arch/powerpc/platforms/cell/cbe_cpufreq.c

   1 /*
   2  * cpufreq driver for the cell processor
   3  *
   4  * (C) Copyright IBM Deutschland Entwicklung GmbH 2005
   5  *
   6  * Author: Christian Krafft <krafft@de.ibm.com>
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  11  * any later version.
  12  *
  13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  * along with this program; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21  */
  22
  23 #include <linux/cpufreq.h>
  24 #include <linux/timer.h>
  25
  26 #include <asm/hw_irq.h>
  27 #include <asm/io.h>
  28 #include <asm/machdep.h>
  29 #include <asm/processor.h>
  30 #include <asm/prom.h>
  31 #include <asm/time.h>
  32 #include <asm/pmi.h>
  33 #include <asm/of_platform.h>
  34
  35 #include "cbe_regs.h"
  36
  37 static DEFINE_MUTEX(cbe_switch_mutex);
  38
  39
  40 /* the CBE supports an 8 step frequency scaling */
  41 static struct cpufreq_frequency_table cbe_freqs[] = {
  42         {1,     0},
  43         {2,     0},
  44         {3,     0},
  45         {4,     0},
  46         {5,     0},
  47         {6,     0},
  48         {8,     0},
  49         {10,    0},
  50         {0,     CPUFREQ_TABLE_END},
  51 };
  52
  53 /* to write to MIC register */
  54 static u64 MIC_Slow_Fast_Timer_table[] = {
  55         [0 ... 7] = 0x007fc00000000000ull,
  56 };
  57
  58 /* more values for the MIC */
  59 static u64 MIC_Slow_Next_Timer_table[] = {
  60         0x0000240000000000ull,
  61         0x0000268000000000ull,
  62         0x000029C000000000ull,
  63         0x00002D0000000000ull,
  64         0x0000300000000000ull,
  65         0x0000334000000000ull,
  66         0x000039C000000000ull,
  67         0x00003FC000000000ull,
  68 };
  69
  70 static unsigned int pmi_frequency_limit = 0;
  71 /*
  72  * hardware specific functions
  73  */
  74
  75 static struct of_device *pmi_dev;
  76
  77 static int set_pmode_pmi(int cpu, unsigned int pmode)
  78 {
  79         int ret;
  80         pmi_message_t pmi_msg;
  81 #ifdef DEBUG
  82         u64 time;
  83 #endif
  84
  85         pmi_msg.type = PMI_TYPE_FREQ_CHANGE;
  86         pmi_msg.data1 = cbe_cpu_to_node(cpu);
  87         pmi_msg.data2 = pmode;
  88
  89 #ifdef DEBUG
  90         time = (u64) get_cycles();
  91 #endif
  92
  93         pmi_send_message(pmi_dev, pmi_msg);
  94         ret = pmi_msg.data2;
  95
  96         pr_debug("PMI returned slow mode %d\n", ret);
  97
  98 #ifdef DEBUG
  99         time = (u64) get_cycles() - time; /* actual cycles (not cpu cycles!) */
 100         time = 1000000000 * time / CLOCK_TICK_RATE; /* time in ns (10^-9) */
 101         pr_debug("had to wait %lu ns for a transition\n", time);
 102 #endif
 103         return ret;
 104 }
 105
 106
 107 static int get_pmode(int cpu)
 108 {
 109         int ret;
 110         struct cbe_pmd_regs __iomem *pmd_regs;
 111
 112         pmd_regs = cbe_get_cpu_pmd_regs(cpu);
 113         ret = in_be64(&pmd_regs->pmsr) & 0x07;
 114
 115         return ret;
 116 }
 117
 118 static int set_pmode_reg(int cpu, unsigned int pmode)
 119 {
 120         struct cbe_pmd_regs __iomem *pmd_regs;
 121         struct cbe_mic_tm_regs __iomem *mic_tm_regs;
 122         u64 flags;
 123         u64 value;
 124
 125         local_irq_save(flags);
 126
 127         mic_tm_regs = cbe_get_cpu_mic_tm_regs(cpu);
 128         pmd_regs = cbe_get_cpu_pmd_regs(cpu);
 129
 130         pr_debug("pm register is mapped at %p\n", &pmd_regs->pmcr);
 131         pr_debug("mic register is mapped at %p\n", &mic_tm_regs->slow_fast_timer_0);
 132
 133         out_be64(&mic_tm_regs->slow_fast_timer_0, MIC_Slow_Fast_Timer_table[pmode]);
 134         out_be64(&mic_tm_regs->slow_fast_timer_1, MIC_Slow_Fast_Timer_table[pmode]);
