drivers/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/kernel.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/smp.h>
  27 #include <linux/cpufreq.h>
  28 #include <linux/cpumask.h>
  29 #include <linux/timex.h>
  30
  31 #include <asm/processor.h>
  32 #include <asm/msr.h>
  33 #include <asm/timer.h>
  34 #include <asm/cpu_device_id.h>
  35
  36 #include "speedstep-lib.h"
  37
  38 #define PFX     "p4-clockmod: "
  39
  40 /*
  41  * Duty Cycle (3bits), note DC_DISABLE is not specified in
  42  * intel docs i just use it to mean disable
  43  */
  44 enum {
  45         DC_RESV, DC_DFLT, DC_25PT, DC_38PT, DC_50PT,
  46         DC_64PT, DC_75PT, DC_88PT, DC_DISABLE
  47 };
  48
  49 #define DC_ENTRIES      8
  50
  51
  52 static int has_N44_O17_errata[NR_CPUS];
  53 static unsigned int stock_freq;
  54 static struct cpufreq_driver p4clockmod_driver;
  55 static unsigned int cpufreq_p4_get(unsigned int cpu);
  56
  57 static int cpufreq_p4_setdc(unsigned int cpu, unsigned int newstate)
  58 {
  59         u32 l, h;
  60
  61         if ((newstate > DC_DISABLE) || (newstate == DC_RESV))
  62                 return -EINVAL;
  63
  64         rdmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &l, &h);
  65
  66         if (l & 0x01)
  67                 pr_debug("CPU#%d currently thermal throttled\n", cpu);
  68
  69         if (has_N44_O17_errata[cpu] &&
  70             (newstate == DC_25PT || newstate == DC_DFLT))
  71                 newstate = DC_38PT;
  72
  73         rdmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_THERM_CONTROL, &l, &h);
  74         if (newstate == DC_DISABLE) {
  75                 pr_debug("CPU#%d disabling modulation\n", cpu);
  76                 wrmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_THERM_CONTROL, l & ~(1<<4), h);
  77         } else {
  78                 pr_debug("CPU#%d setting duty cycle to %d%%\n",
  79                         cpu, ((125 * newstate) / 10));
  80                 /* bits 63 - 5  : reserved
  81                  * bit  4       : enable/disable
  82                  * bits 3-1     : duty cycle
  83                  * bit  0       : reserved
  84                  */
  85                 l = (l & ~14);
  86                 l = l | (1<<4) | ((newstate & 0x7)<<1);
  87                 wrmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_THERM_CONTROL, l, h);
  88         }
  89
  90         return 0;
  91 }
  92
  93
  94 static struct cpufreq_frequency_table p4clockmod_table[] = {
  95         {DC_RESV, CPUFREQ_ENTRY_INVALID},
  96         {DC_DFLT, 0},
  97         {DC_25PT, 0},
  98         {DC_38PT, 0},
  99         {DC_50PT, 0},
 100         {DC_64PT, 0},
 101         {DC_75PT, 0},
 102         {DC_88PT, 0},
 103         {DC_DISABLE, 0},
 104         {DC_RESV, CPUFREQ_TABLE_END},
 105 };
 106
 107
 108 static int cpufreq_p4_target(struct cpufreq_policy *policy,
 109                              unsigned int target_freq,
 110                              unsigned int relation)
 111 {
 112         unsigned int    newstate = DC_RESV;
 113         struct cpufreq_freqs freqs;
 114         int i;
 115
 116         if (cpufreq_frequency_table_target(policy, &p4clockmod_table[0],
 117                                 target_freq, relation, &newstate))
 118                 return -EINVAL;
 119
 120         freqs.old = cpufreq_p4_get(policy->cpu);
 121         freqs.new = stock_freq * p4clockmod_table[newstate].driver_data / 8;
 122
 123         if (freqs.new == freqs.old)
 124                 return 0;
 125
 126         /* notifiers */
 127         cpufreq_notify_transition(policy, &freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 128
 129         /* run on each logical CPU,
 130          * see section 13.15.3 of IA32 Intel Architecture Software
 131          * Developer's Manual, Volume 3
 132          */
 133         for_each_cpu(i, policy->cpus)
 134                 cpufreq_p4_setdc(i, p4clockmod_table[newstate].driver_data);
 135
 136         /* notifiers */
 137         cpufreq_notify_transition(policy, &freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 138
 139         return 0;
 140 }
 141
 142
 143 static unsigned int cpufreq_p4_get_frequency(struct cpuinfo_x86 *c)
 144 {
 145         if (c->x86 == 0x06) {
 146                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_EST))
 147                         printk_once(KERN_WARNING PFX "Warning: EST-capable "
 148                                "CPU detected. The acpi-cpufreq module offers "
 149                                "voltage scaling in addition to frequency "
 150                                "scaling. You should use that instead of "
 151                                "p4-clockmod, if possible.\n");
 152                 switch (c->x86_model) {
 153                 case 0x0E: /* Core */
 154                 case 0x0F: /* Core Duo */
 155                 case 0x16: /* Celeron Core */
 156                 case 0x1C: /* Atom */
 157                         p4clockmod_driver.flags |= CPUFREQ_CONST_LOOPS;
 158                         return speedstep_get_frequency(SPEEDSTEP_CPU_PCORE);
 159                 case 0x0D: /* Pentium M (Dothan) */
 160                         p4clockmod_driver.flags |= CPUFREQ_CONST_LOOPS;
