xref: /titanic_52/usr/src/lib/commpage/common/cp_main.c (revision 263f549e5da8b32c4922f586afb365b8ae388a6c)
1*263f549eSPatrick Mooney /*
2*263f549eSPatrick Mooney  * This file and its contents are supplied under the terms of the
3*263f549eSPatrick Mooney  * Common Development and Distribution License ("CDDL"), version 1.0.
4*263f549eSPatrick Mooney  * You may only use this file in accordance with the terms of version
5*263f549eSPatrick Mooney  * 1.0 of the CDDL.
6*263f549eSPatrick Mooney  *
7*263f549eSPatrick Mooney  * A full copy of the text of the CDDL should have accompanied this
8*263f549eSPatrick Mooney  * source.  A copy of the CDDL is also available via the Internet at
9*263f549eSPatrick Mooney  * http://www.illumos.org/license/CDDL.
10*263f549eSPatrick Mooney  */
11*263f549eSPatrick Mooney 
12*263f549eSPatrick Mooney /*
13*263f549eSPatrick Mooney  * Copyright 2016 Joyent, Inc.
14*263f549eSPatrick Mooney  */
15*263f549eSPatrick Mooney 
16*263f549eSPatrick Mooney #include <sys/comm_page.h>
17*263f549eSPatrick Mooney #include <sys/tsc.h>
18*263f549eSPatrick Mooney 
19*263f549eSPatrick Mooney 
20*263f549eSPatrick Mooney /*
21*263f549eSPatrick Mooney  * Interrogate if querying the clock via the comm page is possible.
22*263f549eSPatrick Mooney  */
23*263f549eSPatrick Mooney int
24*263f549eSPatrick Mooney __cp_can_gettime(comm_page_t *cp)
25*263f549eSPatrick Mooney {
26*263f549eSPatrick Mooney 	switch (cp->cp_tsc_type) {
27*263f549eSPatrick Mooney 	case TSC_TSCP:
28*263f549eSPatrick Mooney 	case TSC_RDTSC_MFENCE:
29*263f549eSPatrick Mooney 	case TSC_RDTSC_LFENCE:
30*263f549eSPatrick Mooney 	case TSC_RDTSC_CPUID:
31*263f549eSPatrick Mooney 		return (1);
32*263f549eSPatrick Mooney 	default:
33*263f549eSPatrick Mooney 		break;
34*263f549eSPatrick Mooney 	}
35*263f549eSPatrick Mooney 	return (0);
36*263f549eSPatrick Mooney }
37*263f549eSPatrick Mooney 
38*263f549eSPatrick Mooney #ifdef __amd64
39*263f549eSPatrick Mooney 
40*263f549eSPatrick Mooney /*
41*263f549eSPatrick Mooney  * The functions used for calculating time (both monotonic and wall-clock) are
42*263f549eSPatrick Mooney  * implemented in assembly on amd64.  This is primarily for stack conservation.
43*263f549eSPatrick Mooney  */
44*263f549eSPatrick Mooney 
45*263f549eSPatrick Mooney #else /* i386 below */
46*263f549eSPatrick Mooney 
47*263f549eSPatrick Mooney /*
48*263f549eSPatrick Mooney  * ASM-defined functions.
49*263f549eSPatrick Mooney  */
50*263f549eSPatrick Mooney extern hrtime_t __cp_tsc_read(comm_page_t *);
51*263f549eSPatrick Mooney 
52*263f549eSPatrick Mooney /*
53*263f549eSPatrick Mooney  * These are cloned from TSC and time related code in the kernel.  The should
54*263f549eSPatrick Mooney  * be kept in sync in the case that the source values are changed.
55*263f549eSPatrick Mooney  */
56*263f549eSPatrick Mooney #define	NSEC_SHIFT	5
57*263f549eSPatrick Mooney #define	ADJ_SHIFT	4
58*263f549eSPatrick Mooney #define	NANOSEC		1000000000LL
59*263f549eSPatrick Mooney 
60*263f549eSPatrick Mooney #define	TSC_CONVERT_AND_ADD(tsc, hrt, scale) do {		\
61*263f549eSPatrick Mooney 	uint32_t *_l = (uint32_t *)&(tsc); 			\
62*263f549eSPatrick Mooney 	uint64_t sc = (uint32_t)(scale);			\
63*263f549eSPatrick Mooney 	(hrt) += (uint64_t)(_l[1] * sc) << NSEC_SHIFT;		\
64*263f549eSPatrick Mooney 	(hrt) += (uint64_t)(_l[0] * sc) >> (32 - NSEC_SHIFT);	\
65*263f549eSPatrick Mooney } while (0)
66*263f549eSPatrick Mooney 
67*263f549eSPatrick Mooney /*
68*263f549eSPatrick Mooney  * Userspace version of tsc_gethrtime.