 135
 136         out_be64(&mic_tm_regs->slow_next_timer_0, MIC_Slow_Next_Timer_table[pmode]);
 137         out_be64(&mic_tm_regs->slow_next_timer_1, MIC_Slow_Next_Timer_table[pmode]);
 138
 139         value = in_be64(&pmd_regs->pmcr);
 140         /* set bits to zero */
 141         value &= 0xFFFFFFFFFFFFFFF8ull;
 142         /* set bits to next pmode */
 143         value |= pmode;
 144
 145         out_be64(&pmd_regs->pmcr, value);
 146
 147         /* wait until new pmode appears in status register */
 148         value = in_be64(&pmd_regs->pmsr) & 0x07;
 149         while(value != pmode) {
 150                 cpu_relax();
 151                 value = in_be64(&pmd_regs->pmsr) & 0x07;
 152         }
 153
 154         local_irq_restore(flags);
 155
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 static int set_pmode(int cpu, unsigned int slow_mode) {
 160         if (pmi_dev)
 161                 return set_pmode_pmi(cpu, slow_mode);
 162         else
 163                 return set_pmode_reg(cpu, slow_mode);
 164 }
 165
 166 static void cbe_cpufreq_handle_pmi(struct of_device *dev, pmi_message_t pmi_msg)
 167 {
 168         u8 cpu;
 169         u8 cbe_pmode_new;
 170
 171         BUG_ON(pmi_msg.type != PMI_TYPE_FREQ_CHANGE);
 172
 173         cpu = cbe_node_to_cpu(pmi_msg.data1);
 174         cbe_pmode_new = pmi_msg.data2;
 175
 176         pmi_frequency_limit = cbe_freqs[cbe_pmode_new].frequency;
 177
 178         pr_debug("cbe_handle_pmi: max freq=%d\n", pmi_frequency_limit);
 179 }
 180
 181 static int pmi_notifier(struct notifier_block *nb,
 182                                        unsigned long event, void *data)
 183 {
 184         struct cpufreq_policy *policy = data;
 185
 186         if (event != CPUFREQ_INCOMPATIBLE)
 187                 return 0;
 188
 189         cpufreq_verify_within_limits(policy, 0, pmi_frequency_limit);
 190         return 0;
 191 }
 192
 193 static struct notifier_block pmi_notifier_block = {
 194         .notifier_call = pmi_notifier,
 195 };
 196
 197 static struct pmi_handler cbe_pmi_handler = {
 198         .type                   = PMI_TYPE_FREQ_CHANGE,
 199         .handle_pmi_message     = cbe_cpufreq_handle_pmi,
 200 };
 201
 202
 203 /*
 204  * cpufreq functions
 205  */
 206
 207 static int cbe_cpufreq_cpu_init(struct cpufreq_policy *policy)
 208 {
 209         const u32 *max_freqp;
 210         u32 max_freq;
 211         int i, cur_pmode;
 212         struct device_node *cpu;
 213
 214         cpu = of_get_cpu_node(policy->cpu, NULL);
 215
 216         if (!cpu)
 217                 return -ENODEV;
 218
 219         pr_debug("init cpufreq on CPU %d\n", policy->cpu);
 220
 221         max_freqp = of_get_property(cpu, "clock-frequency", NULL);
 222
 223         if (!max_freqp)
 224                 return -EINVAL;
 225
 226         /* we need the freq in kHz */
 227         max_freq = *max_freqp / 1000;
 228
 229         pr_debug("max clock-frequency is at %u kHz\n", max_freq);
 230         pr_debug("initializing frequency table\n");
 231
 232         /* initialize frequency table */
 233         for (i=0; cbe_freqs[i].frequency!=CPUFREQ_TABLE_END; i++) {
 234                 cbe_freqs[i].frequency = max_freq / cbe_freqs[i].index;
 235                 pr_debug("%d: %d\n", i, cbe_freqs[i].frequency);
 236         }
 237
 238         policy->governor = CPUFREQ_DEFAULT_GOVERNOR;
 239         /* if DEBUG is enabled set_pmode() measures the correct latency of a transition */
 240         policy->cpuinfo.transition_latency = 25000;
 241
 242         cur_pmode = get_pmode(policy->cpu);
 243         pr_debug("current pmode is at %d\n",cur_pmode);
 244
 245         policy->cur = cbe_freqs[cur_pmode].frequency;
