP_DEF    0
 161 #define   HTS_PP_PROC   1
 162 #define   HTS_PP_BAL    2
 163 #define   HTS_PP_GFX    3
 164 #define   HTS_PCTD_DIS  (1<<9)
 165 #define   HTS_GTD_DIS   (1<<8)
 166 #define   HTS_PTL_MASK  (0x000000fe)
 167 #define   HTS_PTL_SHIFT 1
 168 #define   HTS_NVV       (1<<0)
 169 #define THM_HTSHI       0x54 /* 16 bits */
 170 #define   HTS2_PPL_MASK         (0x03ff)
 171 #define   HTS2_PRST_MASK        (0x3c00)
 172 #define   HTS2_PRST_SHIFT       10
 173 #define   HTS2_PRST_UNLOADED    0
 174 #define   HTS2_PRST_RUNNING     1
 175 #define   HTS2_PRST_TDISOP      2 /* turbo disabled due to power */
 176 #define   HTS2_PRST_TDISHT      3 /* turbo disabled due to high temp */
 177 #define   HTS2_PRST_TDISUSR     4 /* user disabled turbo */
 178 #define   HTS2_PRST_TDISPLAT    5 /* platform disabled turbo */
 179 #define   HTS2_PRST_TDISPM      6 /* power management disabled turbo */
 180 #define   HTS2_PRST_TDISERR     7 /* some kind of error disabled turbo */
 181 #define THM_PTL         0x56
 182 #define THM_MGTV        0x58
 183 #define   TV_MASK       0x000000000000ff00
 184 #define   TV_SHIFT      8
 185 #define THM_PTV         0x60
 186 #define   PTV_MASK      0x00ff
 187 #define THM_MMGPC       0x64
 188 #define THM_MPPC        0x66
 189 #define THM_MPCPC       0x68
 190 #define THM_TSPIEN      0x82
 191 #define   TSPIEN_AUX_LOHI       (1<<0)
 192 #define   TSPIEN_HOT_LOHI       (1<<1)
 193 #define   TSPIEN_CRIT_LOHI      (1<<2)
 194 #define   TSPIEN_AUX2_LOHI      (1<<3)
 195 #define THM_TSLOCK      0x83
 196 #define THM_ATR         0x84
 197 #define THM_TOF         0x87
 198 #define THM_STS         0x98
 199 #define   STS_PCPL_MASK         (0x7fe00000)
 200 #define   STS_PCPL_SHIFT        21
 201 #define   STS_GPL_MASK          (0x001ff000)
 202 #define   STS_GPL_SHIFT         12
 203 #define   STS_PP_MASK           (0x00000c00)
 204 #define   STS_PP_SHIFT          10
 205 #define   STS_PP_DEF            0
 206 #define   STS_PP_PROC           1
 207 #define   STS_PP_BAL            2
 208 #define   STS_PP_GFX            3
 209 #define   STS_PCTD_DIS          (1<<9)
 210 #define   STS_GTD_DIS           (1<<8)
 211 #define   STS_PTL_MASK          (0x000000fe)
 212 #define   STS_PTL_SHIFT         1
 213 #define   STS_NVV               (1<<0)
 214 #define THM_SEC         0x9c
 215 #define   SEC_ACK       (1<<0)
 216 #define THM_TC3         0xa4
 217 #define THM_TC1         0xa8
 218 #define   STS_PPL_MASK          (0x0003ff00)
 219 #define   STS_PPL_SHIFT         16
 220 #define THM_TC2         0xac
 221 #define THM_DTV         0xb0
 222 #define THM_ITV         0xd8
 223 #define   ITV_ME_SEQNO_MASK 0x00ff0000 /* ME should update every ~200ms */
 224 #define   ITV_ME_SEQNO_SHIFT (16)
 225 #define   ITV_MCH_TEMP_MASK 0x0000ff00
 226 #define   ITV_MCH_TEMP_SHIFT (8)
 227 #define   ITV_PCH_TEMP_MASK 0x000000ff
 228
 229 #define thm_readb(off) readb(ips->regmap + (off))
 230 #define thm_readw(off) readw(ips->regmap + (off))
 231 #define thm_readl(off) readl(ips->regmap + (off))
 232 #define thm_readq(off) readq(ips->regmap + (off))
 233
 234 #define thm_writeb(off, val) writeb((val), ips->regmap + (off))
 235 #define thm_writew(off, val) writew((val), ips->regmap + (off))
 236 #define thm_writel(off, val) writel((val), ips->regmap + (off))
 237
 238 static const int IPS_ADJUST_PERIOD = 5000; /* ms */
 239 static bool late_i915_load = false;
 240
 241 /* For initial average collection */
 242 static const int IPS_SAMPLE_PERIOD = 200; /* ms */
 243 static const int IPS_SAMPLE_WINDOW = 5000; /* 5s moving window of samples */
 244 #define IPS_SAMPLE_COUNT (IPS_SAMPLE_WINDOW / IPS_SAMPLE_PERIOD)
 245
 246 /* Per-SKU limits */
 247 struct ips_mcp_limits {
 248         int mcp_power_limit; /* mW units */
 249         int core_power_limit;
 250         int mch_power_limit;
 251         int core_temp_limit; /* degrees C */
 252         int mch_temp_limit;
 253 };
 254
 255 /* Max temps are -10 degrees C to avoid PROCHOT# */
 256
 257 static struct ips_mcp_limits ips_sv_limits = {
 258         .mcp_power_limit = 35000,
 259         .core_power_limit = 29000,
 260         .mch_power_limit = 20000,
 261         .core_temp_limit = 95,
 262         .mch_temp_limit = 90
 263 };
 264
 265 static struct ips_mcp_limits ips_lv_limits = {
 266         .mcp_power_limit = 25000,
 267         .core_power_limit = 21000,
 268         .mch_power_limit = 13000,
 269         .core_temp_limit = 95,
 270         .mch_temp_limit = 90
 271 };
 272
 273 static struct ips_mcp_limits ips_ulv_limits = {
 274         .mcp_power_limit = 18000,
 275         .core_power_limit = 14000,
 276         .mch_power_limit = 11000,
 277         .core_temp_limit = 95,
 278         .mch_temp_limit = 90
 279 };
 280
 281 struct ips_driver {
 282         struct device *dev;
 283         void __iomem *regmap;
 284         int irq;
 285
 286         struct task_struct *monitor;
 287         struct task_struct *adjust;
 288         struct dentry *debug_root;
 289         struct timer_list timer;
 290
 291         /* Average CPU core temps (all averages in .01 degrees C for precision) */
 292         u16 ctv1_avg_temp;
 293         u16 ctv2_avg_temp;
 294         /* GMCH average */
 295         u16 mch_avg_temp;
 296         /* Average for the CPU (both cores?) */
 297         u16 mcp_avg_temp;
 298         /* Average power consumption (in mW) */
 299         u32 cpu_avg_power;
 300         u32 mch_avg_power;
 301
 302         /* Offset values */
 303         u16 cta_val;
 304         u16 pta_val;
 305         u16 mgta_val;
 306
 307         /* Maximums & prefs, protected by turbo status lock */
 308         spinlock_t turbo_status_lock;
 309         u16 mcp_temp_limit;
 310         u16 mcp_power_limit;
 311         u16 core_power_limit;
 312         u16 mch_power_limit;
 313         bool cpu_turbo_enabled;
 314         bool __cpu_turbo_on;
 315         bool gpu_turbo_enabled;
 316         bool __gpu_turbo_on;
 317         bool gpu_preferred;
 318         bool poll_turbo_status;
 319         bool second_cpu;
 320         bool turbo_toggle_allowed;
 321         struct ips_mcp_limits *limits;
 322
 323         /* Optional MCH interfaces for if i915 is in use */
 324         unsigned long (*read_mch_val)(void);
 325         bool (*gpu_raise)(void);
 326         bool (*gpu_lower)(void);
 327         bool (*gpu_busy)(void);
 328         bool (*gpu_turbo_disable)(void);
 329
 330         /* For restoration at unload */
 331         u64 orig_turbo_limit;
 332         u64 orig_turbo_ratios;
 333 };
 334
 335 static bool
 336 ips_gpu_turbo_enabled(struct ips_driver *ips);
 337
 338 /**
 339  * ips_cpu_busy - is CPU busy?