69*263f549eSPatrick Mooney  * See: uts/i86pc/os/timestamp.c
70*263f549eSPatrick Mooney  */
71*263f549eSPatrick Mooney hrtime_t
72*263f549eSPatrick Mooney __cp_gethrtime(comm_page_t *cp)
73*263f549eSPatrick Mooney {
74*263f549eSPatrick Mooney 	uint32_t old_hres_lock;
75*263f549eSPatrick Mooney 	hrtime_t tsc, hrt, tsc_last;
76*263f549eSPatrick Mooney 
77*263f549eSPatrick Mooney 	/*
78*263f549eSPatrick Mooney 	 * Several precautions must be taken when collecting the data necessary
79*263f549eSPatrick Mooney 	 * to perform an accurate gethrtime calculation.
80*263f549eSPatrick Mooney 	 *
81*263f549eSPatrick Mooney 	 * While much of the TSC state stored in the comm page is unchanging
82*263f549eSPatrick Mooney 	 * after boot, portions of it are periodically updated during OS ticks.
83*263f549eSPatrick Mooney 	 * Changes to hres_lock during the course of the copy indicates a
84*263f549eSPatrick Mooney 	 * potentially inconsistent snapshot, necessitating a loop.
85*263f549eSPatrick Mooney 	 *
86*263f549eSPatrick Mooney 	 * Even more complicated is the handling for TSCs which require sync
87*263f549eSPatrick Mooney 	 * offsets between different CPUs.  Since userspace lacks the luxury of
88*263f549eSPatrick Mooney 	 * disabling interrupts, a validation loop checking for CPU migrations
89*263f549eSPatrick Mooney 	 * is used.  Pathological scheduling could, in theory, "outwit"
90*263f549eSPatrick Mooney 	 * this check.  Such a possibility is considered an acceptable risk.
91*263f549eSPatrick Mooney 	 *
92*263f549eSPatrick Mooney 	 */
93*263f549eSPatrick Mooney 	do {
94*263f549eSPatrick Mooney 		old_hres_lock = cp->cp_hres_lock;
95*263f549eSPatrick Mooney 		tsc_last = cp->cp_tsc_last;
96*263f549eSPatrick Mooney 		hrt = cp->cp_tsc_hrtime_base;
97*263f549eSPatrick Mooney 		tsc = __cp_tsc_read(cp);
98*263f549eSPatrick Mooney 	} while ((old_hres_lock & ~1) != cp->cp_hres_lock);
99*263f549eSPatrick Mooney 
100*263f549eSPatrick Mooney 	if (tsc >= tsc_last) {
101*263f549eSPatrick Mooney 		tsc -= tsc_last;
102*263f549eSPatrick Mooney 	} else if (tsc >= tsc_last - (2 * cp->cp_tsc_max_delta)) {
103*263f549eSPatrick Mooney 		tsc = 0;
104*263f549eSPatrick Mooney 	} else if (tsc > cp->cp_tsc_resume_cap) {
105*263f549eSPatrick Mooney 		tsc = cp->cp_tsc_resume_cap;
106*263f549eSPatrick Mooney 	}
107*263f549eSPatrick Mooney 	TSC_CONVERT_AND_ADD(tsc, hrt, cp->cp_nsec_scale);
108*263f549eSPatrick Mooney 
109*263f549eSPatrick Mooney 	return (hrt);
110*263f549eSPatrick Mooney }
111*263f549eSPatrick Mooney 
112*263f549eSPatrick Mooney /*
113*263f549eSPatrick Mooney  * Userspace version of pc_gethrestime.
