drivers/powercap/intel_rapl_common.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Common code for Intel Running Average Power Limit (RAPL) support.
   4  * Copyright (c) 2019, Intel Corporation.
   5  */
   6 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
   7
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/list.h>
  11 #include <linux/types.h>
  12 #include <linux/device.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/log2.h>
  15 #include <linux/bitmap.h>
  16 #include <linux/delay.h>
  17 #include <linux/sysfs.h>
  18 #include <linux/cpu.h>
  19 #include <linux/powercap.h>
  20 #include <linux/suspend.h>
  21 #include <linux/intel_rapl.h>
  22 #include <linux/processor.h>
  23 #include <linux/platform_device.h>
  24
  25 #include <asm/iosf_mbi.h>
  26 #include <asm/cpu_device_id.h>
  27 #include <asm/intel-family.h>
  28
  29 /* bitmasks for RAPL MSRs, used by primitive access functions */
  30 #define ENERGY_STATUS_MASK      0xffffffff
  31
  32 #define POWER_LIMIT1_MASK       0x7FFF
  33 #define POWER_LIMIT1_ENABLE     BIT(15)
  34 #define POWER_LIMIT1_CLAMP      BIT(16)
  35
  36 #define POWER_LIMIT2_MASK       (0x7FFFULL<<32)
  37 #define POWER_LIMIT2_ENABLE     BIT_ULL(47)
  38 #define POWER_LIMIT2_CLAMP      BIT_ULL(48)
  39 #define POWER_HIGH_LOCK         BIT_ULL(63)
  40 #define POWER_LOW_LOCK          BIT(31)
  41
  42 #define POWER_LIMIT4_MASK               0x1FFF
  43
  44 #define TIME_WINDOW1_MASK       (0x7FULL<<17)
  45 #define TIME_WINDOW2_MASK       (0x7FULL<<49)
  46
  47 #define POWER_UNIT_OFFSET       0
  48 #define POWER_UNIT_MASK         0x0F
  49
  50 #define ENERGY_UNIT_OFFSET      0x08
  51 #define ENERGY_UNIT_MASK        0x1F00
  52
  53 #define TIME_UNIT_OFFSET        0x10
  54 #define TIME_UNIT_MASK          0xF0000
  55
  56 #define POWER_INFO_MAX_MASK     (0x7fffULL<<32)
  57 #define POWER_INFO_MIN_MASK     (0x7fffULL<<16)
  58 #define POWER_INFO_MAX_TIME_WIN_MASK     (0x3fULL<<48)
  59 #define POWER_INFO_THERMAL_SPEC_MASK     0x7fff
  60
  61 #define PERF_STATUS_THROTTLE_TIME_MASK 0xffffffff
  62 #define PP_POLICY_MASK         0x1F
  63
  64 /* Non HW constants */
  65 #define RAPL_PRIMITIVE_DERIVED       BIT(1)     /* not from raw data */
  66 #define RAPL_PRIMITIVE_DUMMY         BIT(2)
  67
  68 #define TIME_WINDOW_MAX_MSEC 40000
  69 #define TIME_WINDOW_MIN_MSEC 250
  70 #define ENERGY_UNIT_SCALE    1000       /* scale from driver unit to powercap unit */
  71 enum unit_type {
  72         ARBITRARY_UNIT,         /* no translation */
  73         POWER_UNIT,
  74         ENERGY_UNIT,
  75         TIME_UNIT,
  76 };
  77
  78 /* per domain data, some are optional */
  79 #define NR_RAW_PRIMITIVES (NR_RAPL_PRIMITIVES - 2)
  80
  81 #define DOMAIN_STATE_INACTIVE           BIT(0)
  82 #define DOMAIN_STATE_POWER_LIMIT_SET    BIT(1)
  83 #define DOMAIN_STATE_BIOS_LOCKED        BIT(2)
  84
  85 static const char pl1_name[] = "long_term";
  86 static const char pl2_name[] = "short_term";
  87 static const char pl4_name[] = "peak_power";
  88
  89 #define power_zone_to_rapl_domain(_zone) \
  90         container_of(_zone, struct rapl_domain, power_zone)
  91
  92 struct rapl_defaults {
  93         u8 floor_freq_reg_addr;
  94         int (*check_unit)(struct rapl_package *rp, int cpu);
  95         void (*set_floor_freq)(struct rapl_domain *rd, bool mode);
  96         u64 (*compute_time_window)(struct rapl_package *rp, u64 val,
  97                                     bool to_raw);
  98         unsigned int dram_domain_energy_unit;
  99         unsigned int psys_domain_energy_unit;
 100 };
 101 static struct rapl_defaults *rapl_defaults;
 102
 103 /* Sideband MBI registers */
 104 #define IOSF_CPU_POWER_BUDGET_CTL_BYT (0x2)
 105 #define IOSF_CPU_POWER_BUDGET_CTL_TNG (0xdf)
 106
 107 #define PACKAGE_PLN_INT_SAVED   BIT(0)
 108 #define MAX_PRIM_NAME (32)
 109
 110 /* per domain data. used to describe individual knobs such that access function
 111  * can be consolidated into one instead of many inline functions.
 112  */
 113 struct rapl_primitive_info {
 114         const char *name;
 115         u64 mask;
 116         int shift;
 117         enum rapl_domain_reg_id id;
 118         enum unit_type unit;
 119         u32 flag;
 120 };
 121
 122 #define PRIMITIVE_INFO_INIT(p, m, s, i, u, f) { \
 123                 .name = #p,                     \
 124                 .mask = m,                      \
 125                 .shift = s,                     \
 126                 .id = i,                        \
 127                 .unit = u,                      \
 128                 .flag = f                       \
 129         }
 130
 131 static void rapl_init_domains(struct rapl_package *rp);
 132 static int rapl_read_data_raw(struct rapl_domain *rd,
 133                               enum rapl_primitives prim,
 134                               bool xlate, u64 *data);
 135 static int rapl_write_data_raw(struct rapl_domain *rd,
 136                                enum rapl_primitives prim,
 137                                unsigned long long value);
 138 static u64 rapl_unit_xlate(struct rapl_domain *rd,
 139                            enum unit_type type, u64 value, int to_raw);
 140 static void package_power_limit_irq_save(struct rapl_package *rp);
 141
 142 static LIST_HEAD(rapl_packages);        /* guarded by CPU hotplug lock */
 143
 144 static const char *const rapl_domain_names[] = {
 145         "package",
 146         "core",
 147         "uncore",
 148         "dram",
 149         "psys",
 150 };
 151
 152 static int get_energy_counter(struct powercap_zone *power_zone,
 153                               u64 *energy_raw)
 154 {
 155         struct rapl_domain *rd;
 156         u64 energy_now;
 157
 158         /* prevent CPU hotplug, make sure the RAPL domain does not go
 159          * away while reading the counter.
 160          */
 161         get_online_cpus();
 162         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 163
 164         if (!rapl_read_data_raw(rd, ENERGY_COUNTER, true, &energy_now)) {
 165                 *energy_raw = energy_now;
 166                 put_online_cpus();
 167
 168                 return 0;
 169         }
 170         put_online_cpus();
 171
 172         return -EIO;
 173 }
 174
 175 static int get_max_energy_counter(struct powercap_zone *pcd_dev, u64 *energy)
 176 {
 177         struct rapl_domain *rd = power_zone_to_rapl_domain(pcd_dev);
 178
 179         *energy = rapl_unit_xlate(rd, ENERGY_UNIT, ENERGY_STATUS_MASK, 0);
 180         return 0;
 181 }
 182
 183 static int release_zone(struct powercap_zone *power_zone)
 184 {
 185         struct rapl_domain *rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 186         struct rapl_package *rp = rd->rp;
 187
 188         /* package zone is the last zone of a package, we can free
 189          * memory here since all children has been unregistered.