 340  * @ips: IPS driver struct
 341  *
 342  * Check CPU for load to see whether we should increase its thermal budget.
 343  *
 344  * RETURNS:
 345  * True if the CPU could use more power, false otherwise.
 346  */
 347 static bool ips_cpu_busy(struct ips_driver *ips)
 348 {
 349         if ((avenrun[0] >> FSHIFT) > 1)
 350                 return true;
 351
 352         return false;
 353 }
 354
 355 /**
 356  * ips_cpu_raise - raise CPU power clamp
 357  * @ips: IPS driver struct
 358  *
 359  * Raise the CPU power clamp by %IPS_CPU_STEP, in accordance with TDP for
 360  * this platform.
 361  *
 362  * We do this by adjusting the TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT MSR upwards (as
 363  * long as we haven't hit the TDP limit for the SKU).
 364  */
 365 static void ips_cpu_raise(struct ips_driver *ips)
 366 {
 367         u64 turbo_override;
 368         u16 cur_tdp_limit, new_tdp_limit;
 369
 370         if (!ips->cpu_turbo_enabled)
 371                 return;
 372
 373         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 374
 375         cur_tdp_limit = turbo_override & TURBO_TDP_MASK;
 376         new_tdp_limit = cur_tdp_limit + 8; /* 1W increase */
 377
 378         /* Clamp to SKU TDP limit */
 379         if (((new_tdp_limit * 10) / 8) > ips->core_power_limit)
 380                 new_tdp_limit = cur_tdp_limit;
 381
 382         thm_writew(THM_MPCPC, (new_tdp_limit * 10) / 8);
 383
 384         turbo_override |= TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDP_OVR_EN;
 385         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 386
 387         turbo_override &= ~TURBO_TDP_MASK;
 388         turbo_override |= new_tdp_limit;
 389
 390         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 391 }
 392
 393 /**
 394  * ips_cpu_lower - lower CPU power clamp
 395  * @ips: IPS driver struct
 396  *
 397  * Lower CPU power clamp b %IPS_CPU_STEP if possible.
 398  *
 399  * We do this by adjusting the TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT MSR down, going
 400  * as low as the platform limits will allow (though we could go lower there
 401  * wouldn't be much point).
 402  */
 403 static void ips_cpu_lower(struct ips_driver *ips)
 404 {
 405         u64 turbo_override;
 406         u16 cur_limit, new_limit;
 407
 408         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 409
 410         cur_limit = turbo_override & TURBO_TDP_MASK;
 411         new_limit = cur_limit - 8; /* 1W decrease */
 412
 413         /* Clamp to SKU TDP limit */
 414         if (new_limit  < (ips->orig_turbo_limit & TURBO_TDP_MASK))
 415                 new_limit = ips->orig_turbo_limit & TURBO_TDP_MASK;
 416
 417         thm_writew(THM_MPCPC, (new_limit * 10) / 8);
 418
 419         turbo_override |= TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDP_OVR_EN;
 420         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 421
 422         turbo_override &= ~TURBO_TDP_MASK;
 423         turbo_override |= new_limit;
 424
 425         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
 426 }
 427
 428 /**
 429  * do_enable_cpu_turbo - internal turbo enable function
 430  * @data: unused
 431  *
 432  * Internal function for actually updating MSRs.  When we enable/disable
 433  * turbo, we need to do it on each CPU; this function is the one called
 434  * by on_each_cpu() when needed.
 435  */
 436 static void do_enable_cpu_turbo(void *data)
 437 {
 438         u64 perf_ctl;
 439
 440         rdmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 441         if (perf_ctl & IA32_PERF_TURBO_DIS) {
 442                 perf_ctl &= ~IA32_PERF_TURBO_DIS;
 443                 wrmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 444         }
 445 }
 446
 447 /**
 448  * ips_enable_cpu_turbo - enable turbo mode on all CPUs
 449  * @ips: IPS driver struct
 450  *
 451  * Enable turbo mode by clearing the disable bit in IA32_PERF_CTL on
 452  * all logical threads.
 453  */
 454 static void ips_enable_cpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 455 {
 456         /* Already on, no need to mess with MSRs */
 457         if (ips->__cpu_turbo_on)
 458                 return;
 459
 460         if (ips->turbo_toggle_allowed)
 461                 on_each_cpu(do_enable_cpu_turbo, ips, 1);
 462
 463         ips->__cpu_turbo_on = true;
 464 }
 465
 466 /**
 467  * do_disable_cpu_turbo - internal turbo disable function
 468  * @data: unused
 469  *
 470  * Internal function for actually updating MSRs.  When we enable/disable
 471  * turbo, we need to do it on each CPU; this function is the one called
 472  * by on_each_cpu() when needed.
