hwmon: (pmbus) Check PEC support before reading other registers
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / hwmon / drivetemp.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Hwmon client for disk and solid state drives with temperature sensors
4  * Copyright (C) 2019 Zodiac Inflight Innovations
5  *
6  * With input from:
7  *    Hwmon client for S.M.A.R.T. hard disk drives with temperature sensors.
8  *    (C) 2018 Linus Walleij
9  *
10  *    hwmon: Driver for SCSI/ATA temperature sensors
11  *    by Constantin Baranov <const@mimas.ru>, submitted September 2009
12  *
13  * This drive supports reporting the temperature of SATA drives. It can be
14  * easily extended to report the temperature of SCSI drives.
15  *
16  * The primary means to read drive temperatures and temperature limits
17  * for ATA drives is the SCT Command Transport feature set as specified in
18  * ATA8-ACS.
19  * It can be used to read the current drive temperature, temperature limits,
20  * and historic minimum and maximum temperatures. The SCT Command Transport
21  * feature set is documented in "AT Attachment 8 - ATA/ATAPI Command Set
22  * (ATA8-ACS)".
23  *
24  * If the SCT Command Transport feature set is not available, drive temperatures
25  * may be readable through SMART attributes. Since SMART attributes are not well
26  * defined, this method is only used as fallback mechanism.
27  *
28  * There are three SMART attributes which may report drive temperatures.
29  * Those are defined as follows (from
30  * http://www.cropel.com/library/smart-attribute-list.aspx).
31  *
32  * 190  Temperature     Temperature, monitored by a sensor somewhere inside
33  *                      the drive. Raw value typicaly holds the actual
34  *                      temperature (hexadecimal) in its rightmost two digits.
35  *
36  * 194  Temperature     Temperature, monitored by a sensor somewhere inside
37  *                      the drive. Raw value typicaly holds the actual
38  *                      temperature (hexadecimal) in its rightmost two digits.
39  *
40  * 231  Temperature     Temperature, monitored by a sensor somewhere inside
41  *                      the drive. Raw value typicaly holds the actual
42  *                      temperature (hexadecimal) in its rightmost two digits.
43  *
44  * Wikipedia defines attributes a bit differently.
45  *
46  * 190  Temperature     Value is equal to (100-temp. °C), allowing manufacturer
47  *      Difference or   to set a minimum threshold which corresponds to a
48  *      Airflow         maximum temperature. This also follows the convention of
49  *      Temperature     100 being a best-case value and lower values being
50  *                      undesirable. However, some older drives may instead
51  *                      report raw Temperature (identical to 0xC2) or
52  *                      Temperature minus 50 here.
53  * 194  Temperature or  Indicates the device temperature, if the appropriate
54  *      Temperature     sensor is fitted. Lowest byte of the raw value contains
55  *      Celsius         the exact temperature value (Celsius degrees).
56  * 231  Life Left       Indicates the approximate SSD life left, in terms of
57  *      (SSDs) or       program/erase cycles or available reserved blocks.
58  *      Temperature     A normalized value of 100 represents a new drive, with
59  *                      a threshold value at 10 indicating a need for
60  *                      replacement. A value of 0 may mean that the drive is
61  *                      operating in read-only mode to allow data recovery.
62  *                      Previously (pre-2010) occasionally used for Drive
63  *                      Temperature (more typically reported at 0xC2).
64  *
65  * Common denominator is that the first raw byte reports the temperature
66  * in degrees C on almost all drives. Some drives may report a fractional
67  * temperature in the second raw byte.
68  *
69  * Known exceptions (from libatasmart):
70  * - SAMSUNG SV0412H and SAMSUNG SV1204H) report the temperature in 10th
71  *   degrees C in the first two raw bytes.
72  * - A few Maxtor drives report an unknown or bad value in attribute 194.
73  * - Certain Apple SSD drives report an unknown value in attribute 190.
74  *   Only certain firmware versions are affected.
75  *
76  * Those exceptions affect older ATA drives and are currently ignored.