 190          */
 191         if (rd->id == RAPL_DOMAIN_PACKAGE) {
 192                 kfree(rd);
 193                 rp->domains = NULL;
 194         }
 195
 196         return 0;
 197
 198 }
 199
 200 static int find_nr_power_limit(struct rapl_domain *rd)
 201 {
 202         int i, nr_pl = 0;
 203
 204         for (i = 0; i < NR_POWER_LIMITS; i++) {
 205                 if (rd->rpl[i].name)
 206                         nr_pl++;
 207         }
 208
 209         return nr_pl;
 210 }
 211
 212 static int set_domain_enable(struct powercap_zone *power_zone, bool mode)
 213 {
 214         struct rapl_domain *rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 215
 216         if (rd->state & DOMAIN_STATE_BIOS_LOCKED)
 217                 return -EACCES;
 218
 219         get_online_cpus();
 220         rapl_write_data_raw(rd, PL1_ENABLE, mode);
 221         if (rapl_defaults->set_floor_freq)
 222                 rapl_defaults->set_floor_freq(rd, mode);
 223         put_online_cpus();
 224
 225         return 0;
 226 }
 227
 228 static int get_domain_enable(struct powercap_zone *power_zone, bool *mode)
 229 {
 230         struct rapl_domain *rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 231         u64 val;
 232
 233         if (rd->state & DOMAIN_STATE_BIOS_LOCKED) {
 234                 *mode = false;
 235                 return 0;
 236         }
 237         get_online_cpus();
 238         if (rapl_read_data_raw(rd, PL1_ENABLE, true, &val)) {
 239                 put_online_cpus();
 240                 return -EIO;
 241         }
 242         *mode = val;
 243         put_online_cpus();
 244
 245         return 0;
 246 }
 247
 248 /* per RAPL domain ops, in the order of rapl_domain_type */
 249 static const struct powercap_zone_ops zone_ops[] = {
 250         /* RAPL_DOMAIN_PACKAGE */
 251         {
 252          .get_energy_uj = get_energy_counter,
 253          .get_max_energy_range_uj = get_max_energy_counter,
 254          .release = release_zone,
 255          .set_enable = set_domain_enable,
 256          .get_enable = get_domain_enable,
 257          },
 258         /* RAPL_DOMAIN_PP0 */
 259         {
 260          .get_energy_uj = get_energy_counter,
 261          .get_max_energy_range_uj = get_max_energy_counter,
 262          .release = release_zone,
 263          .set_enable = set_domain_enable,
 264          .get_enable = get_domain_enable,
 265          },
 266         /* RAPL_DOMAIN_PP1 */
 267         {
 268          .get_energy_uj = get_energy_counter,
 269          .get_max_energy_range_uj = get_max_energy_counter,
 270          .release = release_zone,
 271          .set_enable = set_domain_enable,
 272          .get_enable = get_domain_enable,
 273          },
 274         /* RAPL_DOMAIN_DRAM */
 275         {
 276          .get_energy_uj = get_energy_counter,
 277          .get_max_energy_range_uj = get_max_energy_counter,
 278          .release = release_zone,
 279          .set_enable = set_domain_enable,
 280          .get_enable = get_domain_enable,
 281          },
 282         /* RAPL_DOMAIN_PLATFORM */
 283         {
 284          .get_energy_uj = get_energy_counter,
 285          .get_max_energy_range_uj = get_max_energy_counter,
 286          .release = release_zone,
 287          .set_enable = set_domain_enable,
 288          .get_enable = get_domain_enable,
 289          },
 290 };
 291
 292 /*
 293  * Constraint index used by powercap can be different than power limit (PL)
 294  * index in that some  PLs maybe missing due to non-existent MSRs. So we
 295  * need to convert here by finding the valid PLs only (name populated).
 296  */
 297 static int contraint_to_pl(struct rapl_domain *rd, int cid)
 298 {
 299         int i, j;
 300
 301         for (i = 0, j = 0; i < NR_POWER_LIMITS; i++) {
 302                 if ((rd->rpl[i].name) && j++ == cid) {
 303                         pr_debug("%s: index %d\n", __func__, i);
 304                         return i;
 305                 }
 306         }
 307         pr_err("Cannot find matching power limit for constraint %d\n", cid);
 308
 309         return -EINVAL;
 310 }
 311
 312 static int set_power_limit(struct powercap_zone *power_zone, int cid,
 313                            u64 power_limit)
 314 {
 315         struct rapl_domain *rd;
 316         struct rapl_package *rp;
 317         int ret = 0;
 318         int id;
 319
 320         get_online_cpus();
 321         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 322         id = contraint_to_pl(rd, cid);
 323         if (id < 0) {
 324                 ret = id;
 325                 goto set_exit;
 326         }
 327
 328         rp = rd->rp;
 329
 330         if (rd->state & DOMAIN_STATE_BIOS_LOCKED) {
 331                 dev_warn(&power_zone->dev,
 332                          "%s locked by BIOS, monitoring only\n", rd->name);
 333                 ret = -EACCES;
 334                 goto set_exit;
 335         }
 336
 337         switch (rd->rpl[id].prim_id) {
 338         case PL1_ENABLE:
 339                 rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT1, power_limit);
 340                 break;
 341         case PL2_ENABLE:
 342                 rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT2, power_limit);
 343                 break;
 344         case PL4_ENABLE:
 345                 rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT4, power_limit);
 346                 break;
 347         default:
 348                 ret = -EINVAL;
 349         }
 350         if (!ret)
 351                 package_power_limit_irq_save(rp);
 352 set_exit:
 353         put_online_cpus();
 354         return ret;
 355 }
 356
 357 static int get_current_power_limit(struct powercap_zone *power_zone, int cid,
 358                                    u64 *data)
 359 {
 360         struct rapl_domain *rd;
 361         u64 val;
 362         int prim;
 363         int ret = 0;
 364         int id;
 365
 366         get_online_cpus();
 367         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 368         id = contraint_to_pl(rd, cid);
 369         if (id < 0) {
 370                 ret = id;
 371                 goto get_exit;
 372         }
 373
 374         switch (rd->rpl[id].prim_id) {
 375         case PL1_ENABLE:
 376                 prim = POWER_LIMIT1;
 377                 break;
 378         case PL2_ENABLE:
 379                 prim = POWER_LIMIT2;
 380                 break;
 381         case PL4_ENABLE:
 382                 prim = POWER_LIMIT4;
 383                 break;
 384         default:
 385                 put_online_cpus();
 386                 return -EINVAL;
 387         }
 388         if (rapl_read_data_raw(rd, prim, true, &val))
 389                 ret = -EIO;
 390         else
 391                 *data = val;
 392
 393 get_exit:
 394         put_online_cpus();
 395
 396         return ret;
 397 }
 398
 399 static int set_time_window(struct powercap_zone *power_zone, int cid,
 400                            u64 window)
 401 {
 402         struct rapl_domain *rd;
 403         int ret = 0;
 404         int id;
 405
 406         get_online_cpus();
 407         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 408         id = contraint_to_pl(rd, cid);
 409         if (id < 0) {
 410                 ret = id;
 411                 goto set_time_exit;
 412         }
 413
 414         switch (rd->rpl[id].prim_id) {
 415         case PL1_ENABLE:
 416                 rapl_write_data_raw(rd, TIME_WINDOW1, window);
 417                 break;
 418         case PL2_ENABLE:
 419                 rapl_write_data_raw(rd, TIME_WINDOW2, window);
 420                 break;
 421         default:
 422                 ret = -EINVAL;
 423         }
 424
 425 set_time_exit:
 426         put_online_cpus();
 427         return ret;
 428 }
 429
 430 static int get_time_window(struct powercap_zone *power_zone, int cid,
 431                            u64 *data)
 432 {
 433         struct rapl_domain *rd;
 434         u64 val;
 435         int ret = 0;
 436         int id;
 437
 438         get_online_cpus();
 439         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 440         id = contraint_to_pl(rd, cid);
 441         if (id < 0) {
 442                 ret = id;
 443                 goto get_time_exit;
 444         }
 445
 446         switch (rd->rpl[id].prim_id) {
 447         case PL1_ENABLE:
 448                 ret = rapl_read_data_raw(rd, TIME_WINDOW1, true, &val);
 449                 break;
 450         case PL2_ENABLE:
 451                 ret = rapl_read_data_raw(rd, TIME_WINDOW2, true, &val);
 452                 break;
 453         case PL4_ENABLE:
 454                 /*
 455                  * Time window parameter is not applicable for PL4 entry
 456                  * so assigining '0' as default value.