 473  */
 474 static void do_disable_cpu_turbo(void *data)
 475 {
 476         u64 perf_ctl;
 477
 478         rdmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 479         if (!(perf_ctl & IA32_PERF_TURBO_DIS)) {
 480                 perf_ctl |= IA32_PERF_TURBO_DIS;
 481                 wrmsrl(IA32_PERF_CTL, perf_ctl);
 482         }
 483 }
 484
 485 /**
 486  * ips_disable_cpu_turbo - disable turbo mode on all CPUs
 487  * @ips: IPS driver struct
 488  *
 489  * Disable turbo mode by setting the disable bit in IA32_PERF_CTL on
 490  * all logical threads.
 491  */
 492 static void ips_disable_cpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 493 {
 494         /* Already off, leave it */
 495         if (!ips->__cpu_turbo_on)
 496                 return;
 497
 498         if (ips->turbo_toggle_allowed)
 499                 on_each_cpu(do_disable_cpu_turbo, ips, 1);
 500
 501         ips->__cpu_turbo_on = false;
 502 }
 503
 504 /**
 505  * ips_gpu_busy - is GPU busy?
 506  * @ips: IPS driver struct
 507  *
 508  * Check GPU for load to see whether we should increase its thermal budget.
 509  * We need to call into the i915 driver in this case.
 510  *
 511  * RETURNS:
 512  * True if the GPU could use more power, false otherwise.
 513  */
 514 static bool ips_gpu_busy(struct ips_driver *ips)
 515 {
 516         if (!ips_gpu_turbo_enabled(ips))
 517                 return false;
 518
 519         return ips->gpu_busy();
 520 }
 521
 522 /**
 523  * ips_gpu_raise - raise GPU power clamp
 524  * @ips: IPS driver struct
 525  *
 526  * Raise the GPU frequency/power if possible.  We need to call into the
 527  * i915 driver in this case.
 528  */
 529 static void ips_gpu_raise(struct ips_driver *ips)
 530 {
 531         if (!ips_gpu_turbo_enabled(ips))
 532                 return;
 533
 534         if (!ips->gpu_raise())
 535                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
 536
 537         return;
 538 }
 539
 540 /**
 541  * ips_gpu_lower - lower GPU power clamp
 542  * @ips: IPS driver struct
 543  *
 544  * Lower GPU frequency/power if possible.  Need to call i915.
 545  */
 546 static void ips_gpu_lower(struct ips_driver *ips)
 547 {
 548         if (!ips_gpu_turbo_enabled(ips))
 549                 return;
 550
 551         if (!ips->gpu_lower())
 552                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
 553
 554         return;
 555 }
 556
 557 /**
 558  * ips_enable_gpu_turbo - notify the gfx driver turbo is available
 559  * @ips: IPS driver struct
 560  *
 561  * Call into the graphics driver indicating that it can safely use
 562  * turbo mode.
 563  */
 564 static void ips_enable_gpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 565 {
 566         if (ips->__gpu_turbo_on)
 567                 return;
 568         ips->__gpu_turbo_on = true;
 569 }
 570
 571 /**
 572  * ips_disable_gpu_turbo - notify the gfx driver to disable turbo mode
 573  * @ips: IPS driver struct
 574  *
 575  * Request that the graphics driver disable turbo mode.
 576  */
 577 static void ips_disable_gpu_turbo(struct ips_driver *ips)
 578 {
 579         /* Avoid calling i915 if turbo is already disabled */
 580         if (!ips->__gpu_turbo_on)
 581                 return;
 582
 583         if (!ips->gpu_turbo_disable())
 584                 dev_err(ips->dev, "failed to disable graphics turbo\n");
 585         else
 586                 ips->__gpu_turbo_on = false;
 587 }
 588
 589 /**
 590  * mcp_exceeded - check whether we're outside our thermal & power limits
 591  * @ips: IPS driver struct
 592  *
 593  * Check whether the MCP is over its thermal or power budget.
 594  *
 595  * Returns: %true if the temp or power has exceeded its maximum, else %false
 596  */
 597 static bool mcp_exceeded(struct ips_driver *ips)
 598 {
 599         unsigned long flags;
 600         bool ret = false;
 601         u32 temp_limit;
 602         u32 avg_power;
 603
 604         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 605
 606         temp_limit = ips->mcp_temp_limit * 100;
 607         if (ips->mcp_avg_temp > temp_limit)
 608                 ret = true;
 609
 610         avg_power = ips->cpu_avg_power + ips->mch_avg_power;
 611         if (avg_power > ips->mcp_power_limit)
 612                 ret = true;
 613
 614         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 615
 616         return ret;
 617 }
 618
 619 /**
 620  * cpu_exceeded - check whether a CPU core is outside its limits
 621  * @ips: IPS driver struct
 622  * @cpu: CPU number to check
 623  *
 624  * Check a given CPU's average temp or power is over its limit.
 625  *
 626  * Returns: %true if the temp or power has exceeded its maximum, else %false
 627  */
 628 static bool cpu_exceeded(struct ips_driver *ips, int cpu)
 629 {
 630         unsigned long flags;
 631         int avg;
 632         bool ret = false;
 633
 634         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 635         avg = cpu ? ips->ctv2_avg_temp : ips->ctv1_avg_temp;
 636         if (avg > (ips->limits->core_temp_limit * 100))
 637                 ret = true;
 638         if (ips->cpu_avg_power > ips->core_power_limit * 100)
 639                 ret = true;
 640         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 641
 642         if (ret)
 643                 dev_info(ips->dev, "CPU power or thermal limit exceeded\n");
 644
 645         return ret;
 646 }
 647
 648 /**
 649  * mch_exceeded - check whether the GPU is over budget
 650  * @ips: IPS driver struct
 651  *
 652  * Check the MCH temp & power against their maximums.
 653  *
 654  * Returns: %true if the temp or power has exceeded its maximum, else %false
 655  */
 656 static bool mch_exceeded(struct ips_driver *ips)
 657 {
 658         unsigned long flags;
 659         bool ret = false;
 660
 661         spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 662         if (ips->mch_avg_temp > (ips->limits->mch_temp_limit * 100))
 663                 ret = true;
 664         if (ips->mch_avg_power > ips->mch_power_limit)
 665                 ret = true;
 666         spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 667
 668         return ret;
 669 }
 670
 671 /**
 672  * verify_limits - verify BIOS provided limits
 673  * @ips: IPS structure
 674  *
 675  * BIOS can optionally provide non-default limits for power and temp.  Check
 676  * them here and use the defaults if the BIOS values are not provided or
 677  * are otherwise unusable.