77  * Also, the second raw byte (possibly reporting the fractional temperature)
78  * is currently ignored.
79  *
80  * Many drives also report temperature limits in additional SMART data raw
81  * bytes. The format of those is not well defined and varies widely.
82  * The driver does not currently attempt to report those limits.
83  *
84  * According to data in smartmontools, attribute 231 is rarely used to report
85  * drive temperatures. At the same time, several drives report SSD life left
86  * in attribute 231, but do not support temperature sensors. For this reason,
87  * attribute 231 is currently ignored.
88  *
89  * Following above definitions, temperatures are reported as follows.
90  *   If SCT Command Transport is supported, it is used to read the
91  *   temperature and, if available, temperature limits.
92  * - Otherwise, if SMART attribute 194 is supported, it is used to read
93  *   the temperature.
94  * - Otherwise, if SMART attribute 190 is supported, it is used to read
95  *   the temperature.
96  */
97
98 #include <linux/ata.h>
99 #include <linux/bits.h>
100 #include <linux/device.h>
101 #include <linux/hwmon.h>
102 #include <linux/kernel.h>
103 #include <linux/list.h>
104 #include <linux/module.h>
105 #include <linux/mutex.h>
106 #include <scsi/scsi_cmnd.h>
107 #include <scsi/scsi_device.h>
108 #include <scsi/scsi_driver.h>
109 #include <scsi/scsi_proto.h>
110
111 struct drivetemp_data {
112         struct list_head list;          /* list of instantiated devices */
113         struct mutex lock;              /* protect data buffer accesses */
114         struct scsi_device *sdev;       /* SCSI device */
115         struct device *dev;             /* instantiating device */
116         struct device *hwdev;           /* hardware monitoring device */
117         u8 smartdata[ATA_SECT_SIZE];    /* local buffer */
118         int (*get_temp)(struct drivetemp_data *st, u32 attr, long *val);
119         bool have_temp_lowest;          /* lowest temp in SCT status */
120         bool have_temp_highest;         /* highest temp in SCT status */
121         bool have_temp_min;             /* have min temp */
122         bool have_temp_max;             /* have max temp */
123         bool have_temp_lcrit;           /* have lower critical limit */
124         bool have_temp_crit;            /* have critical limit */
125         int temp_min;                   /* min temp */
126         int temp_max;                   /* max temp */
127         int temp_lcrit;                 /* lower critical limit */
128         int temp_crit;                  /* critical limit */
129 };
130
131 static LIST_HEAD(drivetemp_devlist);
132
133 #define ATA_MAX_SMART_ATTRS     30
134 #define SMART_TEMP_PROP_190     190
135 #define SMART_TEMP_PROP_194     194
136
137 #define SCT_STATUS_REQ_ADDR     0xe0
138 #define  SCT_STATUS_VERSION_LOW         0       /* log byte offsets */
139 #define  SCT_STATUS_VERSION_HIGH        1
140 #define  SCT_STATUS_TEMP                200
141 #define  SCT_STATUS_TEMP_LOWEST         201
142 #define  SCT_STATUS_TEMP_HIGHEST        202
143 #define SCT_READ_LOG_ADDR       0xe1
144 #define  SMART_READ_LOG                 0xd5
145 #define  SMART_WRITE_LOG                0xd6
146
147 #define INVALID_TEMP            0x80
148
149 #define temp_is_valid(temp)     ((temp) != INVALID_TEMP)
150 #define temp_from_sct(temp)     (((s8)(temp)) * 1000)
151
152 static inline bool ata_id_smart_supported(u16 *id)
153 {
154         return id[ATA_ID_COMMAND_SET_1] & BIT(0);
155 }
156
157 static inline bool ata_id_smart_enabled(u16 *id)
158 {
159         return id[ATA_ID_CFS_ENABLE_1] & BIT(0);
160 }
161
162 static int drivetemp_scsi_command(struct drivetemp_data *st,
163                                  u8 ata_command, u8 feature,
164                                  u8 lba_low, u8 lba_mid, u8 lba_high)
165 {
166         u8 scsi_cmd[MAX_COMMAND_SIZE];
167         int data_dir;
168
169         memset(scsi_cmd, 0, sizeof(scsi_cmd));
170         scsi_cmd[0] = ATA_16;
171         if (ata_command == ATA_CMD_SMART && feature == SMART_WRITE_LOG) {
172                 scsi_cmd[1] = (5 << 1); /* PIO Data-out */
173                 /*
174                  * No off.line or cc, write to dev, block count in sector count
175                  * field.
