hwmon: (pmbus) Add IEEE 754 half precision support to PMBus core
authorGuenter Roeck <linux@roeck-us.net>
Wed, 13 Mar 2019 21:36:28 +0000 (14:36 -0700)
committerGuenter Roeck <linux@roeck-us.net>
Wed, 13 Jul 2022 15:38:19 +0000 (08:38 -0700)
Add support for the IEEE 754 half precision data format as specified
in PMBus v1.3.1.

Signed-off-by: Guenter Roeck <linux@roeck-us.net>
drivers/hwmon/pmbus/pmbus.h
drivers/hwmon/pmbus/pmbus_core.c

index c031a9700ace9bdbb53ac8648700dc53da498582..c708b60c1b4841210dbdc0f65c2b8bcf8a2a31b1 100644 (file)
@@ -406,7 +406,7 @@ enum pmbus_sensor_classes {
 #define PMBUS_PHASE_VIRTUAL    BIT(30) /* Phases on this page are virtual */
 #define PMBUS_PAGE_VIRTUAL     BIT(31) /* Page is virtual */
 
-enum pmbus_data_format { linear = 0, direct, vid };
+enum pmbus_data_format { linear = 0, ieee754, direct, vid };
 enum vrm_version { vr11 = 0, vr12, vr13, imvp9, amd625mv };
 
 struct pmbus_driver_info {
index e670b868e74b7c01fb3d878420c344920cb02c40..bb21f1e79289d4b67df5e6bccbd02602536d86d9 100644 (file)
@@ -611,6 +611,66 @@ static void pmbus_update_sensor_data(struct i2c_client *client, struct pmbus_sen
                                                     sensor->phase, sensor->reg);
 }
 
+/*
+ * Convert ieee754 sensor values to milli- or micro-units
+ * depending on sensor type.
+ *
+ * ieee754 data format:
+ *     bit 15:         sign
+ *     bit 10..14:     exponent
+ *     bit 0..9:       mantissa
+ * exponent=0:
+ *     v=(−1)^signbit * 2^(−14) * 0.significantbits
+ * exponent=1..30:
+ *     v=(−1)^signbit * 2^(exponent - 15) * 1.significantbits
+ * exponent=31:
+ *     v=NaN
+ *
+ * Add the number mantissa bits into the calculations for simplicity.
+ * To do that, add '10' to the exponent. By doing that, we can just add
+ * 0x400 to normal values and get the expected result.
+ */
+static long pmbus_reg2data_ieee754(struct pmbus_data *data,
+                                  struct pmbus_sensor *sensor)
+{
+       int exponent;
+       bool sign;
+       long val;
+
+       /* only support half precision for now */
+       sign = sensor->data & 0x8000;
+       exponent = (sensor->data >> 10) & 0x1f;
+       val = sensor->data & 0x3ff;
+
+       if (exponent == 0) {                    /* subnormal */
+               exponent = -(14 + 10);
+       } else if (exponent ==  0x1f) {         /* NaN, convert to min/max */
+               exponent = 0;
+               val = 65504;
+       } else {
+               exponent -= (15 + 10);          /* normal */
+               val |= 0x400;
+       }
+
+       /* scale result to milli-units for all sensors except fans */
+       if (sensor->class != PSC_FAN)
+               val = val * 1000L;
+
+       /* scale result to micro-units for power sensors */
+       if (sensor->class == PSC_POWER)
+               val = val * 1000L;
+
+       if (exponent >= 0)
+               val <<= exponent;
+       else
+               val >>= -exponent;
+
+       if (sign)
+               val = -val;
+
+       return val;
+}
+
 /*
  * Convert linear sensor values to milli- or micro-units
  * depending on sensor type.
@@ -741,6 +801,9 @@ static s64 pmbus_reg2data(struct pmbus_data *data, struct pmbus_sensor *sensor)
        case vid:
                val = pmbus_reg2data_vid(data, sensor);
                break;
+       case ieee754:
+               val = pmbus_reg2data_ieee754(data, sensor);
+               break;
        case linear:
        default:
                val = pmbus_reg2data_linear(data, sensor);
@@ -749,8 +812,72 @@ static s64 pmbus_reg2data(struct pmbus_data *data, struct pmbus_sensor *sensor)
        return val;
 }
 