 678  */
 679 static void verify_limits(struct ips_driver *ips)
 680 {
 681         if (ips->mcp_power_limit < ips->limits->mcp_power_limit ||
 682             ips->mcp_power_limit > 35000)
 683                 ips->mcp_power_limit = ips->limits->mcp_power_limit;
 684
 685         if (ips->mcp_temp_limit < ips->limits->core_temp_limit ||
 686             ips->mcp_temp_limit < ips->limits->mch_temp_limit ||
 687             ips->mcp_temp_limit > 150)
 688                 ips->mcp_temp_limit = min(ips->limits->core_temp_limit,
 689                                           ips->limits->mch_temp_limit);
 690 }
 691
 692 /**
 693  * update_turbo_limits - get various limits & settings from regs
 694  * @ips: IPS driver struct
 695  *
 696  * Update the IPS power & temp limits, along with turbo enable flags,
 697  * based on latest register contents.
 698  *
 699  * Used at init time and for runtime BIOS support, which requires polling
 700  * the regs for updates (as a result of AC->DC transition for example).
 701  *
 702  * LOCKING:
 703  * Caller must hold turbo_status_lock (outside of init)
 704  */
 705 static void update_turbo_limits(struct ips_driver *ips)
 706 {
 707         u32 hts = thm_readl(THM_HTS);
 708
 709         ips->cpu_turbo_enabled = !(hts & HTS_PCTD_DIS);
 710         /*
 711          * Disable turbo for now, until we can figure out why the power figures
 712          * are wrong
 713          */
 714         ips->cpu_turbo_enabled = false;
 715
 716         if (ips->gpu_busy)
 717                 ips->gpu_turbo_enabled = !(hts & HTS_GTD_DIS);
 718
 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  * Returns: %0
 759  */
 760 static int ips_adjust(void *data)
 761 {
 762         struct ips_driver *ips = data;
 763         unsigned long flags;
 764
 765         dev_dbg(ips->dev, "starting ips-adjust thread\n");
 766
 767         /*
 768          * Adjust CPU and GPU clamps every 5s if needed.  Doing it more
 769          * often isn't recommended due to ME interaction.
 770          */
 771         do {
 772                 bool cpu_busy = ips_cpu_busy(ips);
 773                 bool gpu_busy = ips_gpu_busy(ips);
 774
 775                 spin_lock_irqsave(&ips->turbo_status_lock, flags);
 776                 if (ips->poll_turbo_status)
 777                         update_turbo_limits(ips);
 778                 spin_unlock_irqrestore(&ips->turbo_status_lock, flags);
 779
 780                 /* Update turbo status if necessary */
 781                 if (ips->cpu_turbo_enabled)
 782                         ips_enable_cpu_turbo(ips);
 783                 else
 784                         ips_disable_cpu_turbo(ips);
 785
 786                 if (ips->gpu_turbo_enabled)
 787                         ips_enable_gpu_turbo(ips);
 788                 else
 789                         ips_disable_gpu_turbo(ips);
 790
 791                 /* We're outside our comfort zone, crank them down */
 792                 if (mcp_exceeded(ips)) {
 793                         ips_cpu_lower(ips);
 794                         ips_gpu_lower(ips);
 795                         goto sleep;
 796                 }
 797
 798                 if (!cpu_exceeded(ips, 0) && cpu_busy)
 799                         ips_cpu_raise(ips);
 800                 else
 801                         ips_cpu_lower(ips);
 802
 803                 if (!mch_exceeded(ips) && gpu_busy)
 804                         ips_gpu_raise(ips);
 805                 else
 806                         ips_gpu_lower(ips);
 807
 808 sleep:
 809                 schedule_timeout_interruptible(msecs_to_jiffies(IPS_ADJUST_PERIOD));
 810         } while (!kthread_should_stop());
 811
 812         dev_dbg(ips->dev, "ips-adjust thread stopped\n");
 813
 814         return 0;
 815 }
 816
 817 /*
 818  * Helpers for reading out temp/power values and calculating their
 819  * averages for the decision making and monitoring functions.
 820  */
 821
 822 static u16 calc_avg_temp(struct ips_driver *ips, u16 *array)
 823 {
 824         u64 total = 0;
 825         int i;
 826         u16 avg;
 827
 828         for (i = 0; i < IPS_SAMPLE_COUNT; i++)
 829                 total += (u64)(array[i] * 100);
 830
 831         do_div(total, IPS_SAMPLE_COUNT);
 832
 833         avg = (u16)total;
 834
 835         return avg;
 836 }
 837
 838 static u16 read_mgtv(struct ips_driver *ips)
 839 {
 840         u16 __maybe_unused ret;
 841         u64 slope, offset;
 842         u64 val;
 843
 844         val = thm_readq(THM_MGTV);
 845         val = (val & TV_MASK) >> TV_SHIFT;
 846
 847         slope = offset = thm_readw(THM_MGTA);
 848         slope = (slope & MGTA_SLOPE_MASK) >> MGTA_SLOPE_SHIFT;
 849         offset = offset & MGTA_OFFSET_MASK;
 850
 851         ret = ((val * slope + 0x40) >> 7) + offset;
 852
 853         return 0; /* MCH temp reporting buggy */
 854 }
 855
 856 static u16 read_ptv(struct ips_driver *ips)
 857 {
 858         u16 val;
 859
 860         val = thm_readw(THM_PTV) & PTV_MASK;
 861
 862         return val;
 863 }
 864
 865 static u16 read_ctv(struct ips_driver *ips, int cpu)
 866 {
 867         int reg = cpu ? THM_CTV2 : THM_CTV1;
 868         u16 val;
 869
 870         val = thm_readw(reg);
 871         if (!(val & CTV_TEMP_ERROR))
 872                 val = (val) >> 6; /* discard fractional component */
 873         else
 874                 val = 0;
 875
 876         return val;
 877 }
 878
 879 static u32 get_cpu_power(struct ips_driver *ips, u32 *last, int period)
 880 {
 881         u32 val;
 882         u32 ret;
 883
 884         /*
 885          * CEC is in joules/65535.  Take difference over time to
 886          * get watts.