176                  */
177                 scsi_cmd[2] = 0x06;
178                 data_dir = DMA_TO_DEVICE;
179         } else {
180                 scsi_cmd[1] = (4 << 1); /* PIO Data-in */
181                 /*
182                  * No off.line or cc, read from dev, block count in sector count
183                  * field.
184                  */
185                 scsi_cmd[2] = 0x0e;
186                 data_dir = DMA_FROM_DEVICE;
187         }
188         scsi_cmd[4] = feature;
189         scsi_cmd[6] = 1;        /* 1 sector */
190         scsi_cmd[8] = lba_low;
191         scsi_cmd[10] = lba_mid;
192         scsi_cmd[12] = lba_high;
193         scsi_cmd[14] = ata_command;
194
195         return scsi_execute_req(st->sdev, scsi_cmd, data_dir,
196                                 st->smartdata, ATA_SECT_SIZE, NULL, HZ, 5,
197                                 NULL);
198 }
199
200 static int drivetemp_ata_command(struct drivetemp_data *st, u8 feature,
201                                  u8 select)
202 {
203         return drivetemp_scsi_command(st, ATA_CMD_SMART, feature, select,
204                                      ATA_SMART_LBAM_PASS, ATA_SMART_LBAH_PASS);
205 }
206
207 static int drivetemp_get_smarttemp(struct drivetemp_data *st, u32 attr,
208                                   long *temp)
209 {
210         u8 *buf = st->smartdata;
211         bool have_temp = false;
212         u8 temp_raw;
213         u8 csum;
214         int err;
215         int i;
216
217         err = drivetemp_ata_command(st, ATA_SMART_READ_VALUES, 0);
218         if (err)
219                 return err;
220
221         /* Checksum the read value table */
222         csum = 0;
223         for (i = 0; i < ATA_SECT_SIZE; i++)
224                 csum += buf[i];
225         if (csum) {
226                 dev_dbg(&st->sdev->sdev_gendev,
227                         "checksum error reading SMART values\n");
228                 return -EIO;
229         }
230
231         for (i = 0; i < ATA_MAX_SMART_ATTRS; i++) {
232                 u8 *attr = buf + i * 12;
233                 int id = attr[2];
234
235                 if (!id)
236                         continue;
237
238                 if (id == SMART_TEMP_PROP_190) {
239                         temp_raw = attr[7];
240                         have_temp = true;
241                 }
242                 if (id == SMART_TEMP_PROP_194) {
243                         temp_raw = attr[7];
244                         have_temp = true;
245                         break;
246                 }
247         }
248
249         if (have_temp) {
250                 *temp = temp_raw * 1000;
251                 return 0;
252         }
253
254         return -ENXIO;
255 }
256
257 static int drivetemp_get_scttemp(struct drivetemp_data *st, u32 attr, long *val)
258 {
259         u8 *buf = st->smartdata;
260         int err;
261
262         err = drivetemp_ata_command(st, SMART_READ_LOG, SCT_STATUS_REQ_ADDR);
263         if (err)
264                 return err;
265         switch (attr) {
266         case hwmon_temp_input:
267                 if (!temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP]))
268                         return -ENODATA;
269                 *val = temp_from_sct(buf[SCT_STATUS_TEMP]);
270                 break;
271         case hwmon_temp_lowest:
272                 if (!temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP_LOWEST]))
273                         return -ENODATA;
274                 *val = temp_from_sct(buf[SCT_STATUS_TEMP_LOWEST]);
275                 break;
276         case hwmon_temp_highest:
277                 if (!temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP_HIGHEST]))
278                         return -ENODATA;
279                 *val = temp_from_sct(buf[SCT_STATUS_TEMP_HIGHEST]);
280                 break;
281         default:
282                 err = -EINVAL;
283                 break;
284         }
285         return err;
286 }
287
288 static const char * const sct_avoid_models[] = {
289 /*
290  * These drives will have WRITE FPDMA QUEUED command timeouts and sometimes just
291  * freeze until power-cycled under heavy write loads when their temperature is
292  * getting polled in SCT mode. The SMART mode seems to be fine, though.