 457                  */
 458                 val = 0;
 459                 break;
 460         default:
 461                 put_online_cpus();
 462                 return -EINVAL;
 463         }
 464         if (!ret)
 465                 *data = val;
 466
 467 get_time_exit:
 468         put_online_cpus();
 469
 470         return ret;
 471 }
 472
 473 static const char *get_constraint_name(struct powercap_zone *power_zone,
 474                                        int cid)
 475 {
 476         struct rapl_domain *rd;
 477         int id;
 478
 479         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 480         id = contraint_to_pl(rd, cid);
 481         if (id >= 0)
 482                 return rd->rpl[id].name;
 483
 484         return NULL;
 485 }
 486
 487 static int get_max_power(struct powercap_zone *power_zone, int id, u64 *data)
 488 {
 489         struct rapl_domain *rd;
 490         u64 val;
 491         int prim;
 492         int ret = 0;
 493
 494         get_online_cpus();
 495         rd = power_zone_to_rapl_domain(power_zone);
 496         switch (rd->rpl[id].prim_id) {
 497         case PL1_ENABLE:
 498                 prim = THERMAL_SPEC_POWER;
 499                 break;
 500         case PL2_ENABLE:
 501                 prim = MAX_POWER;
 502                 break;
 503         case PL4_ENABLE:
 504                 prim = MAX_POWER;
 505                 break;
 506         default:
 507                 put_online_cpus();
 508                 return -EINVAL;
 509         }
 510         if (rapl_read_data_raw(rd, prim, true, &val))
 511                 ret = -EIO;
 512         else
 513                 *data = val;
 514
 515         /* As a generalization rule, PL4 would be around two times PL2. */
 516         if (rd->rpl[id].prim_id == PL4_ENABLE)
 517                 *data = *data * 2;
 518
 519         put_online_cpus();
 520
 521         return ret;
 522 }
 523
 524 static const struct powercap_zone_constraint_ops constraint_ops = {
 525         .set_power_limit_uw = set_power_limit,
 526         .get_power_limit_uw = get_current_power_limit,
 527         .set_time_window_us = set_time_window,
 528         .get_time_window_us = get_time_window,
 529         .get_max_power_uw = get_max_power,
 530         .get_name = get_constraint_name,
 531 };
 532
 533 /* called after domain detection and package level data are set */
 534 static void rapl_init_domains(struct rapl_package *rp)
 535 {
 536         enum rapl_domain_type i;
 537         enum rapl_domain_reg_id j;
 538         struct rapl_domain *rd = rp->domains;
 539
 540         for (i = 0; i < RAPL_DOMAIN_MAX; i++) {
 541                 unsigned int mask = rp->domain_map & (1 << i);
 542
 543                 if (!mask)
 544                         continue;
 545
 546                 rd->rp = rp;
 547                 rd->name = rapl_domain_names[i];
 548                 rd->id = i;
 549                 rd->rpl[0].prim_id = PL1_ENABLE;
 550                 rd->rpl[0].name = pl1_name;
 551
 552                 /*
 553                  * The PL2 power domain is applicable for limits two
 554                  * and limits three
 555                  */
 556                 if (rp->priv->limits[i] >= 2) {
 557                         rd->rpl[1].prim_id = PL2_ENABLE;
 558                         rd->rpl[1].name = pl2_name;
 559                 }
 560
 561                 /* Enable PL4 domain if the total power limits are three */
 562                 if (rp->priv->limits[i] == 3) {
 563                         rd->rpl[2].prim_id = PL4_ENABLE;
 564                         rd->rpl[2].name = pl4_name;
 565                 }
 566
 567                 for (j = 0; j < RAPL_DOMAIN_REG_MAX; j++)
 568                         rd->regs[j] = rp->priv->regs[i][j];
 569
 570                 switch (i) {
 571                 case RAPL_DOMAIN_DRAM:
 572                         rd->domain_energy_unit =
 573                             rapl_defaults->dram_domain_energy_unit;
 574                         if (rd->domain_energy_unit)
 575                                 pr_info("DRAM domain energy unit %dpj\n",
 576                                         rd->domain_energy_unit);
 577                         break;
 578                 case RAPL_DOMAIN_PLATFORM:
 579                         rd->domain_energy_unit =
 580                             rapl_defaults->psys_domain_energy_unit;
 581                         if (rd->domain_energy_unit)
 582                                 pr_info("Platform domain energy unit %dpj\n",
 583                                         rd->domain_energy_unit);
 584                         break;
 585                 default:
 586                         break;
 587                 }
 588                 rd++;
 589         }
 590 }
 591
 592 static u64 rapl_unit_xlate(struct rapl_domain *rd, enum unit_type type,
 593                            u64 value, int to_raw)
 594 {
 595         u64 units = 1;
 596         struct rapl_package *rp = rd->rp;
 597         u64 scale = 1;
 598
 599         switch (type) {
 600         case POWER_UNIT:
 601                 units = rp->power_unit;
 602                 break;
 603         case ENERGY_UNIT:
 604                 scale = ENERGY_UNIT_SCALE;
 605                 /* per domain unit takes precedence */
 606                 if (rd->domain_energy_unit)
 607                         units = rd->domain_energy_unit;
 608                 else
 609                         units = rp->energy_unit;
 610                 break;
 611         case TIME_UNIT:
 612                 return rapl_defaults->compute_time_window(rp, value, to_raw);
 613         case ARBITRARY_UNIT:
 614         default:
 615                 return value;
 616         };
 617
 618         if (to_raw)
 619                 return div64_u64(value, units) * scale;
 620
 621         value *= units;
 622
 623         return div64_u64(value, scale);
 624 }
 625
 626 /* in the order of enum rapl_primitives */
 627 static struct rapl_primitive_info rpi[] = {
 628         /* name, mask, shift, msr index, unit divisor */
 629         PRIMITIVE_INFO_INIT(ENERGY_COUNTER, ENERGY_STATUS_MASK, 0,
 630                             RAPL_DOMAIN_REG_STATUS, ENERGY_UNIT, 0),