 887          */
 888         val = thm_readl(THM_CEC);
 889
 890         /* period is in ms and we want mW */
 891         ret = (((val - *last) * 1000) / period);
 892         ret = (ret * 1000) / 65535;
 893         *last = val;
 894
 895         return 0;
 896 }
 897
 898 static const u16 temp_decay_factor = 2;
 899 static u16 update_average_temp(u16 avg, u16 val)
 900 {
 901         u16 ret;
 902
 903         /* Multiply by 100 for extra precision */
 904         ret = (val * 100 / temp_decay_factor) +
 905                 (((temp_decay_factor - 1) * avg) / temp_decay_factor);
 906         return ret;
 907 }
 908
 909 static const u16 power_decay_factor = 2;
 910 static u16 update_average_power(u32 avg, u32 val)
 911 {
 912         u32 ret;
 913
 914         ret = (val / power_decay_factor) +
 915                 (((power_decay_factor - 1) * avg) / power_decay_factor);
 916
 917         return ret;
 918 }
 919
 920 static u32 calc_avg_power(struct ips_driver *ips, u32 *array)
 921 {
 922         u64 total = 0;
 923         u32 avg;
 924         int i;
 925
 926         for (i = 0; i < IPS_SAMPLE_COUNT; i++)
 927                 total += array[i];
 928
 929         do_div(total, IPS_SAMPLE_COUNT);
 930         avg = (u32)total;
 931
 932         return avg;
 933 }
 934
 935 static void monitor_timeout(struct timer_list *t)
 936 {
 937         struct ips_driver *ips = from_timer(ips, t, timer);
 938         wake_up_process(ips->monitor);
 939 }
 940
 941 /**
 942  * ips_monitor - temp/power monitoring thread
 943  * @data: ips driver structure
 944  *
 945  * This is the main function for the IPS driver.  It monitors power and
 946  * temperature in the MCP and adjusts CPU and GPU power clamps accordingly.
 947  *
 948  * We keep a 5s moving average of power consumption and temperature.  Using
 949  * that data, along with CPU vs GPU preference, we adjust the power clamps
 950  * up or down.
 951  *
 952  * Returns: %0 on success or -errno on error
 953  */
 954 static int ips_monitor(void *data)
 955 {
 956         struct ips_driver *ips = data;
 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 = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u16), GFP_KERNEL);
 964         ctv1_samples = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u16), GFP_KERNEL);
 965         ctv2_samples = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u16), GFP_KERNEL);
 966         mch_samples = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u16), GFP_KERNEL);
 967         cpu_samples = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
 968         mchp_samples = kcalloc(IPS_SAMPLE_COUNT, sizeof(u32), GFP_KERNEL);
 969         if (!mcp_samples || !ctv1_samples || !ctv2_samples || !mch_samples ||
 970                         !cpu_samples || !mchp_samples) {
 971                 dev_err(ips->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         timer_setup(&ips->timer, monitor_timeout, TIMER_DEFERRABLE);
1045         do {
1046                 u32 cpu_val, mch_val;
1047                 u16 val;
1048
1049                 /* MCP itself */
1050                 val = read_ptv(ips);
1051                 ips->mcp_avg_temp = update_average_temp(ips->mcp_avg_temp, val);
1052
1053                 /* Processor 0 */
1054                 val = read_ctv(ips, 0);
1055                 ips->ctv1_avg_temp =
1056                         update_average_temp(ips->ctv1_avg_temp, val);
1057                 /* Power */
1058                 cpu_val = get_cpu_power(ips, &old_cpu_power,
1059                                         last_sample_period);
1060                 ips->cpu_avg_power =
1061                         update_average_power(ips->cpu_avg_power, cpu_val);
1062
1063                 if (ips->second_cpu) {
1064                         /* Processor 1 */
1065                         val = read_ctv(ips, 1);
1066                         ips->ctv2_avg_temp =
1067                                 update_average_temp(ips->ctv2_avg_temp, val);
1068                 }
1069
1070                 /* MCH */
1071                 val = read_mgtv(ips);
1072                 ips->mch_avg_temp = update_average_temp(ips->mch_avg_temp, val);
1073                 /* Power */
1074                 if (ips->read_mch_val) {
1075                         mch_val = ips->read_mch_val();
1076                         ips->mch_avg_power =
1077                                 update_average_power(ips->mch_avg_power,
1078                                                      mch_val);
1079                 }
1080
1081                 /*
1082                  * Make sure ME is updating thermal regs.
1083                  * Note:
1084                  * If it's been more than a second since the last update,
1085                  * the ME is probably hung.
1086                  */
1087                 cur_seqno = (thm_readl(THM_ITV) & ITV_ME_SEQNO_MASK) >>
1088                         ITV_ME_SEQNO_SHIFT;
1089                 if (cur_seqno == last_seqno &&
1090                     time_after(jiffies, seqno_timestamp + HZ)) {
1091                         dev_warn(ips->dev,
1092                                  "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_INTERRUPTIBLE);
1102                 mod_timer(&ips->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(&ips->timer);
1112
1113         dev_dbg(ips->dev, "ips-monitor thread stopped\n");
1114
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * ips_irq_handler - handle temperature triggers and other IPS events
1120  * @irq: irq number
1121  * @arg: unused
1122  *
1123  * Handle temperature limit trigger events, generally by lowering the clamps.
1124  * If we're at a critical limit, we clamp back to the lowest possible value
1125  * to prevent emergency shutdown.