 246
 247 #ifdef CONFIG_SMP
 248         policy->cpus = cpu_sibling_map[policy->cpu];
 249 #endif
 250
 251         cpufreq_frequency_table_get_attr(cbe_freqs, policy->cpu);
 252
 253         if (pmi_dev) {
 254                 /* frequency might get limited later, initialize limit with max_freq */
 255                 pmi_frequency_limit = max_freq;
 256                 cpufreq_register_notifier(&pmi_notifier_block, CPUFREQ_POLICY_NOTIFIER);
 257         }
 258
 259         /* this ensures that policy->cpuinfo_min and policy->cpuinfo_max are set correctly */
 260         return cpufreq_frequency_table_cpuinfo(policy, cbe_freqs);
 261 }
 262
 263 static int cbe_cpufreq_cpu_exit(struct cpufreq_policy *policy)
 264 {
 265         if (pmi_dev)
 266                 cpufreq_unregister_notifier(&pmi_notifier_block, CPUFREQ_POLICY_NOTIFIER);
 267
 268         cpufreq_frequency_table_put_attr(policy->cpu);
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 static int cbe_cpufreq_verify(struct cpufreq_policy *policy)
 273 {
 274         return cpufreq_frequency_table_verify(policy, cbe_freqs);
 275 }
 276
 277
 278 static int cbe_cpufreq_target(struct cpufreq_policy *policy, unsigned int target_freq,
 279                             unsigned int relation)
 280 {
 281         int rc;
 282         struct cpufreq_freqs freqs;
 283         int cbe_pmode_new;
 284
 285         cpufreq_frequency_table_target(policy,
 286                                        cbe_freqs,
 287                                        target_freq,
 288                                        relation,
 289                                        &cbe_pmode_new);
 290
 291         freqs.old = policy->cur;
 292         freqs.new = cbe_freqs[cbe_pmode_new].frequency;
 293         freqs.cpu = policy->cpu;
 294
 295         mutex_lock(&cbe_switch_mutex);
 296         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_PRECHANGE);
 297
 298         pr_debug("setting frequency for cpu %d to %d kHz, 1/%d of max frequency\n",
 299                  policy->cpu,
 300                  cbe_freqs[cbe_pmode_new].frequency,
 301                  cbe_freqs[cbe_pmode_new].index);
 302
 303         rc = set_pmode(policy->cpu, cbe_pmode_new);
 304         cpufreq_notify_transition(&freqs, CPUFREQ_POSTCHANGE);
 305         mutex_unlock(&cbe_switch_mutex);
 306
 307         return rc;
 308 }
 309
 310 static struct cpufreq_driver cbe_cpufreq_driver = {
 311         .verify         = cbe_cpufreq_verify,
 312         .target         = cbe_cpufreq_target,
 313         .init           = cbe_cpufreq_cpu_init,
 314         .exit           = cbe_cpufreq_cpu_exit,
 315         .name           = "cbe-cpufreq",
 316         .owner          = THIS_MODULE,
 317         .flags          = CPUFREQ_CONST_LOOPS,
 318 };
 319
 320 /*
 321  * module init and destoy
 322  */
 323
 324 static int __init cbe_cpufreq_init(void)
 325 {
 326         struct device_node *np;
 327
 328         if (!machine_is(cell))
 329                 return -ENODEV;
 330
 331         np = of_find_node_by_type(NULL, "ibm,pmi");
 332
 333         pmi_dev = of_find_device_by_node(np);
 334
 335         if (pmi_dev)
 336                 pmi_register_handler(pmi_dev, &cbe_pmi_handler);
 337
 338         return cpufreq_register_driver(&cbe_cpufreq_driver);
 339 }
 340
 341 static void __exit cbe_cpufreq_exit(void)
 342 {
 343         if (pmi_dev)
 344                 pmi_unregister_handler(pmi_dev, &cbe_pmi_handler);
 345
 346         cpufreq_unregister_driver(&cbe_cpufreq_driver);
 347 }
 348
 349 module_init(cbe_cpufreq_init);
 350 module_exit(cbe_cpufreq_exit);
 351
 352 MODULE_LICENSE("GPL");
 353 MODULE_AUTHOR("Christian Krafft <krafft@de.ibm.com>");