rcu/tasks: Handle new PF_IDLE semantics
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / power / qos.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Power Management Quality of Service (PM QoS) support base.
4  *
5  * Copyright (C) 2020 Intel Corporation
6  *
7  * Authors:
8  *      Mark Gross <mgross@linux.intel.com>
9  *      Rafael J. Wysocki <rafael.j.wysocki@intel.com>
10  *
11  * Provided here is an interface for specifying PM QoS dependencies.  It allows
12  * entities depending on QoS constraints to register their requests which are
13  * aggregated as appropriate to produce effective constraints (target values)
14  * that can be monitored by entities needing to respect them, either by polling
15  * or through a built-in notification mechanism.
16  *
17  * In addition to the basic functionality, more specific interfaces for managing
18  * global CPU latency QoS requests and frequency QoS requests are provided.
19  */
20
21 /*#define DEBUG*/
22
23 #include <linux/pm_qos.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/spinlock.h>
26 #include <linux/slab.h>
27 #include <linux/time.h>
28 #include <linux/fs.h>
29 #include <linux/device.h>
30 #include <linux/miscdevice.h>
31 #include <linux/string.h>
32 #include <linux/platform_device.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/kernel.h>
35 #include <linux/debugfs.h>
36 #include <linux/seq_file.h>
37
38 #include <linux/uaccess.h>
39 #include <linux/export.h>
40 #include <trace/events/power.h>
41
42 /*
43  * locking rule: all changes to constraints or notifiers lists
44  * or pm_qos_object list and pm_qos_objects need to happen with pm_qos_lock
45  * held, taken with _irqsave.  One lock to rule them all
46  */
47 static DEFINE_SPINLOCK(pm_qos_lock);
48
49 /**
50  * pm_qos_read_value - Return the current effective constraint value.
51  * @c: List of PM QoS constraint requests.
52  */
53 s32 pm_qos_read_value(struct pm_qos_constraints *c)
54 {
55         return READ_ONCE(c->target_value);
56 }
57
58 static int pm_qos_get_value(struct pm_qos_constraints *c)
59 {
60         if (plist_head_empty(&c->list))
61                 return c->no_constraint_value;
62
63         switch (c->type) {
64         case PM_QOS_MIN:
65                 return plist_first(&c->list)->prio;
66
67         case PM_QOS_MAX:
68                 return plist_last(&c->list)->prio;
69
70         default:
71                 WARN(1, "Unknown PM QoS type in %s\n", __func__);
72                 return PM_QOS_DEFAULT_VALUE;
73         }
74 }
75
76 static void pm_qos_set_value(struct pm_qos_constraints *c, s32 value)
77 {
78         WRITE_ONCE(c->target_value, value);
79 }
80
81 /**
82  * pm_qos_update_target - Update a list of PM QoS constraint requests.
83  * @c: List of PM QoS requests.
84  * @node: Target list entry.
85  * @action: Action to carry out (add, update or remove).
86  * @value: New request value for the target list entry.
87  *
88  * Update the given list of PM QoS constraint requests, @c, by carrying an
89  * @action involving the @node list entry and @value on it.
90  *
91  * The recognized values of @action are PM_QOS_ADD_REQ (store @value in @node
92  * and add it to the list), PM_QOS_UPDATE_REQ (remove @node from the list, store
93  * @value in it and add it to the list again), and PM_QOS_REMOVE_REQ (remove
94  * @node from the list, ignore @value).
95  *
96  * Return: 1 if the aggregate constraint value has changed, 0  otherwise.
97  */
98 int pm_qos_update_target(struct pm_qos_constraints *c, struct plist_node *node,
99                          enum pm_qos_req_action action, int value)
100 {
101         int prev_value, curr_value, new_value;
102         unsigned long flags;
103
104         spin_lock_irqsave(&pm_qos_lock, flags);
105
106         prev_value = pm_qos_get_value(c);
107         if (value == PM_QOS_DEFAULT_VALUE)
108                 new_value = c->default_value;
109         else
110                 new_value = value;
111
112         switch (action) {
113         case PM_QOS_REMOVE_REQ:
114                 plist_del(node, &c->list);
115                 break;
116         case PM_QOS_UPDATE_REQ:
117                 /*
118                  * To change the list, atomically remove, reinit with new value
119                  * and add, then see if the aggregate has changed.
