Quelle  longrun.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * (C) 2002 - 2003  Dominik Brodowski <linux@brodo.de>
 *
 *  BIG FAT DISCLAIMER: Work in progress code. Possibly *dangerous*
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cpufreq.h>
#include <linux/timex.h>

#include <asm/msr.h>
#include <asm/processor.h>
#include <asm/cpu_device_id.h>

static struct cpufreq_driver longrun_driver;

/**
 * longrun_{low,high}_freq is needed for the conversion of cpufreq kHz
 * values into per cent values. In TMTA microcode, the following is valid:
 * performance_pctg = (current_freq - low_freq)/(high_freq - low_freq)
 */
static unsigned int longrun_low_freq, longrun_high_freq;


/**
 * longrun_get_policy - get the current LongRun policy
 * @policy: struct cpufreq_policy where current policy is written into
 *
 * Reads the current LongRun policy by access to MSR_TMTA_LONGRUN_FLAGS
 * and MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL
 */
static void longrun_get_policy(struct cpufreq_policy *policy)
{
 u32 msr_lo, msr_hi;

 rdmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_FLAGS, msr_lo, msr_hi);
 pr_debug("longrun flags are %x - %x\n", msr_lo, msr_hi);
 if (msr_lo & 0x01)
  policy->policy = CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE;
 else
  policy->policy = CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE;

 rdmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, msr_lo, msr_hi);
 pr_debug("longrun ctrl is %x - %x\n", msr_lo, msr_hi);
 msr_lo &= 0x0000007F;
 msr_hi &= 0x0000007F;

 if (longrun_high_freq <= longrun_low_freq) {
  /* Assume degenerate Longrun table */
  policy->min = policy->max = longrun_high_freq;
 } else {
  policy->min = longrun_low_freq + msr_lo *
   ((longrun_high_freq - longrun_low_freq) / 100);
  policy->max = longrun_low_freq + msr_hi *
   ((longrun_high_freq - longrun_low_freq) / 100);
 }
 policy->cpu = 0;
}


/**
 * longrun_set_policy - sets a new CPUFreq policy
 * @policy: new policy
 *
 * Sets a new CPUFreq policy on LongRun-capable processors. This function
 * has to be called with cpufreq_driver locked.
 */
static int longrun_set_policy(struct cpufreq_policy *policy)
{
 u32 msr_lo, msr_hi;
 u32 pctg_lo, pctg_hi;

 if (!policy)
  return -EINVAL;

 if (longrun_high_freq <= longrun_low_freq) {
  /* Assume degenerate Longrun table */
  pctg_lo = pctg_hi = 100;
 } else {
  pctg_lo = (policy->min - longrun_low_freq) /
   ((longrun_high_freq - longrun_low_freq) / 100);
  pctg_hi = (policy->max - longrun_low_freq) /
   ((longrun_high_freq - longrun_low_freq) / 100);
 }

 if (pctg_hi > 100)
  pctg_hi = 100;
 if (pctg_lo > pctg_hi)
  pctg_lo = pctg_hi;

 /* performance or economy mode */
 rdmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_FLAGS, msr_lo, msr_hi);
 msr_lo &= 0xFFFFFFFE;
 switch (policy->policy) {
 case CPUFREQ_POLICY_PERFORMANCE:
  msr_lo |= 0x00000001;
  break;
 case CPUFREQ_POLICY_POWERSAVE:
  break;
 }
 wrmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_FLAGS, msr_lo, msr_hi);

 /* lower and upper boundary */
 rdmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, msr_lo, msr_hi);
 msr_lo &= 0xFFFFFF80;
 msr_hi &= 0xFFFFFF80;
 msr_lo |= pctg_lo;
 msr_hi |= pctg_hi;
 wrmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, msr_lo, msr_hi);

 return 0;
}


/**
 * longrun_verify_poliy - verifies a new CPUFreq policy
 * @policy: the policy to verify
 *
 * Validates a new CPUFreq policy. This function has to be called with
 * cpufreq_driver locked.
 */
static int longrun_verify_policy(struct cpufreq_policy_data *policy)
{
 if (!policy)
  return -EINVAL;

 policy->cpu = 0;
 cpufreq_verify_within_cpu_limits(policy);

 return 0;
}

static unsigned int longrun_get(unsigned int cpu)
{
 u32 eax, ebx, ecx, edx;

 if (cpu)
  return 0;

 cpuid(0x80860007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 pr_debug("cpuid eax is %u\n", eax);

 return eax * 1000;
}

/**
 * longrun_determine_freqs - determines the lowest and highest possible core frequency
 * @low_freq: an int to put the lowest frequency into
 * @high_freq: an int to put the highest frequency into
 *
 * Determines the lowest and highest possible core frequencies on this CPU.
 * This is necessary to calculate the performance percentage according to
 * TMTA rules:
 * performance_pctg = (target_freq - low_freq)/(high_freq - low_freq)
 */
static int longrun_determine_freqs(unsigned int *low_freq,
            unsigned int *high_freq)
{
 u32 msr_lo, msr_hi;
 u32 save_lo, save_hi;
 u32 eax, ebx, ecx, edx;
 u32 try_hi;
 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);

 if (!low_freq || !high_freq)
  return -EINVAL;