 161                         /* fall through */
 162                 case 0x09: /* Pentium M (Banias) */
 163                         return speedstep_get_frequency(SPEEDSTEP_CPU_PM);
 164                 }
 165         }
 166
 167         if (c->x86 != 0xF)
 168                 return 0;
 169
 170         /* on P-4s, the TSC runs with constant frequency independent whether
 171          * throttling is active or not. */
 172         p4clockmod_driver.flags |= CPUFREQ_CONST_LOOPS;
 173
 174         if (speedstep_detect_processor() == SPEEDSTEP_CPU_P4M) {
 175                 printk(KERN_WARNING PFX "Warning: Pentium 4-M detected. "
 176                        "The speedstep-ich or acpi cpufreq modules offer "
 177                        "voltage scaling in addition of frequency scaling. "
 178                        "You should use either one instead of p4-clockmod, "
 179                        "if possible.\n");
 180                 return speedstep_get_frequency(SPEEDSTEP_CPU_P4M);
 181         }
 182
 183         return speedstep_get_frequency(SPEEDSTEP_CPU_P4D);
 184 }
 185
 186
 187
 188 static int cpufreq_p4_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 189 {
 190         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(policy->cpu);
 191         int cpuid = 0;
 192         unsigned int i;
 193
 194 #ifdef CONFIG_SMP
 195         cpumask_copy(policy->cpus, cpu_sibling_mask(policy->cpu));
 196 #endif
 197
 198         /* Errata workaround */
 199         cpuid = (c->x86 << 8) | (c->x86_model << 4) | c->x86_mask;
 200         switch (cpuid) {
 201         case 0x0f07:
 202         case 0x0f0a:
 203         case 0x0f11:
 204         case 0x0f12:
 205                 has_N44_O17_errata[policy->cpu] = 1;
 206                 pr_debug("has errata -- disabling low frequencies\n");
 207         }
 208
 209         if (speedstep_detect_processor() == SPEEDSTEP_CPU_P4D &&
 210             c->x86_model < 2) {
 211                 /* switch to maximum frequency and measure result */
 212                 cpufreq_p4_setdc(policy->cpu, DC_DISABLE);
 213                 recalibrate_cpu_khz();
 214         }
 215         /* get max frequency */
 216         stock_freq = cpufreq_p4_get_frequency(c);
 217         if (!stock_freq)
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         /* table init */
 221         for (i = 1; (p4clockmod_table[i].frequency != CPUFREQ_TABLE_END); i++) {
 222                 if ((i < 2) && (has_N44_O17_errata[policy->cpu]))
 223                         p4clockmod_table[i].frequency = CPUFREQ_ENTRY_INVALID;
 224                 else
 225                         p4clockmod_table[i].frequency = (stock_freq * i)/8;
 226         }
 227
 228         /* cpuinfo and default policy values */
 229
 230         /* the transition latency is set to be 1 higher than the maximum
 231          * transition latency of the ondemand governor */
 232         policy->cpuinfo.transition_latency = 10000001;
 233
 234         return cpufreq_table_validate_and_show(policy, &p4clockmod_table[0]);
 235 }
 236
 237
 238 static unsigned int cpufreq_p4_get(unsigned int cpu)
 239 {
 240         u32 l, h;
 241
 242         rdmsr_on_cpu(cpu, MSR_IA32_THERM_CONTROL, &l, &h);
 243
 244         if (l & 0x10) {
 245                 l = l >> 1;
 246                 l &= 0x7;
 247         } else
 248                 l = DC_DISABLE;
 249
 250         if (l != DC_DISABLE)
 251                 return stock_freq * l / 8;
 252
 253         return stock_freq;
 254 }
 255
 256 static struct cpufreq_driver p4clockmod_driver = {
 257         .verify         = cpufreq_generic_frequency_table_verify,
 258         .target         = cpufreq_p4_target,
 259         .init           = cpufreq_p4_cpu_init,
 260         .exit           = cpufreq_generic_exit,
 261         .get            = cpufreq_p4_get,
 262         .name           = "p4-clockmod",
 263         .attr           = cpufreq_generic_attr,
 264 };
 265
 266 static const struct x86_cpu_id cpufreq_p4_id[] = {
 267         { X86_VENDOR_INTEL, X86_FAMILY_ANY, X86_MODEL_ANY, X86_FEATURE_ACC },
 268         {}
 269 };
 270
 271 /*
 272  * Intentionally no MODULE_DEVICE_TABLE here: this driver should not
 273  * be auto loaded.  Please don't add one.
 274  */
 275
 276 static int __init cpufreq_p4_init(void)
 277 {
 278         int ret;
 279
 280         /*
 281          * THERM_CONTROL is architectural for IA32 now, so
 282          * we can rely on the capability checks
 283          */
 284         if (!x86_match_cpu(cpufreq_p4_id) || !boot_cpu_has(X86_FEATURE_ACPI))
 285                 return -ENODEV;
 286
 287         ret = cpufreq_register_driver(&p4clockmod_driver);
 288         if (!ret)
 289                 printk(KERN_INFO PFX "P4/Xeon(TM) CPU On-Demand Clock "
 290                                 "Modulation available\n");
 291
 292         return ret;
 293 }
 294
 295
 296 static void __exit cpufreq_p4_exit(void)
 297 {
 298         cpufreq_unregister_driver(&p4clockmod_driver);
 299 }
 300
 301
 302 MODULE_AUTHOR("Zwane Mwaikambo <zwane@commfireservices.com>");
 303 MODULE_DESCRIPTION("cpufreq driver for Pentium(TM) 4/Xeon(TM)");
 304 MODULE_LICENSE("GPL");
 305
 306 late_initcall(cpufreq_p4_init);
 307 module_exit(cpufreq_p4_exit);