120                  */
121                 plist_del(node, &c->list);
122                 fallthrough;
123         case PM_QOS_ADD_REQ:
124                 plist_node_init(node, new_value);
125                 plist_add(node, &c->list);
126                 break;
127         default:
128                 /* no action */
129                 ;
130         }
131
132         curr_value = pm_qos_get_value(c);
133         pm_qos_set_value(c, curr_value);
134
135         spin_unlock_irqrestore(&pm_qos_lock, flags);
136
137         trace_pm_qos_update_target(action, prev_value, curr_value);
138
139         if (prev_value == curr_value)
140                 return 0;
141
142         if (c->notifiers)
143                 blocking_notifier_call_chain(c->notifiers, curr_value, NULL);
144
145         return 1;
146 }
147
148 /**
149  * pm_qos_flags_remove_req - Remove device PM QoS flags request.
150  * @pqf: Device PM QoS flags set to remove the request from.
151  * @req: Request to remove from the set.
152  */
153 static void pm_qos_flags_remove_req(struct pm_qos_flags *pqf,
154                                     struct pm_qos_flags_request *req)
155 {
156         s32 val = 0;
157
158         list_del(&req->node);
159         list_for_each_entry(req, &pqf->list, node)
160                 val |= req->flags;
161
162         pqf->effective_flags = val;
163 }
164
165 /**
166  * pm_qos_update_flags - Update a set of PM QoS flags.
167  * @pqf: Set of PM QoS flags to update.
168  * @req: Request to add to the set, to modify, or to remove from the set.
169  * @action: Action to take on the set.
170  * @val: Value of the request to add or modify.
171  *
172  * Return: 1 if the aggregate constraint value has changed, 0 otherwise.
173  */
174 bool pm_qos_update_flags(struct pm_qos_flags *pqf,
175                          struct pm_qos_flags_request *req,
176                          enum pm_qos_req_action action, s32 val)
177 {
178         unsigned long irqflags;
179         s32 prev_value, curr_value;
180
181         spin_lock_irqsave(&pm_qos_lock, irqflags);
182
183         prev_value = list_empty(&pqf->list) ? 0 : pqf->effective_flags;
184
185         switch (action) {
186         case PM_QOS_REMOVE_REQ:
187                 pm_qos_flags_remove_req(pqf, req);
188                 break;
189         case PM_QOS_UPDATE_REQ:
190                 pm_qos_flags_remove_req(pqf, req);
191                 fallthrough;
192         case PM_QOS_ADD_REQ:
193                 req->flags = val;
194                 INIT_LIST_HEAD(&req->node);
195                 list_add_tail(&req->node, &pqf->list);
196                 pqf->effective_flags |= val;
197                 break;
198         default:
199                 /* no action */
200                 ;
201         }
202
203         curr_value = list_empty(&pqf->list) ? 0 : pqf->effective_flags;
204
205         spin_unlock_irqrestore(&pm_qos_lock, irqflags);
206
207         trace_pm_qos_update_flags(action, prev_value, curr_value);
208
209         return prev_value != curr_value;
210 }
211
212 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
213 /* Definitions related to the CPU latency QoS. */
214
215 static struct pm_qos_constraints cpu_latency_constraints = {
216         .list = PLIST_HEAD_INIT(cpu_latency_constraints.list),
217         .target_value = PM_QOS_CPU_LATENCY_DEFAULT_VALUE,
218         .default_value = PM_QOS_CPU_LATENCY_DEFAULT_VALUE,
219         .no_constraint_value = PM_QOS_CPU_LATENCY_DEFAULT_VALUE,
220         .type = PM_QOS_MIN,
221 };
222
223 static inline bool cpu_latency_qos_value_invalid(s32 value)
224 {
225         return value < 0 && value != PM_QOS_DEFAULT_VALUE;
226 }
227
228 /**
229  * cpu_latency_qos_limit - Return current system-wide CPU latency QoS limit.