293  *
294  * While only the 3 TB model (DT01ACA3) was actually caught exhibiting the
295  * problem let's play safe here to avoid data corruption and ban the whole
296  * DT01ACAx family.
297
298  * The models from this array are prefix-matched.
299  */
300         "TOSHIBA DT01ACA",
301 };
302
303 static bool drivetemp_sct_avoid(struct drivetemp_data *st)
304 {
305         struct scsi_device *sdev = st->sdev;
306         unsigned int ctr;
307
308         if (!sdev->model)
309                 return false;
310
311         /*
312          * The "model" field contains just the raw SCSI INQUIRY response
313          * "product identification" field, which has a width of 16 bytes.
314          * This field is space-filled, but is NOT NULL-terminated.
315          */
316         for (ctr = 0; ctr < ARRAY_SIZE(sct_avoid_models); ctr++)
317                 if (!strncmp(sdev->model, sct_avoid_models[ctr],
318                              strlen(sct_avoid_models[ctr])))
319                         return true;
320
321         return false;
322 }
323
324 static int drivetemp_identify_sata(struct drivetemp_data *st)
325 {
326         struct scsi_device *sdev = st->sdev;
327         u8 *buf = st->smartdata;
328         struct scsi_vpd *vpd;
329         bool is_ata, is_sata;
330         bool have_sct_data_table;
331         bool have_sct_temp;
332         bool have_smart;
333         bool have_sct;
334         u16 *ata_id;
335         u16 version;
336         long temp;
337         int err;
338
339         /* SCSI-ATA Translation present? */
340         rcu_read_lock();
341         vpd = rcu_dereference(sdev->vpd_pg89);
342
343         /*
344          * Verify that ATA IDENTIFY DEVICE data is included in ATA Information
345          * VPD and that the drive implements the SATA protocol.
346          */
347         if (!vpd || vpd->len < 572 || vpd->data[56] != ATA_CMD_ID_ATA ||
348             vpd->data[36] != 0x34) {
349                 rcu_read_unlock();
350                 return -ENODEV;
351         }
352         ata_id = (u16 *)&vpd->data[60];
353         is_ata = ata_id_is_ata(ata_id);
354         is_sata = ata_id_is_sata(ata_id);
355         have_sct = ata_id_sct_supported(ata_id);
356         have_sct_data_table = ata_id_sct_data_tables(ata_id);
357         have_smart = ata_id_smart_supported(ata_id) &&
358                                 ata_id_smart_enabled(ata_id);
359
360         rcu_read_unlock();
361
362         /* bail out if this is not a SATA device */
363         if (!is_ata || !is_sata)
364                 return -ENODEV;
365
366         if (have_sct && drivetemp_sct_avoid(st)) {
367                 dev_notice(&sdev->sdev_gendev,
368                            "will avoid using SCT for temperature monitoring\n");
369                 have_sct = false;
370         }
371
372         if (!have_sct)
373                 goto skip_sct;
374
375         err = drivetemp_ata_command(st, SMART_READ_LOG, SCT_STATUS_REQ_ADDR);
376         if (err)
377                 goto skip_sct;
378
379         version = (buf[SCT_STATUS_VERSION_HIGH] << 8) |
380                   buf[SCT_STATUS_VERSION_LOW];
381         if (version != 2 && version != 3)
382                 goto skip_sct;
383
384         have_sct_temp = temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP]);
385         if (!have_sct_temp)
386                 goto skip_sct;
387
388         st->have_temp_lowest = temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP_LOWEST]);
389         st->have_temp_highest = temp_is_valid(buf[SCT_STATUS_TEMP_HIGHEST]);
390
391         if (!have_sct_data_table)
392                 goto skip_sct_data;
393
394         /* Request and read temperature history table */
395         memset(buf, '\0', sizeof(st->smartdata));
396         buf[0] = 5;     /* data table command */