 631         PRIMITIVE_INFO_INIT(POWER_LIMIT1, POWER_LIMIT1_MASK, 0,
 632                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, POWER_UNIT, 0),
 633         PRIMITIVE_INFO_INIT(POWER_LIMIT2, POWER_LIMIT2_MASK, 32,
 634                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, POWER_UNIT, 0),
 635         PRIMITIVE_INFO_INIT(POWER_LIMIT4, POWER_LIMIT4_MASK, 0,
 636                                 RAPL_DOMAIN_REG_PL4, POWER_UNIT, 0),
 637         PRIMITIVE_INFO_INIT(FW_LOCK, POWER_LOW_LOCK, 31,
 638                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, ARBITRARY_UNIT, 0),
 639         PRIMITIVE_INFO_INIT(PL1_ENABLE, POWER_LIMIT1_ENABLE, 15,
 640                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, ARBITRARY_UNIT, 0),
 641         PRIMITIVE_INFO_INIT(PL1_CLAMP, POWER_LIMIT1_CLAMP, 16,
 642                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, ARBITRARY_UNIT, 0),
 643         PRIMITIVE_INFO_INIT(PL2_ENABLE, POWER_LIMIT2_ENABLE, 47,
 644                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, ARBITRARY_UNIT, 0),
 645         PRIMITIVE_INFO_INIT(PL2_CLAMP, POWER_LIMIT2_CLAMP, 48,
 646                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, ARBITRARY_UNIT, 0),
 647         PRIMITIVE_INFO_INIT(PL4_ENABLE, POWER_LIMIT4_MASK, 0,
 648                                 RAPL_DOMAIN_REG_PL4, ARBITRARY_UNIT, 0),
 649         PRIMITIVE_INFO_INIT(TIME_WINDOW1, TIME_WINDOW1_MASK, 17,
 650                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, TIME_UNIT, 0),
 651         PRIMITIVE_INFO_INIT(TIME_WINDOW2, TIME_WINDOW2_MASK, 49,
 652                             RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT, TIME_UNIT, 0),
 653         PRIMITIVE_INFO_INIT(THERMAL_SPEC_POWER, POWER_INFO_THERMAL_SPEC_MASK,
 654                             0, RAPL_DOMAIN_REG_INFO, POWER_UNIT, 0),
 655         PRIMITIVE_INFO_INIT(MAX_POWER, POWER_INFO_MAX_MASK, 32,
 656                             RAPL_DOMAIN_REG_INFO, POWER_UNIT, 0),
 657         PRIMITIVE_INFO_INIT(MIN_POWER, POWER_INFO_MIN_MASK, 16,
 658                             RAPL_DOMAIN_REG_INFO, POWER_UNIT, 0),
 659         PRIMITIVE_INFO_INIT(MAX_TIME_WINDOW, POWER_INFO_MAX_TIME_WIN_MASK, 48,
 660                             RAPL_DOMAIN_REG_INFO, TIME_UNIT, 0),
 661         PRIMITIVE_INFO_INIT(THROTTLED_TIME, PERF_STATUS_THROTTLE_TIME_MASK, 0,
 662                             RAPL_DOMAIN_REG_PERF, TIME_UNIT, 0),
 663         PRIMITIVE_INFO_INIT(PRIORITY_LEVEL, PP_POLICY_MASK, 0,
 664                             RAPL_DOMAIN_REG_POLICY, ARBITRARY_UNIT, 0),
 665         /* non-hardware */
 666         PRIMITIVE_INFO_INIT(AVERAGE_POWER, 0, 0, 0, POWER_UNIT,
 667                             RAPL_PRIMITIVE_DERIVED),
 668         {NULL, 0, 0, 0},
 669 };
 670
 671 /* Read primitive data based on its related struct rapl_primitive_info.
 672  * if xlate flag is set, return translated data based on data units, i.e.
 673  * time, energy, and power.
 674  * RAPL MSRs are non-architectual and are laid out not consistently across
 675  * domains. Here we use primitive info to allow writing consolidated access
 676  * functions.
 677  * For a given primitive, it is processed by MSR mask and shift. Unit conversion
 678  * is pre-assigned based on RAPL unit MSRs read at init time.
 679  * 63-------------------------- 31--------------------------- 0
 680  * |                           xxxxx (mask)                   |
 681  * |                                |<- shift ----------------|
 682  * 63-------------------------- 31--------------------------- 0
 683  */
 684 static int rapl_read_data_raw(struct rapl_domain *rd,
 685                               enum rapl_primitives prim, bool xlate, u64 *data)
 686 {
 687         u64 value;
 688         struct rapl_primitive_info *rp = &rpi[prim];
 689         struct reg_action ra;
 690         int cpu;
 691
 692         if (!rp->name || rp->flag & RAPL_PRIMITIVE_DUMMY)
 693                 return -EINVAL;
 694
 695         ra.reg = rd->regs[rp->id];
 696         if (!ra.reg)
 697                 return -EINVAL;
 698
 699         cpu = rd->rp->lead_cpu;
 700
 701         /* domain with 2 limits has different bit */
 702         if (prim == FW_LOCK && rd->rp->priv->limits[rd->id] == 2) {
 703                 rp->mask = POWER_HIGH_LOCK;
 704                 rp->shift = 63;
 705         }
 706         /* non-hardware data are collected by the polling thread */
 707         if (rp->flag & RAPL_PRIMITIVE_DERIVED) {
 708                 *data = rd->rdd.primitives[prim];
 709                 return 0;
 710         }
 711
 712         ra.mask = rp->mask;
 713
 714         if (rd->rp->priv->read_raw(cpu, &ra)) {
 715                 pr_debug("failed to read reg 0x%llx on cpu %d\n", ra.reg, cpu);
 716                 return -EIO;
 717         }
 718
 719         value = ra.value >> rp->shift;
 720
 721         if (xlate)
 722                 *data = rapl_unit_xlate(rd, rp->unit, value, 0);
 723         else
 724                 *data = value;
 725
 726         return 0;
 727 }
 728
 729 /* Similar use of primitive info in the read counterpart */
 730 static int rapl_write_data_raw(struct rapl_domain *rd,
 731                                enum rapl_primitives prim,
 732                                unsigned long long value)
 733 {
 734         struct rapl_primitive_info *rp = &rpi[prim];
 735         int cpu;
 736         u64 bits;
 737         struct reg_action ra;
 738         int ret;
 739
 740         cpu = rd->rp->lead_cpu;
 741         bits = rapl_unit_xlate(rd, rp->unit, value, 1);
 742         bits <<= rp->shift;
 743         bits &= rp->mask;
 744
 745         memset(&ra, 0, sizeof(ra));
 746
 747         ra.reg = rd->regs[rp->id];
 748         ra.mask = rp->mask;
 749         ra.value = bits;
 750
 751         ret = rd->rp->priv->write_raw(cpu, &ra);
 752
 753         return ret;
 754 }
 755
 756 /*
 757  * Raw RAPL data stored in MSRs are in certain scales. We need to
 758  * convert them into standard units based on the units reported in
 759  * the RAPL unit MSRs. This is specific to CPUs as the method to
 760  * calculate units differ on different CPUs.
 761  * We convert the units to below format based on CPUs.
 762  * i.e.