230  */
231 s32 cpu_latency_qos_limit(void)
232 {
233         return pm_qos_read_value(&cpu_latency_constraints);
234 }
235
236 /**
237  * cpu_latency_qos_request_active - Check the given PM QoS request.
238  * @req: PM QoS request to check.
239  *
240  * Return: 'true' if @req has been added to the CPU latency QoS list, 'false'
241  * otherwise.
242  */
243 bool cpu_latency_qos_request_active(struct pm_qos_request *req)
244 {
245         return req->qos == &cpu_latency_constraints;
246 }
247 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_latency_qos_request_active);
248
249 static void cpu_latency_qos_apply(struct pm_qos_request *req,
250                                   enum pm_qos_req_action action, s32 value)
251 {
252         int ret = pm_qos_update_target(req->qos, &req->node, action, value);
253         if (ret > 0)
254                 wake_up_all_idle_cpus();
255 }
256
257 /**
258  * cpu_latency_qos_add_request - Add new CPU latency QoS request.
259  * @req: Pointer to a preallocated handle.
260  * @value: Requested constraint value.
261  *
262  * Use @value to initialize the request handle pointed to by @req, insert it as
263  * a new entry to the CPU latency QoS list and recompute the effective QoS
264  * constraint for that list.
265  *
266  * Callers need to save the handle for later use in updates and removal of the
267  * QoS request represented by it.
268  */
269 void cpu_latency_qos_add_request(struct pm_qos_request *req, s32 value)
270 {
271         if (!req || cpu_latency_qos_value_invalid(value))
272                 return;
273
274         if (cpu_latency_qos_request_active(req)) {
275                 WARN(1, KERN_ERR "%s called for already added request\n", __func__);
276                 return;
277         }
278
279         trace_pm_qos_add_request(value);
280
281         req->qos = &cpu_latency_constraints;
282         cpu_latency_qos_apply(req, PM_QOS_ADD_REQ, value);
283 }
284 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_latency_qos_add_request);
285
286 /**
287  * cpu_latency_qos_update_request - Modify existing CPU latency QoS request.
288  * @req : QoS request to update.
289  * @new_value: New requested constraint value.
290  *
291  * Use @new_value to update the QoS request represented by @req in the CPU
292  * latency QoS list along with updating the effective constraint value for that
293  * list.
294  */
295 void cpu_latency_qos_update_request(struct pm_qos_request *req, s32 new_value)
296 {
297         if (!req || cpu_latency_qos_value_invalid(new_value))
298                 return;
299
300         if (!cpu_latency_qos_request_active(req)) {
301                 WARN(1, KERN_ERR "%s called for unknown object\n", __func__);
302                 return;
303         }
304
305         trace_pm_qos_update_request(new_value);
306
307         if (new_value == req->node.prio)
308                 return;
309
310         cpu_latency_qos_apply(req, PM_QOS_UPDATE_REQ, new_value);
311 }
312 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_latency_qos_update_request);
313
314 /**
315  * cpu_latency_qos_remove_request - Remove existing CPU latency QoS request.
316  * @req: QoS request to remove.
317  *
318  * Remove the CPU latency QoS request represented by @req from the CPU latency
319  * QoS list along with updating the effective constraint value for that list.
