Quelle  sync-r4k.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Count register synchronisation.
 *
 * Derived from arch/x86/kernel/tsc_sync.c
 * Copyright (C) 2006, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
 */

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/irqflags.h>
#include <linux/cpumask.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/nmi.h>
#include <linux/smp.h>
#include <linux/spinlock.h>

#include <asm/r4k-timer.h>
#include <asm/mipsregs.h>
#include <asm/time.h>

#define COUNTON  100
#define NR_LOOPS 3
#define LOOP_TIMEOUT 20

/*
 * Entry/exit counters that make sure that both CPUs
 * run the measurement code at once:
 */
static atomic_t start_count;
static atomic_t stop_count;
static atomic_t test_runs;

/*
 * We use a raw spinlock in this exceptional case, because
 * we want to have the fastest, inlined, non-debug version
 * of a critical section, to be able to prove counter time-warps:
 */
static arch_spinlock_t sync_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED;

static uint32_t last_counter;
static uint32_t max_warp;
static int nr_warps;
static int random_warps;

/*
 * Counter warp measurement loop running on both CPUs.
 */
static uint32_t check_counter_warp(void)
{
 uint32_t start, now, prev, end, cur_max_warp = 0;
 int i, cur_warps = 0;

 start = read_c0_count();
 end = start + (uint32_t) mips_hpt_frequency / 1000 * LOOP_TIMEOUT;

 for (i = 0; ; i++) {
  /*
 * We take the global lock, measure counter, save the
 * previous counter that was measured (possibly on
 * another CPU) and update the previous counter timestamp.
 */
  arch_spin_lock(&sync_lock);
  prev = last_counter;
  now = read_c0_count();
  last_counter = now;
  arch_spin_unlock(&sync_lock);

  /*
 * Be nice every now and then (and also check whether
 * measurement is done [we also insert a 10 million
 * loops safety exit, so we dont lock up in case the
 * counter is totally broken]):
 */
  if (unlikely(!(i & 7))) {
   if (now > end || i > 10000000)
    break;
   cpu_relax();
   touch_nmi_watchdog();
  }
  /*
 * Outside the critical section we can now see whether
 * we saw a time-warp of the counter going backwards:
 */
  if (unlikely(prev > now)) {
   arch_spin_lock(&sync_lock);
   max_warp = max(max_warp, prev - now);
   cur_max_warp = max_warp;
   /*
 * Check whether this bounces back and forth. Only
 * one CPU should observe time going backwards.
 */
   if (cur_warps != nr_warps)
    random_warps++;
   nr_warps++;
   cur_warps = nr_warps;
   arch_spin_unlock(&sync_lock);
  }
 }
 WARN(!(now-start),
  "Warning: zero counter calibration delta: %d [max: %d]\n",
   now-start, end-start);
 return cur_max_warp;
}

/*
 * The freshly booted CPU initiates this via an async SMP function call.
 */
static void check_counter_sync_source(void *__cpu)
{
 unsigned int cpu = (unsigned long)__cpu;
 int cpus = 2;

 atomic_set(&test_runs, NR_LOOPS);
retry:
 /* Wait for the target to start. */
 while (atomic_read(&start_count) != cpus - 1)
  cpu_relax();

 /*
 * Trigger the target to continue into the measurement too:
 */
 atomic_inc(&start_count);

 check_counter_warp();

 while (atomic_read(&stop_count) != cpus-1)
  cpu_relax();

 /*
 * If the test was successful set the number of runs to zero and
 * stop. If not, decrement the number of runs an check if we can
 * retry. In case of random warps no retry is attempted.
 */
 if (!nr_warps) {
  atomic_set(&test_runs, 0);

  pr_info("Counter synchronization [CPU#%d -> CPU#%u]: passed\n",
   smp_processor_id(), cpu);
 } else if (atomic_dec_and_test(&test_runs) || random_warps) {
  /* Force it to 0 if random warps brought us here */
  atomic_set(&test_runs, 0);

  pr_info("Counter synchronization [CPU#%d -> CPU#%u]:\n",
   smp_processor_id(), cpu);
  pr_info("Measured %d cycles counter warp between CPUs", max_warp);
  if (random_warps)
   pr_warn("Counter warped randomly between CPUs\n");
 }

 /*
 * Reset it - just in case we boot another CPU later:
 */
 atomic_set(&start_count, 0);
 random_warps = 0;
 nr_warps = 0;
 max_warp = 0;
 last_counter = 0;

 /*
 * Let the target continue with the bootup:
 */
 atomic_inc(&stop_count);

 /*
 * Retry, if there is a chance to do so.
 */
 if (atomic_read(&test_runs) > 0)
  goto retry;
}

/*
 * Freshly booted CPUs call into this:
 */
void synchronise_count_slave(int cpu)
{
 uint32_t cur_max_warp, gbl_max_warp, count;
 int cpus = 2;

 if (!cpu_has_counter || !mips_hpt_frequency)
  return;

 /* Kick the control CPU into the counter synchronization function */
 smp_call_function_single(cpumask_first(cpu_online_mask),
     check_counter_sync_source,
     (unsigned long *)(unsigned long)cpu, 0);
retry:
 /*
 * Register this CPU's participation and wait for the
 * source CPU to start the measurement:
 */
 atomic_inc(&start_count);
 while (atomic_read(&start_count) != cpus)
  cpu_relax();

 cur_max_warp = check_counter_warp();

 /*
 * Store the maximum observed warp value for a potential retry:
 */
 gbl_max_warp = max_warp;

 /*
 * Ok, we are done:
 */
 atomic_inc(&stop_count);

 /*
 * Wait for the source CPU to print stuff:
 */
 while (atomic_read(&stop_count) != cpus)
  cpu_relax();

 /*
 * Reset it for the next sync test:
 */
 atomic_set(&stop_count, 0);

 /*
 * Check the number of remaining test runs. If not zero, the test
 * failed and a retry with adjusted counter is possible. If zero the
 * test was either successful or failed terminally.
 */
 if (!atomic_read(&test_runs)) {
  /* Arrange for an interrupt in a short while */
  write_c0_compare(read_c0_count() + COUNTON);
  return;
 }

 /*
 * If the warp value of this CPU is 0, then the other CPU
 * observed time going backwards so this counter was ahead and
 * needs to move backwards.
 */
 if (!cur_max_warp)
  cur_max_warp = -gbl_max_warp;

 count = read_c0_count();
 count += cur_max_warp;
 write_c0_count(count);

 pr_debug("Counter compensate: CPU%u observed %d warp\n", cpu, cur_max_warp);

 goto retry;

}