 763  * energy unit: picoJoules  : Represented in picoJoules by default
 764  * power unit : microWatts  : Represented in milliWatts by default
 765  * time unit  : microseconds: Represented in seconds by default
 766  */
 767 static int rapl_check_unit_core(struct rapl_package *rp, int cpu)
 768 {
 769         struct reg_action ra;
 770         u32 value;
 771
 772         ra.reg = rp->priv->reg_unit;
 773         ra.mask = ~0;
 774         if (rp->priv->read_raw(cpu, &ra)) {
 775                 pr_err("Failed to read power unit REG 0x%llx on CPU %d, exit.\n",
 776                        rp->priv->reg_unit, cpu);
 777                 return -ENODEV;
 778         }
 779
 780         value = (ra.value & ENERGY_UNIT_MASK) >> ENERGY_UNIT_OFFSET;
 781         rp->energy_unit = ENERGY_UNIT_SCALE * 1000000 / (1 << value);
 782
 783         value = (ra.value & POWER_UNIT_MASK) >> POWER_UNIT_OFFSET;
 784         rp->power_unit = 1000000 / (1 << value);
 785
 786         value = (ra.value & TIME_UNIT_MASK) >> TIME_UNIT_OFFSET;
 787         rp->time_unit = 1000000 / (1 << value);
 788
 789         pr_debug("Core CPU %s energy=%dpJ, time=%dus, power=%duW\n",
 790                  rp->name, rp->energy_unit, rp->time_unit, rp->power_unit);
 791
 792         return 0;
 793 }
 794
 795 static int rapl_check_unit_atom(struct rapl_package *rp, int cpu)
 796 {
 797         struct reg_action ra;
 798         u32 value;
 799
 800         ra.reg = rp->priv->reg_unit;
 801         ra.mask = ~0;
 802         if (rp->priv->read_raw(cpu, &ra)) {
 803                 pr_err("Failed to read power unit REG 0x%llx on CPU %d, exit.\n",
 804                        rp->priv->reg_unit, cpu);
 805                 return -ENODEV;
 806         }
 807
 808         value = (ra.value & ENERGY_UNIT_MASK) >> ENERGY_UNIT_OFFSET;
 809         rp->energy_unit = ENERGY_UNIT_SCALE * 1 << value;
 810
 811         value = (ra.value & POWER_UNIT_MASK) >> POWER_UNIT_OFFSET;
 812         rp->power_unit = (1 << value) * 1000;
 813
 814         value = (ra.value & TIME_UNIT_MASK) >> TIME_UNIT_OFFSET;
 815         rp->time_unit = 1000000 / (1 << value);
 816
 817         pr_debug("Atom %s energy=%dpJ, time=%dus, power=%duW\n",
 818                  rp->name, rp->energy_unit, rp->time_unit, rp->power_unit);
 819
 820         return 0;
 821 }
 822
 823 static void power_limit_irq_save_cpu(void *info)
 824 {
 825         u32 l, h = 0;
 826         struct rapl_package *rp = (struct rapl_package *)info;
 827
 828         /* save the state of PLN irq mask bit before disabling it */
 829         rdmsr_safe(MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, &l, &h);
 830         if (!(rp->power_limit_irq & PACKAGE_PLN_INT_SAVED)) {
 831                 rp->power_limit_irq = l & PACKAGE_THERM_INT_PLN_ENABLE;
 832                 rp->power_limit_irq |= PACKAGE_PLN_INT_SAVED;
 833         }
 834         l &= ~PACKAGE_THERM_INT_PLN_ENABLE;
 835         wrmsr_safe(MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, l, h);
 836 }
 837
 838 /* REVISIT:
 839  * When package power limit is set artificially low by RAPL, LVT
 840  * thermal interrupt for package power limit should be ignored
 841  * since we are not really exceeding the real limit. The intention
 842  * is to avoid excessive interrupts while we are trying to save power.
 843  * A useful feature might be routing the package_power_limit interrupt
 844  * to userspace via eventfd. once we have a usecase, this is simple
 845  * to do by adding an atomic notifier.
 846  */
 847
 848 static void package_power_limit_irq_save(struct rapl_package *rp)
 849 {
 850         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PTS) || !boot_cpu_has(X86_FEATURE_PLN))
 851                 return;
 852
 853         smp_call_function_single(rp->lead_cpu, power_limit_irq_save_cpu, rp, 1);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Restore per package power limit interrupt enable state. Called from cpu
 858  * hotplug code on package removal.
 859  */
 860 static void package_power_limit_irq_restore(struct rapl_package *rp)
 861 {
 862         u32 l, h;
 863
 864         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PTS) || !boot_cpu_has(X86_FEATURE_PLN))
 865                 return;
 866
 867         /* irq enable state not saved, nothing to restore */
 868         if (!(rp->power_limit_irq & PACKAGE_PLN_INT_SAVED))
 869                 return;
 870
 871         rdmsr_safe(MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, &l, &h);
 872
 873         if (rp->power_limit_irq & PACKAGE_THERM_INT_PLN_ENABLE)
 874                 l |= PACKAGE_THERM_INT_PLN_ENABLE;
 875         else
 876                 l &= ~PACKAGE_THERM_INT_PLN_ENABLE;
 877
 878         wrmsr_safe(MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, l, h);
 879 }
 880
 881 static void set_floor_freq_default(struct rapl_domain *rd, bool mode)
 882 {
 883         int nr_powerlimit = find_nr_power_limit(rd);
 884
 885         /* always enable clamp such that p-state can go below OS requested
 886          * range. power capping priority over guranteed frequency.
 887          */
 888         rapl_write_data_raw(rd, PL1_CLAMP, mode);
 889
 890         /* some domains have pl2 */
 891         if (nr_powerlimit > 1) {
 892                 rapl_write_data_raw(rd, PL2_ENABLE, mode);
 893                 rapl_write_data_raw(rd, PL2_CLAMP, mode);
 894         }
 895 }
 896
 897 static void set_floor_freq_atom(struct rapl_domain *rd, bool enable)
 898 {
 899         static u32 power_ctrl_orig_val;
 900         u32 mdata;
 901
 902         if (!rapl_defaults->floor_freq_reg_addr) {
 903                 pr_err("Invalid floor frequency config register\n");
 904                 return;
 905         }
 906
 907         if (!power_ctrl_orig_val)
 908                 iosf_mbi_read(BT_MBI_UNIT_PMC, MBI_CR_READ,
 909                               rapl_defaults->floor_freq_reg_addr,
 910                               &power_ctrl_orig_val);
 911         mdata = power_ctrl_orig_val;
 912         if (enable) {
 913                 mdata &= ~(0x7f << 8);
 914                 mdata |= 1 << 8;
 915         }
 916         iosf_mbi_write(BT_MBI_UNIT_PMC, MBI_CR_WRITE,
 917                        rapl_defaults->floor_freq_reg_addr, mdata);
 918 }
 919
 920 static u64 rapl_compute_time_window_core(struct rapl_package *rp, u64 value,
 921                                          bool to_raw)
 922 {
 923         u64 f, y;               /* fraction and exp. used for time unit */
 924
 925         /*
 926          * Special processing based on 2^Y*(1+F/4), refer
 927          * to Intel Software Developer's manual Vol.3B: CH 14.9.3.
 928          */
 929         if (!to_raw) {
 930                 f = (value & 0x60) >> 5;
 931                 y = value & 0x1f;
 932                 value = (1 << y) * (4 + f) * rp->time_unit / 4;
 933         } else {
 934                 do_div(value, rp->time_unit);
 935                 y = ilog2(value);
 936                 f = div64_u64(4 * (value - (1 << y)), 1 << y);
 937                 value = (y & 0x1f) | ((f & 0x3) << 5);
 938         }
 939         return value;
 940 }
 941
 942 static u64 rapl_compute_time_window_atom(struct rapl_package *rp, u64 value,
 943                                          bool to_raw)
 944 {
 945         /*
 946          * Atom time unit encoding is straight forward val * time_unit,
 947          * where time_unit is default to 1 sec. Never 0.