1126  *
1127  * Returns: IRQ_NONE or IRQ_HANDLED
1128  */
1129 static irqreturn_t ips_irq_handler(int irq, void *arg)
1130 {
1131         struct ips_driver *ips = arg;
1132         u8 tses = thm_readb(THM_TSES);
1133         u8 tes = thm_readb(THM_TES);
1134
1135         if (!tses && !tes)
1136                 return IRQ_NONE;
1137
1138         dev_info(ips->dev, "TSES: 0x%02x\n", tses);
1139         dev_info(ips->dev, "TES: 0x%02x\n", tes);
1140
1141         /* STS update from EC? */
1142         if (tes & 1) {
1143                 u32 sts, tc1;
1144
1145                 sts = thm_readl(THM_STS);
1146                 tc1 = thm_readl(THM_TC1);
1147
1148                 if (sts & STS_NVV) {
1149                         spin_lock(&ips->turbo_status_lock);
1150                         ips->core_power_limit = (sts & STS_PCPL_MASK) >>
1151                                 STS_PCPL_SHIFT;
1152                         ips->mch_power_limit = (sts & STS_GPL_MASK) >>
1153                                 STS_GPL_SHIFT;
1154                         /* ignore EC CPU vs GPU pref */
1155                         ips->cpu_turbo_enabled = !(sts & STS_PCTD_DIS);
1156                         /*
1157                          * Disable turbo for now, until we can figure
1158                          * out why the power figures are wrong
1159                          */
1160                         ips->cpu_turbo_enabled = false;
1161                         if (ips->gpu_busy)
1162                                 ips->gpu_turbo_enabled = !(sts & STS_GTD_DIS);
1163                         ips->mcp_temp_limit = (sts & STS_PTL_MASK) >>
1164                                 STS_PTL_SHIFT;
1165                         ips->mcp_power_limit = (tc1 & STS_PPL_MASK) >>
1166                                 STS_PPL_SHIFT;
1167                         verify_limits(ips);
1168                         spin_unlock(&ips->turbo_status_lock);
1169
1170                         thm_writeb(THM_SEC, SEC_ACK);
1171                 }
1172                 thm_writeb(THM_TES, tes);
1173         }
1174
1175         /* Thermal trip */
1176         if (tses) {
1177                 dev_warn(ips->dev, "thermal trip occurred, tses: 0x%04x\n",
1178                          tses);
1179                 thm_writeb(THM_TSES, tses);
1180         }
1181
1182         return IRQ_HANDLED;
1183 }
1184
1185 #ifndef CONFIG_DEBUG_FS
1186 static void ips_debugfs_init(struct ips_driver *ips) { return; }
1187 static void ips_debugfs_cleanup(struct ips_driver *ips) { return; }
1188 #else
1189
1190 /* Expose current state and limits in debugfs if possible */
1191
1192 static int cpu_temp_show(struct seq_file *m, void *data)
1193 {
1194         struct ips_driver *ips = m->private;
1195
1196         seq_printf(m, "%d.%02d\n", ips->ctv1_avg_temp / 100,
1197                    ips->ctv1_avg_temp % 100);
1198
1199         return 0;
1200 }
1201 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(cpu_temp);
1202
1203 static int cpu_power_show(struct seq_file *m, void *data)
1204 {
1205         struct ips_driver *ips = m->private;
1206
1207         seq_printf(m, "%dmW\n", ips->cpu_avg_power);
1208
1209         return 0;
1210 }
1211 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(cpu_power);
1212
1213 static int cpu_clamp_show(struct seq_file *m, void *data)
1214 {
1215         u64 turbo_override;
1216         int tdp, tdc;
1217
1218         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1219
1220         tdp = (int)(turbo_override & TURBO_TDP_MASK);
1221         tdc = (int)((turbo_override & TURBO_TDC_MASK) >> TURBO_TDC_SHIFT);
1222
1223         /* Convert to .1W/A units */
1224         tdp = tdp * 10 / 8;
1225         tdc = tdc * 10 / 8;
1226
1227         /* Watts Amperes */
1228         seq_printf(m, "%d.%dW %d.%dA\n", tdp / 10, tdp % 10,
1229                    tdc / 10, tdc % 10);
1230
1231         return 0;
1232 }
1233 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(cpu_clamp);
1234
1235 static int mch_temp_show(struct seq_file *m, void *data)
1236 {
1237         struct ips_driver *ips = m->private;
1238
1239         seq_printf(m, "%d.%02d\n", ips->mch_avg_temp / 100,
1240                    ips->mch_avg_temp % 100);
1241
1242         return 0;
1243 }
1244 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(mch_temp);
1245
1246 static int mch_power_show(struct seq_file *m, void *data)
1247 {
1248         struct ips_driver *ips = m->private;
1249
1250         seq_printf(m, "%dmW\n", ips->mch_avg_power);
1251
1252         return 0;
1253 }
1254 DEFINE_SHOW_ATTRIBUTE(mch_power);
1255
1256 static void ips_debugfs_cleanup(struct ips_driver *ips)
1257 {
1258         debugfs_remove_recursive(ips->debug_root);
1259 }
1260
1261 static void ips_debugfs_init(struct ips_driver *ips)
1262 {
1263         ips->debug_root = debugfs_create_dir("ips", NULL);
1264
1265         debugfs_create_file("cpu_temp", 0444, ips->debug_root, ips, &cpu_temp_fops);
1266         debugfs_create_file("cpu_power", 0444, ips->debug_root, ips, &cpu_power_fops);
1267         debugfs_create_file("cpu_clamp", 0444, ips->debug_root, ips, &cpu_clamp_fops);
1268         debugfs_create_file("mch_temp", 0444, ips->debug_root, ips, &mch_temp_fops);
1269         debugfs_create_file("mch_power", 0444, ips->debug_root, ips, &mch_power_fops);
1270 }
1271 #endif /* CONFIG_DEBUG_FS */
1272
1273 /**
1274  * ips_detect_cpu - detect whether CPU supports IPS
1275  * @ips: IPS driver struct
1276  *
1277  * Walk our list and see if we're on a supported CPU.  If we find one,
1278  * return the limits for it.
1279  *
1280  * Returns: the &ips_mcp_limits struct that matches the boot CPU or %NULL
1281  */
1282 static struct ips_mcp_limits *ips_detect_cpu(struct ips_driver *ips)
1283 {
1284         u64 turbo_power, misc_en;
1285         struct ips_mcp_limits *limits = NULL;
1286         u16 tdp;
1287
1288         if (!(boot_cpu_data.x86_vfm == INTEL_WESTMERE)) {
1289                 dev_info(ips->dev, "Non-IPS CPU detected.\n");
1290                 return NULL;
1291         }
1292
1293         rdmsrl(IA32_MISC_ENABLE, misc_en);
1294         /*
1295          * If the turbo enable bit isn't set, we shouldn't try to enable/disable
1296          * turbo manually or we'll get an illegal MSR access, even though
1297          * turbo will still be available.