-#define MAX_MANTISSA   (1023 * 1000)
-#define MIN_MANTISSA   (511 * 1000)
+#define MAX_IEEE_MANTISSA      (0x7ff * 1000)
+#define MIN_IEEE_MANTISSA      (0x400 * 1000)
+
+static u16 pmbus_data2reg_ieee754(struct pmbus_data *data,
+                                 struct pmbus_sensor *sensor, long val)
+{
+       u16 exponent = (15 + 10);
+       long mantissa;
+       u16 sign = 0;
+
+       /* simple case */
+       if (val == 0)
+               return 0;
+
+       if (val < 0) {
+               sign = 0x8000;
+               val = -val;
+       }
+
+       /* Power is in uW. Convert to mW before converting. */
+       if (sensor->class == PSC_POWER)
+               val = DIV_ROUND_CLOSEST(val, 1000L);
+
+       /*
+        * For simplicity, convert fan data to milli-units
+        * before calculating the exponent.
+        */
+       if (sensor->class == PSC_FAN)
+               val = val * 1000;
+
+       /* Reduce large mantissa until it fits into 10 bit */
+       while (val > MAX_IEEE_MANTISSA && exponent < 30) {
+               exponent++;
+               val >>= 1;
+       }
+       /*
+        * Increase small mantissa to generate valid 'normal'
+        * number
+        */
+       while (val < MIN_IEEE_MANTISSA && exponent > 1) {
+               exponent--;
+               val <<= 1;
+       }
+
+       /* Convert mantissa from milli-units to units */
+       mantissa = DIV_ROUND_CLOSEST(val, 1000);
+
+       /*
+        * Ensure that the resulting number is within range.
+        * Valid range is 0x400..0x7ff, where bit 10 reflects
+        * the implied high bit in normalized ieee754 numbers.
+        * Set the range to 0x400..0x7ff to reflect this.
+        * The upper bit is then removed by the mask against
+        * 0x3ff in the final assignment.
+        */
+       if (mantissa > 0x7ff)
+               mantissa = 0x7ff;
+       else if (mantissa < 0x400)
+               mantissa = 0x400;
+
+       /* Convert to sign, 5 bit exponent, 10 bit mantissa */
+       return sign | (mantissa & 0x3ff) | ((exponent << 10) & 0x7c00);
+}
+
+#define MAX_LIN_MANTISSA       (1023 * 1000)
+#define MIN_LIN_MANTISSA       (511 * 1000)
 
 static u16 pmbus_data2reg_linear(struct pmbus_data *data,
                                 struct pmbus_sensor *sensor, s64 val)
@@ -796,12 +923,12 @@ static u16 pmbus_data2reg_linear(struct pmbus_data *data,
                val = val * 1000LL;
 
        /* Reduce large mantissa until it fits into 10 bit */
-       while (val >= MAX_MANTISSA && exponent < 15) {
+       while (val >= MAX_LIN_MANTISSA && exponent < 15) {
                exponent++;
                val >>= 1;
        }
        /* Increase small mantissa to improve precision */
-       while (val < MIN_MANTISSA && exponent > -15) {
+       while (val < MIN_LIN_MANTISSA && exponent > -15) {
                exponent--;
                val <<= 1;
        }
@@ -875,6 +1002,9 @@ static u16 pmbus_data2reg(struct pmbus_data *data,
        case vid:
                regval = pmbus_data2reg_vid(data, sensor, val);
                break;
+       case ieee754:
+               regval = pmbus_data2reg_ieee754(data, sensor, val);
+               break;
        case linear:
        default:
                regval = pmbus_data2reg_linear(data, sensor, val);
@@ -2369,6 +2499,10 @@ static int pmbus_identify_common(struct i2c_client *client,
                        if (data->info->format[PSC_VOLTAGE_OUT] != direct)
                                return -ENODEV;
                        break;
+               case 3: /* ieee 754 half precision */
+                       if (data->info->format[PSC_VOLTAGE_OUT] != ieee754)
+                               return -ENODEV;
+                       break;
                default:
                        return -ENODEV;
                }