 948          */
 949         if (!to_raw)
 950                 return (value) ? value *= rp->time_unit : rp->time_unit;
 951
 952         value = div64_u64(value, rp->time_unit);
 953
 954         return value;
 955 }
 956
 957 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_core = {
 958         .floor_freq_reg_addr = 0,
 959         .check_unit = rapl_check_unit_core,
 960         .set_floor_freq = set_floor_freq_default,
 961         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_core,
 962 };
 963
 964 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_hsw_server = {
 965         .check_unit = rapl_check_unit_core,
 966         .set_floor_freq = set_floor_freq_default,
 967         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_core,
 968         .dram_domain_energy_unit = 15300,
 969 };
 970
 971 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_spr_server = {
 972         .check_unit = rapl_check_unit_core,
 973         .set_floor_freq = set_floor_freq_default,
 974         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_core,
 975         .dram_domain_energy_unit = 15300,
 976         .psys_domain_energy_unit = 1000000000,
 977 };
 978
 979 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_byt = {
 980         .floor_freq_reg_addr = IOSF_CPU_POWER_BUDGET_CTL_BYT,
 981         .check_unit = rapl_check_unit_atom,
 982         .set_floor_freq = set_floor_freq_atom,
 983         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_atom,
 984 };
 985
 986 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_tng = {
 987         .floor_freq_reg_addr = IOSF_CPU_POWER_BUDGET_CTL_TNG,
 988         .check_unit = rapl_check_unit_atom,
 989         .set_floor_freq = set_floor_freq_atom,
 990         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_atom,
 991 };
 992
 993 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_ann = {
 994         .floor_freq_reg_addr = 0,
 995         .check_unit = rapl_check_unit_atom,
 996         .set_floor_freq = NULL,
 997         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_atom,
 998 };
 999
1000 static const struct rapl_defaults rapl_defaults_cht = {
1001         .floor_freq_reg_addr = 0,
1002         .check_unit = rapl_check_unit_atom,
1003         .set_floor_freq = NULL,
1004         .compute_time_window = rapl_compute_time_window_atom,
1005 };
1006
1007 static const struct x86_cpu_id rapl_ids[] __initconst = {
1008         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SANDYBRIDGE,         &rapl_defaults_core),
1009         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SANDYBRIDGE_X,       &rapl_defaults_core),
1010
1011         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(IVYBRIDGE,           &rapl_defaults_core),
1012         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(IVYBRIDGE_X,         &rapl_defaults_core),
1013
1014         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL,             &rapl_defaults_core),
1015         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_L,           &rapl_defaults_core),
1016         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_G,           &rapl_defaults_core),
1017         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_X,           &rapl_defaults_hsw_server),
1018
1019         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL,           &rapl_defaults_core),
1020         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_G,         &rapl_defaults_core),
1021         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_D,         &rapl_defaults_core),
1022         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_X,         &rapl_defaults_hsw_server),
1023
1024         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SKYLAKE,             &rapl_defaults_core),
1025         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SKYLAKE_L,           &rapl_defaults_core),
1026         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SKYLAKE_X,           &rapl_defaults_hsw_server),
1027         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(KABYLAKE_L,          &rapl_defaults_core),
1028         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(KABYLAKE,            &rapl_defaults_core),
1029         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(CANNONLAKE_L,        &rapl_defaults_core),
1030         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ICELAKE_L,           &rapl_defaults_core),
1031         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ICELAKE,             &rapl_defaults_core),
1032         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ICELAKE_NNPI,        &rapl_defaults_core),
1033         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ICELAKE_X,           &rapl_defaults_hsw_server),
1034         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ICELAKE_D,           &rapl_defaults_hsw_server),
1035         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(COMETLAKE_L,         &rapl_defaults_core),
1036         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(COMETLAKE,           &rapl_defaults_core),
1037         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(TIGERLAKE_L,         &rapl_defaults_core),
1038         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(TIGERLAKE,           &rapl_defaults_core),
1039         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ROCKETLAKE,          &rapl_defaults_core),
1040         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(SAPPHIRERAPIDS_X,    &rapl_defaults_spr_server),
1041
1042         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_SILVERMONT,     &rapl_defaults_byt),
1043         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_AIRMONT,        &rapl_defaults_cht),
1044         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_SILVERMONT_MID, &rapl_defaults_tng),
1045         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_AIRMONT_MID,    &rapl_defaults_ann),
1046         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_GOLDMONT,       &rapl_defaults_core),
1047         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_GOLDMONT_PLUS,  &rapl_defaults_core),
1048         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_GOLDMONT_D,     &rapl_defaults_core),
1049         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_TREMONT,        &rapl_defaults_core),
1050         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_TREMONT_D,      &rapl_defaults_core),
1051         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ATOM_TREMONT_L,      &rapl_defaults_core),
1052
1053         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(XEON_PHI_KNL,        &rapl_defaults_hsw_server),
1054         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(XEON_PHI_KNM,        &rapl_defaults_hsw_server),
1055         {}
1056 };
1057 MODULE_DEVICE_TABLE(x86cpu, rapl_ids);
1058
1059 /* Read once for all raw primitive data for domains */
1060 static void rapl_update_domain_data(struct rapl_package *rp)
1061 {
1062         int dmn, prim;
1063         u64 val;
1064
1065         for (dmn = 0; dmn < rp->nr_domains; dmn++) {
1066                 pr_debug("update %s domain %s data\n", rp->name,
1067                          rp->domains[dmn].name);
1068                 /* exclude non-raw primitives */
1069                 for (prim = 0; prim < NR_RAW_PRIMITIVES; prim++) {
1070                         if (!rapl_read_data_raw(&rp->domains[dmn], prim,
1071                                                 rpi[prim].unit, &val))
1072                                 rp->domains[dmn].rdd.primitives[prim] = val;
1073                 }
1074         }
1075
1076 }
1077
1078 static int rapl_package_register_powercap(struct rapl_package *rp)
1079 {
1080         struct rapl_domain *rd;
1081         struct powercap_zone *power_zone = NULL;
1082         int nr_pl, ret;
1083
1084         /* Update the domain data of the new package */
1085         rapl_update_domain_data(rp);
1086
1087         /* first we register package domain as the parent zone */
1088         for (rd = rp->domains; rd < rp->domains + rp->nr_domains; rd++) {
1089                 if (rd->id == RAPL_DOMAIN_PACKAGE) {
1090                         nr_pl = find_nr_power_limit(rd);
1091                         pr_debug("register package domain %s\n", rp->name);
1092                         power_zone = powercap_register_zone(&rd->power_zone,
1093                                             rp->priv->control_type, rp->name,
1094                                             NULL, &zone_ops[rd->id], nr_pl,
1095                                             &constraint_ops);
1096                         if (IS_ERR(power_zone)) {
1097                                 pr_debug("failed to register power zone %s\n",
1098                                          rp->name);
1099                                 return PTR_ERR(power_zone);
1100                         }
1101                         /* track parent zone in per package/socket data */
1102                         rp->power_zone = power_zone;
1103                         /* done, only one package domain per socket */
1104                         break;
1105                 }
1106         }
1107         if (!power_zone) {
1108                 pr_err("no package domain found, unknown topology!\n");
1109                 return -ENODEV;
1110         }
1111         /* now register domains as children of the socket/package */
1112         for (rd = rp->domains; rd < rp->domains + rp->nr_domains; rd++) {
1113                 if (rd->id == RAPL_DOMAIN_PACKAGE)
1114                         continue;
1115                 /* number of power limits per domain varies */
1116                 nr_pl = find_nr_power_limit(rd);
1117                 power_zone = powercap_register_zone(&rd->power_zone,
1118                                                     rp->priv->control_type,
1119                                                     rd->name, rp->power_zone,
1120                                                     &zone_ops[rd->id], nr_pl,
1121                                                     &constraint_ops);
1122
1123                 if (IS_ERR(power_zone)) {
1124                         pr_debug("failed to register power_zone, %s:%s\n",
1125                                  rp->name, rd->name);
1126                         ret = PTR_ERR(power_zone);
1127                         goto err_cleanup;
1128                 }
1129         }
1130         return 0;
1131
1132 err_cleanup:
1133         /*
1134          * Clean up previously initialized domains within the package if we
1135          * failed after the first domain setup.