397         buf[2] = 1;     /* read table */
398         buf[4] = 2;     /* temperature history table */
399
400         err = drivetemp_ata_command(st, SMART_WRITE_LOG, SCT_STATUS_REQ_ADDR);
401         if (err)
402                 goto skip_sct_data;
403
404         err = drivetemp_ata_command(st, SMART_READ_LOG, SCT_READ_LOG_ADDR);
405         if (err)
406                 goto skip_sct_data;
407
408         /*
409          * Temperature limits per AT Attachment 8 -
410          * ATA/ATAPI Command Set (ATA8-ACS)
411          */
412         st->have_temp_max = temp_is_valid(buf[6]);
413         st->have_temp_crit = temp_is_valid(buf[7]);
414         st->have_temp_min = temp_is_valid(buf[8]);
415         st->have_temp_lcrit = temp_is_valid(buf[9]);
416
417         st->temp_max = temp_from_sct(buf[6]);
418         st->temp_crit = temp_from_sct(buf[7]);
419         st->temp_min = temp_from_sct(buf[8]);
420         st->temp_lcrit = temp_from_sct(buf[9]);
421
422 skip_sct_data:
423         if (have_sct_temp) {
424                 st->get_temp = drivetemp_get_scttemp;
425                 return 0;
426         }
427 skip_sct:
428         if (!have_smart)
429                 return -ENODEV;
430         st->get_temp = drivetemp_get_smarttemp;
431         return drivetemp_get_smarttemp(st, hwmon_temp_input, &temp);
432 }
433
434 static int drivetemp_identify(struct drivetemp_data *st)
435 {
436         struct scsi_device *sdev = st->sdev;
437
438         /* Bail out immediately if there is no inquiry data */
439         if (!sdev->inquiry || sdev->inquiry_len < 16)
440                 return -ENODEV;
441
442         /* Disk device? */
443         if (sdev->type != TYPE_DISK && sdev->type != TYPE_ZBC)
444                 return -ENODEV;
445
446         return drivetemp_identify_sata(st);
447 }
448
449 static int drivetemp_read(struct device *dev, enum hwmon_sensor_types type,
450                          u32 attr, int channel, long *val)
451 {
452         struct drivetemp_data *st = dev_get_drvdata(dev);
453         int err = 0;
454
455         if (type != hwmon_temp)
456                 return -EINVAL;
457
458         switch (attr) {
459         case hwmon_temp_input:
460         case hwmon_temp_lowest:
461         case hwmon_temp_highest:
462                 mutex_lock(&st->lock);
463                 err = st->get_temp(st, attr, val);
464                 mutex_unlock(&st->lock);
465                 break;
466         case hwmon_temp_lcrit:
467                 *val = st->temp_lcrit;
468                 break;
469         case hwmon_temp_min:
470                 *val = st->temp_min;
471                 break;
472         case hwmon_temp_max:
473                 *val = st->temp_max;
474                 break;
475         case hwmon_temp_crit:
476                 *val = st->temp_crit;
477                 break;
478         default:
479                 err = -EINVAL;
480                 break;
481         }
482         return err;
483 }
484
485 static umode_t drivetemp_is_visible(const void *data,
486                                    enum hwmon_sensor_types type,
487                                    u32 attr, int channel)
488 {
489         const struct drivetemp_data *st = data;
490
491         switch (type) {
492         case hwmon_temp:
493                 switch (attr) {
494                 case hwmon_temp_input:
495                         return 0444;
496                 case hwmon_temp_lowest:
497                         if (st->have_temp_lowest)
498                                 return 0444;
499                         break;
500                 case hwmon_temp_highest:
501                         if (st->have_temp_highest)
502                                 return 0444;
503                         break;
504                 case hwmon_temp_min:
505                         if (st->have_temp_min)