 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_LRTI)) {
  /* if the LongRun Table Interface is present, the
   * detection is a bit easier:
   * For minimum frequency, read out the maximum
   * level (msr_hi), write that into "currently
   * selected level", and read out the frequency.
   * For maximum frequency, read out level zero.
 */
  /* minimum */
  rdmsr(MSR_TMTA_LRTI_READOUT, msr_lo, msr_hi);
  wrmsr(MSR_TMTA_LRTI_READOUT, msr_hi, msr_hi);
  rdmsr(MSR_TMTA_LRTI_VOLT_MHZ, msr_lo, msr_hi);
  *low_freq = msr_lo * 1000; /* to kHz */

  /* maximum */
  wrmsr(MSR_TMTA_LRTI_READOUT, 0, msr_hi);
  rdmsr(MSR_TMTA_LRTI_VOLT_MHZ, msr_lo, msr_hi);
  *high_freq = msr_lo * 1000; /* to kHz */

  pr_debug("longrun table interface told %u - %u kHz\n",
    *low_freq, *high_freq);

  if (*low_freq > *high_freq)
   *low_freq = *high_freq;
  return 0;
 }

 /* set the upper border to the value determined during TSC init */
 *high_freq = (cpu_khz / 1000);
 *high_freq = *high_freq * 1000;
 pr_debug("high frequency is %u kHz\n", *high_freq);

 /* get current borders */
 rdmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, msr_lo, msr_hi);
 save_lo = msr_lo & 0x0000007F;
 save_hi = msr_hi & 0x0000007F;

 /* if current perf_pctg is larger than 90%, we need to decrease the
  * upper limit to make the calculation more accurate.
 */
 cpuid(0x80860007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 /* try decreasing in 10% steps, some processors react only
 * on some barrier values */
 for (try_hi = 80; try_hi > 0 && ecx > 90; try_hi -= 10) {
  /* set to 0 to try_hi perf_pctg */
  msr_lo &= 0xFFFFFF80;
  msr_hi &= 0xFFFFFF80;
  msr_hi |= try_hi;
  wrmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, msr_lo, msr_hi);

  /* read out current core MHz and current perf_pctg */
  cpuid(0x80860007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);

  /* restore values */
  wrmsr(MSR_TMTA_LONGRUN_CTRL, save_lo, save_hi);
 }
 pr_debug("percentage is %u %%, freq is %u MHz\n", ecx, eax);

 /* performance_pctg = (current_freq - low_freq)/(high_freq - low_freq)
  * eqals
  * low_freq * (1 - perf_pctg) = (cur_freq - high_freq * perf_pctg)
  *
  * high_freq * perf_pctg is stored tempoarily into "ebx".
 */
 ebx = (((cpu_khz / 1000) * ecx) / 100); /* to MHz */

 if ((ecx > 95) || (ecx == 0) || (eax < ebx))
  return -EIO;

 edx = ((eax - ebx) * 100) / (100 - ecx);
 *low_freq = edx * 1000; /* back to kHz */

 pr_debug("low frequency is %u kHz\n", *low_freq);

 if (*low_freq > *high_freq)
  *low_freq = *high_freq;

 return 0;
}


static int longrun_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
{
 int result = 0;

 /* capability check */
 if (policy->cpu != 0)
  return -ENODEV;

 /* detect low and high frequency */
 result = longrun_determine_freqs(&longrun_low_freq, &longrun_high_freq);
 if (result)
  return result;

 /* cpuinfo and default policy values */
 policy->cpuinfo.min_freq = longrun_low_freq;
 policy->cpuinfo.max_freq = longrun_high_freq;
 longrun_get_policy(policy);

 return 0;
}


static struct cpufreq_driver longrun_driver = {
 .flags  = CPUFREQ_CONST_LOOPS,
 .verify  = longrun_verify_policy,
 .setpolicy = longrun_set_policy,
 .get  = longrun_get,
 .init  = longrun_cpu_init,
 .name  = "longrun",
};

static const struct x86_cpu_id longrun_ids[] = {
 X86_MATCH_VENDOR_FEATURE(TRANSMETA, X86_FEATURE_LONGRUN, NULL),
 {}
};
MODULE_DEVICE_TABLE(x86cpu, longrun_ids);

/**
 * longrun_init - initializes the Transmeta Crusoe LongRun CPUFreq driver
 *
 * Initializes the LongRun support.
 */
static int __init longrun_init(void)
{
 if (!x86_match_cpu(longrun_ids))
  return -ENODEV;
 return cpufreq_register_driver(&longrun_driver);
}


/**
 * longrun_exit - unregisters LongRun support
 */
static void __exit longrun_exit(void)
{
 cpufreq_unregister_driver(&longrun_driver);
}


MODULE_AUTHOR("Dominik Brodowski <linux@brodo.de>");
MODULE_DESCRIPTION("LongRun driver for Transmeta Crusoe and "
  "Efficeon processors.");
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(longrun_init);
module_exit(longrun_exit);