320  */
321 void cpu_latency_qos_remove_request(struct pm_qos_request *req)
322 {
323         if (!req)
324                 return;
325
326         if (!cpu_latency_qos_request_active(req)) {
327                 WARN(1, KERN_ERR "%s called for unknown object\n", __func__);
328                 return;
329         }
330
331         trace_pm_qos_remove_request(PM_QOS_DEFAULT_VALUE);
332
333         cpu_latency_qos_apply(req, PM_QOS_REMOVE_REQ, PM_QOS_DEFAULT_VALUE);
334         memset(req, 0, sizeof(*req));
335 }
336 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_latency_qos_remove_request);
337
338 /* User space interface to the CPU latency QoS via misc device. */
339
340 static int cpu_latency_qos_open(struct inode *inode, struct file *filp)
341 {
342         struct pm_qos_request *req;
343
344         req = kzalloc(sizeof(*req), GFP_KERNEL);
345         if (!req)
346                 return -ENOMEM;
347
348         cpu_latency_qos_add_request(req, PM_QOS_DEFAULT_VALUE);
349         filp->private_data = req;
350
351         return 0;
352 }
353
354 static int cpu_latency_qos_release(struct inode *inode, struct file *filp)
355 {
356         struct pm_qos_request *req = filp->private_data;
357
358         filp->private_data = NULL;
359
360         cpu_latency_qos_remove_request(req);
361         kfree(req);
362
363         return 0;
364 }
365
366 static ssize_t cpu_latency_qos_read(struct file *filp, char __user *buf,
367                                     size_t count, loff_t *f_pos)
368 {
369         struct pm_qos_request *req = filp->private_data;
370         unsigned long flags;
371         s32 value;
372
373         if (!req || !cpu_latency_qos_request_active(req))
374                 return -EINVAL;
375
376         spin_lock_irqsave(&pm_qos_lock, flags);
377         value = pm_qos_get_value(&cpu_latency_constraints);
378         spin_unlock_irqrestore(&pm_qos_lock, flags);
379
380         return simple_read_from_buffer(buf, count, f_pos, &value, sizeof(s32));
381 }
382
383 static ssize_t cpu_latency_qos_write(struct file *filp, const char __user *buf,
384                                      size_t count, loff_t *f_pos)
385 {
386         s32 value;
387
388         if (count == sizeof(s32)) {
389                 if (copy_from_user(&value, buf, sizeof(s32)))
390                         return -EFAULT;
391         } else {
392                 int ret;
393
394                 ret = kstrtos32_from_user(buf, count, 16, &value);
395                 if (ret)
396                         return ret;
397         }
398
399         cpu_latency_qos_update_request(filp->private_data, value);
400
401         return count;
402 }
403
404 static const struct file_operations cpu_latency_qos_fops = {
405         .write = cpu_latency_qos_write,
406         .read = cpu_latency_qos_read,
407         .open = cpu_latency_qos_open,
408         .release = cpu_latency_qos_release,
409         .llseek = noop_llseek,
410 };
411
412 static struct miscdevice cpu_latency_qos_miscdev = {
413         .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,
414         .name = "cpu_dma_latency",
415         .fops = &cpu_latency_qos_fops,
416 };
417
418 static int __init cpu_latency_qos_init(void)
419 {
420         int ret;
421
422         ret = misc_register(&cpu_latency_qos_miscdev);
423         if (ret < 0)
424                 pr_err("%s: %s setup failed\n", __func__,
425                        cpu_latency_qos_miscdev.name);
426
427         return ret;
428 }
429 late_initcall(cpu_latency_qos_init);
430 #endif /* CONFIG_CPU_IDLE */
431
432 /* Definitions related to the frequency QoS below. */
433
434 static inline bool freq_qos_value_invalid(s32 value)
435 {
436         return value < 0 && value != PM_QOS_DEFAULT_VALUE;
437 }
438
439 /**
440  * freq_constraints_init - Initialize frequency QoS constraints.
441  * @qos: Frequency QoS constraints to initialize.