506                                 return 0444;
507                         break;
508                 case hwmon_temp_max:
509                         if (st->have_temp_max)
510                                 return 0444;
511                         break;
512                 case hwmon_temp_lcrit:
513                         if (st->have_temp_lcrit)
514                                 return 0444;
515                         break;
516                 case hwmon_temp_crit:
517                         if (st->have_temp_crit)
518                                 return 0444;
519                         break;
520                 default:
521                         break;
522                 }
523                 break;
524         default:
525                 break;
526         }
527         return 0;
528 }
529
530 static const struct hwmon_channel_info *drivetemp_info[] = {
531         HWMON_CHANNEL_INFO(chip,
532                            HWMON_C_REGISTER_TZ),
533         HWMON_CHANNEL_INFO(temp, HWMON_T_INPUT |
534                            HWMON_T_LOWEST | HWMON_T_HIGHEST |
535                            HWMON_T_MIN | HWMON_T_MAX |
536                            HWMON_T_LCRIT | HWMON_T_CRIT),
537         NULL
538 };
539
540 static const struct hwmon_ops drivetemp_ops = {
541         .is_visible = drivetemp_is_visible,
542         .read = drivetemp_read,
543 };
544
545 static const struct hwmon_chip_info drivetemp_chip_info = {
546         .ops = &drivetemp_ops,
547         .info = drivetemp_info,
548 };
549
550 /*
551  * The device argument points to sdev->sdev_dev. Its parent is
552  * sdev->sdev_gendev, which we can use to get the scsi_device pointer.
553  */
554 static int drivetemp_add(struct device *dev, struct class_interface *intf)
555 {
556         struct scsi_device *sdev = to_scsi_device(dev->parent);
557         struct drivetemp_data *st;
558         int err;
559
560         st = kzalloc(sizeof(*st), GFP_KERNEL);
561         if (!st)
562                 return -ENOMEM;
563
564         st->sdev = sdev;
565         st->dev = dev;
566         mutex_init(&st->lock);
567
568         if (drivetemp_identify(st)) {
569                 err = -ENODEV;
570                 goto abort;
571         }
572
573         st->hwdev = hwmon_device_register_with_info(dev->parent, "drivetemp",
574                                                     st, &drivetemp_chip_info,
575                                                     NULL);
576         if (IS_ERR(st->hwdev)) {
577                 err = PTR_ERR(st->hwdev);
578                 goto abort;
579         }
580
581         list_add(&st->list, &drivetemp_devlist);
582         return 0;
583
584 abort:
585         kfree(st);
586         return err;
587 }
588
589 static void drivetemp_remove(struct device *dev, struct class_interface *intf)
590 {
591         struct drivetemp_data *st, *tmp;
592
593         list_for_each_entry_safe(st, tmp, &drivetemp_devlist, list) {
594                 if (st->dev == dev) {
595                         list_del(&st->list);
596                         hwmon_device_unregister(st->hwdev);
597                         kfree(st);
598                         break;
599                 }
600         }
601 }
602
603 static struct class_interface drivetemp_interface = {
604         .add_dev = drivetemp_add,
605         .remove_dev = drivetemp_remove,
606 };
607
608 static int __init drivetemp_init(void)
609 {
610         return scsi_register_interface(&drivetemp_interface);
611 }
612
613 static void __exit drivetemp_exit(void)
614 {
615         scsi_unregister_interface(&drivetemp_interface);
616 }
617
618 module_init(drivetemp_init);
619 module_exit(drivetemp_exit);
620
621 MODULE_AUTHOR("Guenter Roeck <linus@roeck-us.net>");
622 MODULE_DESCRIPTION("Hard drive temperature monitor");
623 MODULE_LICENSE("GPL");