1136          */
1137         while (--rd >= rp->domains) {
1138                 pr_debug("unregister %s domain %s\n", rp->name, rd->name);
1139                 powercap_unregister_zone(rp->priv->control_type,
1140                                          &rd->power_zone);
1141         }
1142
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 int rapl_add_platform_domain(struct rapl_if_priv *priv)
1147 {
1148         struct rapl_domain *rd;
1149         struct powercap_zone *power_zone;
1150         struct reg_action ra;
1151         int ret;
1152
1153         ra.reg = priv->regs[RAPL_DOMAIN_PLATFORM][RAPL_DOMAIN_REG_STATUS];
1154         ra.mask = ~0;
1155         ret = priv->read_raw(0, &ra);
1156         if (ret || !ra.value)
1157                 return -ENODEV;
1158
1159         ra.reg = priv->regs[RAPL_DOMAIN_PLATFORM][RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT];
1160         ra.mask = ~0;
1161         ret = priv->read_raw(0, &ra);
1162         if (ret || !ra.value)
1163                 return -ENODEV;
1164
1165         rd = kzalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
1166         if (!rd)
1167                 return -ENOMEM;
1168
1169         rd->name = rapl_domain_names[RAPL_DOMAIN_PLATFORM];
1170         rd->id = RAPL_DOMAIN_PLATFORM;
1171         rd->regs[RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT] =
1172             priv->regs[RAPL_DOMAIN_PLATFORM][RAPL_DOMAIN_REG_LIMIT];
1173         rd->regs[RAPL_DOMAIN_REG_STATUS] =
1174             priv->regs[RAPL_DOMAIN_PLATFORM][RAPL_DOMAIN_REG_STATUS];
1175         rd->rpl[0].prim_id = PL1_ENABLE;
1176         rd->rpl[0].name = pl1_name;
1177         rd->rpl[1].prim_id = PL2_ENABLE;
1178         rd->rpl[1].name = pl2_name;
1179         rd->rp = rapl_find_package_domain(0, priv);
1180
1181         power_zone = powercap_register_zone(&rd->power_zone, priv->control_type,
1182                                             "psys", NULL,
1183                                             &zone_ops[RAPL_DOMAIN_PLATFORM],
1184                                             2, &constraint_ops);
1185
1186         if (IS_ERR(power_zone)) {
1187                 kfree(rd);
1188                 return PTR_ERR(power_zone);
1189         }
1190
1191         priv->platform_rapl_domain = rd;
1192
1193         return 0;
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL_GPL(rapl_add_platform_domain);
1196
1197 void rapl_remove_platform_domain(struct rapl_if_priv *priv)
1198 {
1199         if (priv->platform_rapl_domain) {
1200                 powercap_unregister_zone(priv->control_type,
1201                                  &priv->platform_rapl_domain->power_zone);
1202                 kfree(priv->platform_rapl_domain);
1203         }
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(rapl_remove_platform_domain);
1206
1207 static int rapl_check_domain(int cpu, int domain, struct rapl_package *rp)
1208 {
1209         struct reg_action ra;
1210
1211         switch (domain) {
1212         case RAPL_DOMAIN_PACKAGE:
1213         case RAPL_DOMAIN_PP0:
1214         case RAPL_DOMAIN_PP1:
1215         case RAPL_DOMAIN_DRAM:
1216                 ra.reg = rp->priv->regs[domain][RAPL_DOMAIN_REG_STATUS];
1217                 break;
1218         case RAPL_DOMAIN_PLATFORM:
1219                 /* PSYS(PLATFORM) is not a CPU domain, so avoid printng error */
1220                 return -EINVAL;
1221         default:
1222                 pr_err("invalid domain id %d\n", domain);
1223                 return -EINVAL;
1224         }
1225         /* make sure domain counters are available and contains non-zero
1226          * values, otherwise skip it.
1227          */
1228
1229         ra.mask = ~0;
1230         if (rp->priv->read_raw(cpu, &ra) || !ra.value)
1231                 return -ENODEV;
1232
1233         return 0;
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Check if power limits are available. Two cases when they are not available:
1238  * 1. Locked by BIOS, in this case we still provide read-only access so that
1239  *    users can see what limit is set by the BIOS.
1240  * 2. Some CPUs make some domains monitoring only which means PLx MSRs may not
1241  *    exist at all. In this case, we do not show the constraints in powercap.
1242  *
1243  * Called after domains are detected and initialized.
1244  */
1245 static void rapl_detect_powerlimit(struct rapl_domain *rd)
1246 {
1247         u64 val64;
1248         int i;
1249
1250         /* check if the domain is locked by BIOS, ignore if MSR doesn't exist */
1251         if (!rapl_read_data_raw(rd, FW_LOCK, false, &val64)) {
1252                 if (val64) {
1253                         pr_info("RAPL %s domain %s locked by BIOS\n",
1254                                 rd->rp->name, rd->name);
1255                         rd->state |= DOMAIN_STATE_BIOS_LOCKED;
1256                 }
1257         }
1258         /* check if power limit MSR exists, otherwise domain is monitoring only */
1259         for (i = 0; i < NR_POWER_LIMITS; i++) {
1260                 int prim = rd->rpl[i].prim_id;
1261
1262                 if (rapl_read_data_raw(rd, prim, false, &val64))
1263                         rd->rpl[i].name = NULL;
1264         }
1265 }
1266
1267 /* Detect active and valid domains for the given CPU, caller must
1268  * ensure the CPU belongs to the targeted package and CPU hotlug is disabled.
1269  */
1270 static int rapl_detect_domains(struct rapl_package *rp, int cpu)
1271 {
1272         struct rapl_domain *rd;
1273         int i;
1274
1275         for (i = 0; i < RAPL_DOMAIN_MAX; i++) {
1276                 /* use physical package id to read counters */
1277                 if (!rapl_check_domain(cpu, i, rp)) {
1278                         rp->domain_map |= 1 << i;
1279                         pr_info("Found RAPL domain %s\n", rapl_domain_names[i]);
1280                 }
1281         }
1282         rp->nr_domains = bitmap_weight(&rp->domain_map, RAPL_DOMAIN_MAX);
1283         if (!rp->nr_domains) {
1284                 pr_debug("no valid rapl domains found in %s\n", rp->name);
1285                 return -ENODEV;
1286         }
1287         pr_debug("found %d domains on %s\n", rp->nr_domains, rp->name);
1288
1289         rp->domains = kcalloc(rp->nr_domains + 1, sizeof(struct rapl_domain),
1290                               GFP_KERNEL);
1291         if (!rp->domains)
1292                 return -ENOMEM;
1293
1294         rapl_init_domains(rp);
1295
1296         for (rd = rp->domains; rd < rp->domains + rp->nr_domains; rd++)
1297                 rapl_detect_powerlimit(rd);
1298
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 /* called from CPU hotplug notifier, hotplug lock held */
1303 void rapl_remove_package(struct rapl_package *rp)
1304 {
1305         struct rapl_domain *rd, *rd_package = NULL;
1306
1307         package_power_limit_irq_restore(rp);
1308
1309         for (rd = rp->domains; rd < rp->domains + rp->nr_domains; rd++) {
1310                 rapl_write_data_raw(rd, PL1_ENABLE, 0);
1311                 rapl_write_data_raw(rd, PL1_CLAMP, 0);
1312                 if (find_nr_power_limit(rd) > 1) {
1313                         rapl_write_data_raw(rd, PL2_ENABLE, 0);
1314                         rapl_write_data_raw(rd, PL2_CLAMP, 0);
1315                         rapl_write_data_raw(rd, PL4_ENABLE, 0);
1316                 }
1317                 if (rd->id == RAPL_DOMAIN_PACKAGE) {
1318                         rd_package = rd;
1319                         continue;
1320                 }
1321                 pr_debug("remove package, undo power limit on %s: %s\n",
1322                          rp->name, rd->name);
1323                 powercap_unregister_zone(rp->priv->control_type,
1324                                          &rd->power_zone);
1325         }
1326         /* do parent zone last */
1327         powercap_unregister_zone(rp->priv->control_type,
1328                                  &rd_package->power_zone);
1329         list_del(&rp->plist);
1330         kfree(rp);
1331 }
1332 EXPORT_SYMBOL_GPL(rapl_remove_package);
1333