442  */
443 void freq_constraints_init(struct freq_constraints *qos)
444 {
445         struct pm_qos_constraints *c;
446
447         c = &qos->min_freq;
448         plist_head_init(&c->list);
449         c->target_value = FREQ_QOS_MIN_DEFAULT_VALUE;
450         c->default_value = FREQ_QOS_MIN_DEFAULT_VALUE;
451         c->no_constraint_value = FREQ_QOS_MIN_DEFAULT_VALUE;
452         c->type = PM_QOS_MAX;
453         c->notifiers = &qos->min_freq_notifiers;
454         BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(c->notifiers);
455
456         c = &qos->max_freq;
457         plist_head_init(&c->list);
458         c->target_value = FREQ_QOS_MAX_DEFAULT_VALUE;
459         c->default_value = FREQ_QOS_MAX_DEFAULT_VALUE;
460         c->no_constraint_value = FREQ_QOS_MAX_DEFAULT_VALUE;
461         c->type = PM_QOS_MIN;
462         c->notifiers = &qos->max_freq_notifiers;
463         BLOCKING_INIT_NOTIFIER_HEAD(c->notifiers);
464 }
465
466 /**
467  * freq_qos_read_value - Get frequency QoS constraint for a given list.
468  * @qos: Constraints to evaluate.
469  * @type: QoS request type.
470  */
471 s32 freq_qos_read_value(struct freq_constraints *qos,
472                         enum freq_qos_req_type type)
473 {
474         s32 ret;
475
476         switch (type) {
477         case FREQ_QOS_MIN:
478                 ret = IS_ERR_OR_NULL(qos) ?
479                         FREQ_QOS_MIN_DEFAULT_VALUE :
480                         pm_qos_read_value(&qos->min_freq);
481                 break;
482         case FREQ_QOS_MAX:
483                 ret = IS_ERR_OR_NULL(qos) ?
484                         FREQ_QOS_MAX_DEFAULT_VALUE :
485                         pm_qos_read_value(&qos->max_freq);
486                 break;
487         default:
488                 WARN_ON(1);
489                 ret = 0;
490         }
491
492         return ret;
493 }
494
495 /**
496  * freq_qos_apply - Add/modify/remove frequency QoS request.
497  * @req: Constraint request to apply.
498  * @action: Action to perform (add/update/remove).
499  * @value: Value to assign to the QoS request.
500  *
501  * This is only meant to be called from inside pm_qos, not drivers.
502  */
503 int freq_qos_apply(struct freq_qos_request *req,
504                           enum pm_qos_req_action action, s32 value)
505 {
506         int ret;
507
508         switch(req->type) {
509         case FREQ_QOS_MIN:
510                 ret = pm_qos_update_target(&req->qos->min_freq, &req->pnode,
511                                            action, value);
512                 break;
513         case FREQ_QOS_MAX:
514                 ret = pm_qos_update_target(&req->qos->max_freq, &req->pnode,
515                                            action, value);
516                 break;
517         default:
518                 ret = -EINVAL;
519         }
520
521         return ret;
522 }
523
524 /**
525  * freq_qos_add_request - Insert new frequency QoS request into a given list.
526  * @qos: Constraints to update.
527  * @req: Preallocated request object.
528  * @type: Request type.
529  * @value: Request value.
530  *
531  * Insert a new entry into the @qos list of requests, recompute the effective
532  * QoS constraint value for that list and initialize the @req object.  The
533  * caller needs to save that object for later use in updates and removal.
534  *
535  * Return 1 if the effective constraint value has changed, 0 if the effective
536  * constraint value has not changed, or a negative error code on failures.
537  */
538 int freq_qos_add_request(struct freq_constraints *qos,
539                          struct freq_qos_request *req,
540                          enum freq_qos_req_type type, s32 value)
541 {
542         int ret;
543
544         if (IS_ERR_OR_NULL(qos) || !req || freq_qos_value_invalid(value))
545                 return -EINVAL;
546
547         if (WARN(freq_qos_request_active(req),
548                  "%s() called for active request\n", __func__))
549                 return -EINVAL;
550
551         req->qos = qos;
552         req->type = type;
553         ret = freq_qos_apply(req, PM_QOS_ADD_REQ, value);
554         if (ret < 0) {
555                 req->qos = NULL;
556                 req->type = 0;
557         }
558
559         return ret;
560 }
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(freq_qos_add_request);
562
563 /**
564  * freq_qos_update_request - Modify existing frequency QoS request.
565  * @req: Request to modify.
566  * @new_value: New request value.