1298          */
1299         if (misc_en & IA32_MISC_TURBO_EN)
1300                 ips->turbo_toggle_allowed = true;
1301         else
1302                 ips->turbo_toggle_allowed = false;
1303
1304         if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       M"))
1305                 limits = &ips_sv_limits;
1306         else if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       L"))
1307                 limits = &ips_lv_limits;
1308         else if (strstr(boot_cpu_data.x86_model_id, "CPU       U"))
1309                 limits = &ips_ulv_limits;
1310         else {
1311                 dev_info(ips->dev, "No CPUID match found.\n");
1312                 return NULL;
1313         }
1314
1315         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_power);
1316         tdp = turbo_power & TURBO_TDP_MASK;
1317
1318         /* Sanity check TDP against CPU */
1319         if (limits->core_power_limit != (tdp / 8) * 1000) {
1320                 dev_info(ips->dev,
1321                          "CPU TDP doesn't match expected value (found %d, expected %d)\n",
1322                          tdp / 8, limits->core_power_limit / 1000);
1323                 limits->core_power_limit = (tdp / 8) * 1000;
1324         }
1325
1326         return limits;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * ips_get_i915_syms - try to get GPU control methods from i915 driver
1331  * @ips: IPS driver
1332  *
1333  * The i915 driver exports several interfaces to allow the IPS driver to
1334  * monitor and control graphics turbo mode.  If we can find them, we can
1335  * enable graphics turbo, otherwise we must disable it to avoid exceeding
1336  * thermal and power limits in the MCP.
1337  *
1338  * Returns: %true if the required symbols are found, else %false
1339  */
1340 static bool ips_get_i915_syms(struct ips_driver *ips)
1341 {
1342         ips->read_mch_val = symbol_get(i915_read_mch_val);
1343         if (!ips->read_mch_val)
1344                 goto out_err;
1345         ips->gpu_raise = symbol_get(i915_gpu_raise);
1346         if (!ips->gpu_raise)
1347                 goto out_put_mch;
1348         ips->gpu_lower = symbol_get(i915_gpu_lower);
1349         if (!ips->gpu_lower)
1350                 goto out_put_raise;
1351         ips->gpu_busy = symbol_get(i915_gpu_busy);
1352         if (!ips->gpu_busy)
1353                 goto out_put_lower;
1354         ips->gpu_turbo_disable = symbol_get(i915_gpu_turbo_disable);
1355         if (!ips->gpu_turbo_disable)
1356                 goto out_put_busy;
1357
1358         return true;
1359
1360 out_put_busy:
1361         symbol_put(i915_gpu_busy);
1362 out_put_lower:
1363         symbol_put(i915_gpu_lower);
1364 out_put_raise:
1365         symbol_put(i915_gpu_raise);
1366 out_put_mch:
1367         symbol_put(i915_read_mch_val);
1368 out_err:
1369         return false;
1370 }
1371
1372 static bool
1373 ips_gpu_turbo_enabled(struct ips_driver *ips)
1374 {
1375         if (!ips->gpu_busy && late_i915_load) {
1376                 if (ips_get_i915_syms(ips)) {
1377                         dev_info(ips->dev,
1378                                  "i915 driver attached, reenabling gpu turbo\n");
1379                         ips->gpu_turbo_enabled = !(thm_readl(THM_HTS) & HTS_GTD_DIS);
1380                 }
1381         }
1382
1383         return ips->gpu_turbo_enabled;
1384 }
1385
1386 void
1387 ips_link_to_i915_driver(void)
1388 {
1389         /* We can't cleanly get at the various ips_driver structs from
1390          * this caller (the i915 driver), so just set a flag saying
1391          * that it's time to try getting the symbols again.
1392          */
1393         late_i915_load = true;
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL_GPL(ips_link_to_i915_driver);
1396
1397 static const struct pci_device_id ips_id_table[] = {
1398         { PCI_VDEVICE(INTEL, PCI_DEVICE_ID_INTEL_THERMAL_SENSOR), },
1399         { 0, }
1400 };
1401
1402 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, ips_id_table);
1403
1404 static int ips_blacklist_callback(const struct dmi_system_id *id)
1405 {
1406         pr_info("Blacklisted intel_ips for %s\n", id->ident);
1407         return 1;
1408 }
1409
1410 static const struct dmi_system_id ips_blacklist[] = {
1411         {
1412                 .callback = ips_blacklist_callback,
1413                 .ident = "HP ProBook",
1414                 .matches = {
1415                         DMI_MATCH(DMI_SYS_VENDOR, "Hewlett-Packard"),
1416                         DMI_MATCH(DMI_PRODUCT_NAME, "HP ProBook"),
1417                 },
1418         },
1419         { }     /* terminating entry */
1420 };
1421
1422 static int ips_probe(struct pci_dev *dev, const struct pci_device_id *id)
1423 {
1424         u64 platform_info;
1425         struct ips_driver *ips;
1426         u32 hts;
1427         int ret = 0;
1428         u16 htshi, trc, trc_required_mask;
1429         u8 tse;
1430
1431         if (dmi_check_system(ips_blacklist))
1432                 return -ENODEV;
1433
1434         ips = devm_kzalloc(&dev->dev, sizeof(*ips), GFP_KERNEL);
1435         if (!ips)
1436                 return -ENOMEM;
1437
1438         spin_lock_init(&ips->turbo_status_lock);
1439         ips->dev = &dev->dev;
1440
1441         ips->limits = ips_detect_cpu(ips);
1442         if (!ips->limits) {
1443                 dev_info(&dev->dev, "IPS not supported on this CPU\n");
1444                 return -ENXIO;
1445         }
1446
1447         ret = pcim_enable_device(dev);
1448         if (ret) {
1449                 dev_err(&dev->dev, "can't enable PCI device, aborting\n");
1450                 return ret;
1451         }
1452
1453         ret = pcim_iomap_regions(dev, 1 << 0, pci_name(dev));
1454         if (ret) {
1455                 dev_err(&dev->dev, "failed to map thermal regs, aborting\n");
1456                 return ret;
1457         }
1458         ips->regmap = pcim_iomap_table(dev)[0];
1459
1460         pci_set_drvdata(dev, ips);
1461
1462         tse = thm_readb(THM_TSE);
1463         if (tse != TSE_EN) {
1464                 dev_err(&dev->dev, "thermal device not enabled (0x%02x), aborting\n", tse);
1465                 return -ENXIO;
1466         }
1467
1468         trc = thm_readw(THM_TRC);
1469         trc_required_mask = TRC_CORE1_EN | TRC_CORE_PWR | TRC_MCH_EN;
1470         if ((trc & trc_required_mask) != trc_required_mask) {
1471                 dev_err(&dev->dev, "thermal reporting for required devices not enabled, aborting\n");
1472                 return -ENXIO;
1473         }
1474
1475         if (trc & TRC_CORE2_EN)
1476                 ips->second_cpu = true;
1477
1478         update_turbo_limits(ips);
1479         dev_dbg(&dev->dev, "max cpu power clamp: %dW\n",
1480                 ips->mcp_power_limit / 10);
1481         dev_dbg(&dev->dev, "max core power clamp: %dW\n",
1482                 ips->core_power_limit / 10);
1483         /* BIOS may update limits at runtime */
1484         if (thm_readl(THM_PSC) & PSP_PBRT)
1485                 ips->poll_turbo_status = true;
1486
1487         if (!ips_get_i915_syms(ips)) {
1488                 dev_info(&dev->dev, "failed to get i915 symbols, graphics turbo disabled until i915 loads\n");
1489                 ips->gpu_turbo_enabled = false;
1490         } else {
1491                 dev_dbg(&dev->dev, "graphics turbo enabled\n");
1492                 ips->gpu_turbo_enabled = true;
1493         }
1494
1495         /*
1496          * Check PLATFORM_INFO MSR to make sure this chip is
1497          * turbo capable.