1334 /* caller to ensure CPU hotplug lock is held */
1335 struct rapl_package *rapl_find_package_domain(int cpu, struct rapl_if_priv *priv)
1336 {
1337         int id = topology_logical_die_id(cpu);
1338         struct rapl_package *rp;
1339
1340         list_for_each_entry(rp, &rapl_packages, plist) {
1341                 if (rp->id == id
1342                     && rp->priv->control_type == priv->control_type)
1343                         return rp;
1344         }
1345
1346         return NULL;
1347 }
1348 EXPORT_SYMBOL_GPL(rapl_find_package_domain);
1349
1350 /* called from CPU hotplug notifier, hotplug lock held */
1351 struct rapl_package *rapl_add_package(int cpu, struct rapl_if_priv *priv)
1352 {
1353         int id = topology_logical_die_id(cpu);
1354         struct rapl_package *rp;
1355         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1356         int ret;
1357
1358         if (!rapl_defaults)
1359                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1360
1361         rp = kzalloc(sizeof(struct rapl_package), GFP_KERNEL);
1362         if (!rp)
1363                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1364
1365         /* add the new package to the list */
1366         rp->id = id;
1367         rp->lead_cpu = cpu;
1368         rp->priv = priv;
1369
1370         if (topology_max_die_per_package() > 1)
1371                 snprintf(rp->name, PACKAGE_DOMAIN_NAME_LENGTH,
1372                          "package-%d-die-%d", c->phys_proc_id, c->cpu_die_id);
1373         else
1374                 snprintf(rp->name, PACKAGE_DOMAIN_NAME_LENGTH, "package-%d",
1375                          c->phys_proc_id);
1376
1377         /* check if the package contains valid domains */
1378         if (rapl_detect_domains(rp, cpu) || rapl_defaults->check_unit(rp, cpu)) {
1379                 ret = -ENODEV;
1380                 goto err_free_package;
1381         }
1382         ret = rapl_package_register_powercap(rp);
1383         if (!ret) {
1384                 INIT_LIST_HEAD(&rp->plist);
1385                 list_add(&rp->plist, &rapl_packages);
1386                 return rp;
1387         }
1388
1389 err_free_package:
1390         kfree(rp->domains);
1391         kfree(rp);
1392         return ERR_PTR(ret);
1393 }
1394 EXPORT_SYMBOL_GPL(rapl_add_package);
1395
1396 static void power_limit_state_save(void)
1397 {
1398         struct rapl_package *rp;
1399         struct rapl_domain *rd;
1400         int nr_pl, ret, i;
1401
1402         get_online_cpus();
1403         list_for_each_entry(rp, &rapl_packages, plist) {
1404                 if (!rp->power_zone)
1405                         continue;
1406                 rd = power_zone_to_rapl_domain(rp->power_zone);
1407                 nr_pl = find_nr_power_limit(rd);
1408                 for (i = 0; i < nr_pl; i++) {
1409                         switch (rd->rpl[i].prim_id) {
1410                         case PL1_ENABLE:
1411                                 ret = rapl_read_data_raw(rd,
1412                                                  POWER_LIMIT1, true,
1413                                                  &rd->rpl[i].last_power_limit);
1414                                 if (ret)
1415                                         rd->rpl[i].last_power_limit = 0;
1416                                 break;
1417                         case PL2_ENABLE:
1418                                 ret = rapl_read_data_raw(rd,
1419                                                  POWER_LIMIT2, true,
1420                                                  &rd->rpl[i].last_power_limit);
1421                                 if (ret)
1422                                         rd->rpl[i].last_power_limit = 0;
1423                                 break;
1424                         case PL4_ENABLE:
1425                                 ret = rapl_read_data_raw(rd,
1426                                                  POWER_LIMIT4, true,
1427                                                  &rd->rpl[i].last_power_limit);
1428                                 if (ret)
1429                                         rd->rpl[i].last_power_limit = 0;
1430                                 break;
1431                         }
1432                 }
1433         }
1434         put_online_cpus();
1435 }
1436
1437 static void power_limit_state_restore(void)
1438 {
1439         struct rapl_package *rp;
1440         struct rapl_domain *rd;
1441         int nr_pl, i;
1442
1443         get_online_cpus();
1444         list_for_each_entry(rp, &rapl_packages, plist) {
1445                 if (!rp->power_zone)
1446                         continue;
1447                 rd = power_zone_to_rapl_domain(rp->power_zone);
1448                 nr_pl = find_nr_power_limit(rd);
1449                 for (i = 0; i < nr_pl; i++) {
1450                         switch (rd->rpl[i].prim_id) {
1451                         case PL1_ENABLE:
1452                                 if (rd->rpl[i].last_power_limit)
1453                                         rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT1,
1454                                             rd->rpl[i].last_power_limit);
1455                                 break;
1456                         case PL2_ENABLE:
1457                                 if (rd->rpl[i].last_power_limit)
1458                                         rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT2,
1459                                             rd->rpl[i].last_power_limit);
1460                                 break;
1461                         case PL4_ENABLE:
1462                                 if (rd->rpl[i].last_power_limit)
1463                                         rapl_write_data_raw(rd, POWER_LIMIT4,
1464                                             rd->rpl[i].last_power_limit);
1465                                 break;
1466                         }
1467                 }
1468         }
1469         put_online_cpus();
1470 }
1471
1472 static int rapl_pm_callback(struct notifier_block *nb,
1473                             unsigned long mode, void *_unused)
1474 {
1475         switch (mode) {
1476         case PM_SUSPEND_PREPARE:
1477                 power_limit_state_save();
1478                 break;
1479         case PM_POST_SUSPEND:
1480                 power_limit_state_restore();
1481                 break;
1482         }
1483         return NOTIFY_OK;
1484 }
1485
1486 static struct notifier_block rapl_pm_notifier = {
1487         .notifier_call = rapl_pm_callback,
1488 };
1489
1490 static struct platform_device *rapl_msr_platdev;
1491
1492 static int __init rapl_init(void)
1493 {
1494         const struct x86_cpu_id *id;
1495         int ret;
1496
1497         id = x86_match_cpu(rapl_ids);
1498         if (!id) {
1499                 pr_err("driver does not support CPU family %d model %d\n",
1500                        boot_cpu_data.x86, boot_cpu_data.x86_model);
1501
1502                 return -ENODEV;
1503         }
1504
1505         rapl_defaults = (struct rapl_defaults *)id->driver_data;
1506
1507         ret = register_pm_notifier(&rapl_pm_notifier);
1508         if (ret)
1509                 return ret;
1510
1511         rapl_msr_platdev = platform_device_alloc("intel_rapl_msr", 0);
1512         if (!rapl_msr_platdev) {
1513                 ret = -ENOMEM;
1514                 goto end;
1515         }
1516
1517         ret = platform_device_add(rapl_msr_platdev);
1518         if (ret)
1519                 platform_device_put(rapl_msr_platdev);
1520
1521 end:
1522         if (ret)
1523                 unregister_pm_notifier(&rapl_pm_notifier);
1524
1525         return ret;
1526 }
1527
1528 static void __exit rapl_exit(void)
1529 {
1530         platform_device_unregister(rapl_msr_platdev);
1531         unregister_pm_notifier(&rapl_pm_notifier);
1532 }
1533
1534 fs_initcall(rapl_init);
1535 module_exit(rapl_exit);
1536
1537 MODULE_DESCRIPTION("Intel Runtime Average Power Limit (RAPL) common code");
1538 MODULE_AUTHOR("Jacob Pan <jacob.jun.pan@intel.com>");
1539 MODULE_LICENSE("GPL v2");