567  *
568  * Update an existing frequency QoS request along with the effective constraint
569  * value for the list of requests it belongs to.
570  *
571  * Return 1 if the effective constraint value has changed, 0 if the effective
572  * constraint value has not changed, or a negative error code on failures.
573  */
574 int freq_qos_update_request(struct freq_qos_request *req, s32 new_value)
575 {
576         if (!req || freq_qos_value_invalid(new_value))
577                 return -EINVAL;
578
579         if (WARN(!freq_qos_request_active(req),
580                  "%s() called for unknown object\n", __func__))
581                 return -EINVAL;
582
583         if (req->pnode.prio == new_value)
584                 return 0;
585
586         return freq_qos_apply(req, PM_QOS_UPDATE_REQ, new_value);
587 }
588 EXPORT_SYMBOL_GPL(freq_qos_update_request);
589
590 /**
591  * freq_qos_remove_request - Remove frequency QoS request from its list.
592  * @req: Request to remove.
593  *
594  * Remove the given frequency QoS request from the list of constraints it
595  * belongs to and recompute the effective constraint value for that list.
596  *
597  * Return 1 if the effective constraint value has changed, 0 if the effective
598  * constraint value has not changed, or a negative error code on failures.
599  */
600 int freq_qos_remove_request(struct freq_qos_request *req)
601 {
602         int ret;
603
604         if (!req)
605                 return -EINVAL;
606
607         if (WARN(!freq_qos_request_active(req),
608                  "%s() called for unknown object\n", __func__))
609                 return -EINVAL;
610
611         ret = freq_qos_apply(req, PM_QOS_REMOVE_REQ, PM_QOS_DEFAULT_VALUE);
612         req->qos = NULL;
613         req->type = 0;
614
615         return ret;
616 }
617 EXPORT_SYMBOL_GPL(freq_qos_remove_request);
618
619 /**
620  * freq_qos_add_notifier - Add frequency QoS change notifier.
621  * @qos: List of requests to add the notifier to.
622  * @type: Request type.
623  * @notifier: Notifier block to add.
624  */
625 int freq_qos_add_notifier(struct freq_constraints *qos,
626                           enum freq_qos_req_type type,
627                           struct notifier_block *notifier)
628 {
629         int ret;
630
631         if (IS_ERR_OR_NULL(qos) || !notifier)
632                 return -EINVAL;
633
634         switch (type) {
635         case FREQ_QOS_MIN:
636                 ret = blocking_notifier_chain_register(qos->min_freq.notifiers,
637                                                        notifier);
638                 break;
639         case FREQ_QOS_MAX:
640                 ret = blocking_notifier_chain_register(qos->max_freq.notifiers,
641                                                        notifier);
642                 break;
643         default:
644                 WARN_ON(1);
645                 ret = -EINVAL;
646         }
647
648         return ret;
649 }
650 EXPORT_SYMBOL_GPL(freq_qos_add_notifier);
651
652 /**
653  * freq_qos_remove_notifier - Remove frequency QoS change notifier.
654  * @qos: List of requests to remove the notifier from.
655  * @type: Request type.
656  * @notifier: Notifier block to remove.
657  */
658 int freq_qos_remove_notifier(struct freq_constraints *qos,
659                              enum freq_qos_req_type type,
660                              struct notifier_block *notifier)
661 {
662         int ret;
663
664         if (IS_ERR_OR_NULL(qos) || !notifier)
665                 return -EINVAL;
666
667         switch (type) {
668         case FREQ_QOS_MIN:
669                 ret = blocking_notifier_chain_unregister(qos->min_freq.notifiers,
670                                                          notifier);
671                 break;
672         case FREQ_QOS_MAX:
673                 ret = blocking_notifier_chain_unregister(qos->max_freq.notifiers,
674                                                          notifier);
675                 break;
676         default:
677                 WARN_ON(1);
678                 ret = -EINVAL;
679         }
680
681         return ret;
682 }
683 EXPORT_SYMBOL_GPL(freq_qos_remove_notifier);