Quelle  delay.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Precise Delay Loops for i386
 *
 * Copyright (C) 1993 Linus Torvalds
 * Copyright (C) 1997 Martin Mares <mj@atrey.karlin.mff.cuni.cz>
 * Copyright (C) 2008 Jiri Hladky <hladky _dot_ jiri _at_ gmail _dot_ com>
 *
 * The __delay function must _NOT_ be inlined as its execution time
 * depends wildly on alignment on many x86 processors. The additional
 * jump magic is needed to get the timing stable on all the CPU's
 * we have to worry about.
 */

#include <linux/export.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/timex.h>
#include <linux/preempt.h>
#include <linux/delay.h>

#include <asm/processor.h>
#include <asm/delay.h>
#include <asm/timer.h>
#include <asm/mwait.h>

#ifdef CONFIG_SMP
# include <asm/smp.h>
#endif

static void delay_loop(u64 __loops);

/*
 * Calibration and selection of the delay mechanism happens only once
 * during boot.
 */
static void (*delay_fn)(u64) __ro_after_init = delay_loop;
static void (*delay_halt_fn)(u64 start, u64 cycles) __ro_after_init;

/* simple loop based delay: */
static void delay_loop(u64 __loops)
{
 unsigned long loops = (unsigned long)__loops;

 asm volatile(
  " test %0,%0 \n"
  " jz 3f \n"
  " jmp 1f \n"

  ".align 16 \n"
  "1: jmp 2f \n"

  ".align 16 \n"
  "2: dec %0 \n"
  " jnz 2b \n"
  "3: dec %0 \n"

  : "+a" (loops)
  :
 );
}

/* TSC based delay: */
static void delay_tsc(u64 cycles)
{
 u64 bclock, now;
 int cpu;

 preempt_disable();
 cpu = smp_processor_id();
 bclock = rdtsc_ordered();
 for (;;) {
  now = rdtsc_ordered();
  if ((now - bclock) >= cycles)
   break;

  /* Allow RT tasks to run */
  preempt_enable();
  native_pause();
  preempt_disable();

  /*
 * It is possible that we moved to another CPU, and
 * since TSC's are per-cpu we need to calculate
 * that. The delay must guarantee that we wait "at
 * least" the amount of time. Being moved to another
 * CPU could make the wait longer but we just need to
 * make sure we waited long enough. Rebalance the
 * counter for this CPU.
 */
  if (unlikely(cpu != smp_processor_id())) {
   cycles -= (now - bclock);
   cpu = smp_processor_id();
   bclock = rdtsc_ordered();
  }
 }
 preempt_enable();
}

/*
 * On Intel the TPAUSE instruction waits until any of:
 * 1) the TSC counter exceeds the value provided in EDX:EAX
 * 2) global timeout in IA32_UMWAIT_CONTROL is exceeded
 * 3) an external interrupt occurs
 */
static void delay_halt_tpause(u64 start, u64 cycles)
{
 u64 until = start + cycles;
 u32 eax, edx;

 eax = lower_32_bits(until);
 edx = upper_32_bits(until);

 /*
 * Hard code the deeper (C0.2) sleep state because exit latency is
 * small compared to the "microseconds" that usleep() will delay.
 */
 __tpause(TPAUSE_C02_STATE, edx, eax);
}

/*
 * On some AMD platforms, MWAITX has a configurable 32-bit timer, that
 * counts with TSC frequency. The input value is the number of TSC cycles
 * to wait. MWAITX will also exit when the timer expires.
 */
static void delay_halt_mwaitx(u64 unused, u64 cycles)
{
 u64 delay;

 delay = min_t(u64, MWAITX_MAX_WAIT_CYCLES, cycles);
 /*
 * Use cpu_tss_rw as a cacheline-aligned, seldom accessed per-cpu
 * variable as the monitor target.
 */
 __monitorx(raw_cpu_ptr(&cpu_tss_rw), 0, 0);

 /*
 * AMD, like Intel, supports the EAX hint and EAX=0xf means, do not
 * enter any deep C-state and we use it here in delay() to minimize
 * wakeup latency.
 */
 __mwaitx(MWAITX_DISABLE_CSTATES, delay, MWAITX_ECX_TIMER_ENABLE);
}

/*
 * Call a vendor specific function to delay for a given amount of time. Because
 * these functions may return earlier than requested, check for actual elapsed
 * time and call again until done.
 */
static void delay_halt(u64 __cycles)
{
 u64 start, end, cycles = __cycles;

 /*
 * Timer value of 0 causes MWAITX to wait indefinitely, unless there
 * is a store on the memory monitored by MONITORX.
 */
 if (!cycles)
  return;

 start = rdtsc_ordered();

 for (;;) {
  delay_halt_fn(start, cycles);
  end = rdtsc_ordered();

  if (cycles <= end - start)
   break;

  cycles -= end - start;
  start = end;
 }
}

void __init use_tsc_delay(void)
{
 if (delay_fn == delay_loop)
  delay_fn = delay_tsc;
}

void __init use_tpause_delay(void)
{
 delay_halt_fn = delay_halt_tpause;
 delay_fn = delay_halt;
}

void use_mwaitx_delay(void)
{
 delay_halt_fn = delay_halt_mwaitx;
 delay_fn = delay_halt;
}

int read_current_timer(unsigned long *timer_val)
{
 if (delay_fn == delay_tsc) {
  *timer_val = rdtsc();
  return 0;
 }
 return -1;
}

void __delay(unsigned long loops)
{
 delay_fn(loops);
}
EXPORT_SYMBOL(__delay);

noinline void __const_udelay(unsigned long xloops)
{
 unsigned long lpj = this_cpu_read(cpu_info.loops_per_jiffy) ? : loops_per_jiffy;
 int d0;

 xloops *= 4;
 asm("mull %%edx"
  :"=d" (xloops), "=&a" (d0)
  :"1" (xloops), "0" (lpj * (HZ / 4)));

 __delay(++xloops);
}
EXPORT_SYMBOL(__const_udelay);

void __udelay(unsigned long usecs)
{
 __const_udelay(usecs * 0x000010c7); /* 2**32 / 1000000 (rounded up) */
}
EXPORT_SYMBOL(__udelay);

void __ndelay(unsigned long nsecs)
{
 __const_udelay(nsecs * 0x00005); /* 2**32 / 1000000000 (rounded up) */
}
EXPORT_SYMBOL(__ndelay);