1498          */
1499         rdmsrl(PLATFORM_INFO, platform_info);
1500         if (!(platform_info & PLATFORM_TDP)) {
1501                 dev_err(&dev->dev, "platform indicates TDP override unavailable, aborting\n");
1502                 return -ENODEV;
1503         }
1504
1505         /*
1506          * IRQ handler for ME interaction
1507          * Note: don't use MSI here as the PCH has bugs.
1508          */
1509         ret = pci_alloc_irq_vectors(dev, 1, 1, PCI_IRQ_INTX);
1510         if (ret < 0)
1511                 return ret;
1512
1513         ips->irq = pci_irq_vector(dev, 0);
1514
1515         ret = request_irq(ips->irq, ips_irq_handler, IRQF_SHARED, "ips", ips);
1516         if (ret) {
1517                 dev_err(&dev->dev, "request irq failed, aborting\n");
1518                 return ret;
1519         }
1520
1521         /* Enable aux, hot & critical interrupts */
1522         thm_writeb(THM_TSPIEN, TSPIEN_AUX2_LOHI | TSPIEN_CRIT_LOHI |
1523                    TSPIEN_HOT_LOHI | TSPIEN_AUX_LOHI);
1524         thm_writeb(THM_TEN, TEN_UPDATE_EN);
1525
1526         /* Collect adjustment values */
1527         ips->cta_val = thm_readw(THM_CTA);
1528         ips->pta_val = thm_readw(THM_PTA);
1529         ips->mgta_val = thm_readw(THM_MGTA);
1530
1531         /* Save turbo limits & ratios */
1532         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, ips->orig_turbo_limit);
1533
1534         ips_disable_cpu_turbo(ips);
1535         ips->cpu_turbo_enabled = false;
1536
1537         /* Create thermal adjust thread */
1538         ips->adjust = kthread_create(ips_adjust, ips, "ips-adjust");
1539         if (IS_ERR(ips->adjust)) {
1540                 dev_err(&dev->dev,
1541                         "failed to create thermal adjust thread, aborting\n");
1542                 ret = -ENOMEM;
1543                 goto error_free_irq;
1544
1545         }
1546
1547         /*
1548          * Set up the work queue and monitor thread. The monitor thread
1549          * will wake up ips_adjust thread.
1550          */
1551         ips->monitor = kthread_run(ips_monitor, ips, "ips-monitor");
1552         if (IS_ERR(ips->monitor)) {
1553                 dev_err(&dev->dev,
1554                         "failed to create thermal monitor thread, aborting\n");
1555                 ret = -ENOMEM;
1556                 goto error_thread_cleanup;
1557         }
1558
1559         hts = (ips->core_power_limit << HTS_PCPL_SHIFT) |
1560                 (ips->mcp_temp_limit << HTS_PTL_SHIFT) | HTS_NVV;
1561         htshi = HTS2_PRST_RUNNING << HTS2_PRST_SHIFT;
1562
1563         thm_writew(THM_HTSHI, htshi);
1564         thm_writel(THM_HTS, hts);
1565
1566         ips_debugfs_init(ips);
1567
1568         dev_info(&dev->dev, "IPS driver initialized, MCP temp limit %d\n",
1569                  ips->mcp_temp_limit);
1570         return ret;
1571
1572 error_thread_cleanup:
1573         kthread_stop(ips->adjust);
1574 error_free_irq:
1575         free_irq(ips->irq, ips);
1576         pci_free_irq_vectors(dev);
1577         return ret;
1578 }
1579
1580 static void ips_remove(struct pci_dev *dev)
1581 {
1582         struct ips_driver *ips = pci_get_drvdata(dev);
1583         u64 turbo_override;
1584
1585         ips_debugfs_cleanup(ips);
1586
1587         /* Release i915 driver */
1588         if (ips->read_mch_val)
1589                 symbol_put(i915_read_mch_val);
1590         if (ips->gpu_raise)
1591                 symbol_put(i915_gpu_raise);
1592         if (ips->gpu_lower)
1593                 symbol_put(i915_gpu_lower);
1594         if (ips->gpu_busy)
1595                 symbol_put(i915_gpu_busy);
1596         if (ips->gpu_turbo_disable)
1597                 symbol_put(i915_gpu_turbo_disable);
1598
1599         rdmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1600         turbo_override &= ~(TURBO_TDC_OVR_EN | TURBO_TDP_OVR_EN);
1601         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, turbo_override);
1602         wrmsrl(TURBO_POWER_CURRENT_LIMIT, ips->orig_turbo_limit);
1603
1604         free_irq(ips->irq, ips);
1605         pci_free_irq_vectors(dev);
1606         if (ips->adjust)
1607                 kthread_stop(ips->adjust);
1608         if (ips->monitor)
1609                 kthread_stop(ips->monitor);
1610         dev_dbg(&dev->dev, "IPS driver removed\n");
1611 }
1612
1613 static struct pci_driver ips_pci_driver = {
1614         .name = "intel ips",
1615         .id_table = ips_id_table,
1616         .probe = ips_probe,
1617         .remove = ips_remove,
1618 };
1619
1620 module_pci_driver(ips_pci_driver);
1621
1622 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1623 MODULE_AUTHOR("Jesse Barnes <[email protected]>");
1624 MODULE_DESCRIPTION("Intelligent Power Sharing Driver");