114*263f549eSPatrick Mooney  * See: uts/i86pc/os/machdep.c
115*263f549eSPatrick Mooney  */
116*263f549eSPatrick Mooney int
117*263f549eSPatrick Mooney __cp_clock_gettime_realtime(comm_page_t *cp, timespec_t *tsp)
118*263f549eSPatrick Mooney {
119*263f549eSPatrick Mooney 	int lock_prev, nslt;
120*263f549eSPatrick Mooney 	timespec_t now;
121*263f549eSPatrick Mooney 	int64_t hres_adj;
122*263f549eSPatrick Mooney 
123*263f549eSPatrick Mooney loop:
124*263f549eSPatrick Mooney 	lock_prev = cp->cp_hres_lock;
125*263f549eSPatrick Mooney 	now.tv_sec = cp->cp_hrestime[0];
126*263f549eSPatrick Mooney 	now.tv_nsec = cp->cp_hrestime[1];
127*263f549eSPatrick Mooney 	nslt = (int)(__cp_gethrtime(cp) - cp->cp_hres_last_tick);
128*263f549eSPatrick Mooney 	hres_adj = cp->cp_hrestime_adj;
129*263f549eSPatrick Mooney 	if (nslt < 0) {
130*263f549eSPatrick Mooney 		/*
131*263f549eSPatrick Mooney 		 * Tick came between sampling hrtime and hres_last_tick;
132*263f549eSPatrick Mooney 		 */
133*263f549eSPatrick Mooney 		goto loop;
134*263f549eSPatrick Mooney 	}
135*263f549eSPatrick Mooney 	now.tv_nsec += nslt;
136*263f549eSPatrick Mooney 
137*263f549eSPatrick Mooney 	/*
138*263f549eSPatrick Mooney 	 * Apply hres_adj skew, if needed.
139*263f549eSPatrick Mooney 	 */
140*263f549eSPatrick Mooney 	if (hres_adj > 0) {
141*263f549eSPatrick Mooney 		nslt = (nslt >> ADJ_SHIFT);
142*263f549eSPatrick Mooney 		if (nslt > hres_adj)
143*263f549eSPatrick Mooney 			nslt = (int)hres_adj;
144*263f549eSPatrick Mooney 		now.tv_nsec += nslt;
145*263f549eSPatrick Mooney 	} else if (hres_adj < 0) {
146*263f549eSPatrick Mooney 		nslt = -(nslt >> ADJ_SHIFT);
147*263f549eSPatrick Mooney 		if (nslt < hres_adj)
148*263f549eSPatrick Mooney 			nslt = (int)hres_adj;
149*263f549eSPatrick Mooney 		now.tv_nsec += nslt;
150*263f549eSPatrick Mooney 	}
151*263f549eSPatrick Mooney 
152*263f549eSPatrick Mooney 	/*
153*263f549eSPatrick Mooney 	 * Rope in tv_nsec from any excessive adjustments.
154*263f549eSPatrick Mooney 	 */
155*263f549eSPatrick Mooney 	while ((unsigned long)now.tv_nsec >= NANOSEC) {
156*263f549eSPatrick Mooney 		now.tv_nsec -= NANOSEC;
157*263f549eSPatrick Mooney 		now.tv_sec++;
158*263f549eSPatrick Mooney 	}
159*263f549eSPatrick Mooney 
160*263f549eSPatrick Mooney 	if ((cp->cp_hres_lock & ~1) != lock_prev)
161*263f549eSPatrick Mooney 		goto loop;
162*263f549eSPatrick Mooney 
163*263f549eSPatrick Mooney 	*tsp = now;
164*263f549eSPatrick Mooney 	return (0);
165*263f549eSPatrick Mooney }
166*263f549eSPatrick Mooney 
167*263f549eSPatrick Mooney /*
168*263f549eSPatrick Mooney  * The __cp_clock_gettime_monotonic function expects that hrt2ts be present
169*263f549eSPatrick Mooney  * when the code is finally linked.
170*263f549eSPatrick Mooney  * (The amd64 version has no such requirement.)
171*263f549eSPatrick Mooney  */
172*263f549eSPatrick Mooney extern void hrt2ts(hrtime_t, timespec_t *);
173*263f549eSPatrick Mooney 
174*263f549eSPatrick Mooney int
175*263f549eSPatrick Mooney __cp_clock_gettime_monotonic(comm_page_t *cp, timespec_t *tsp)
176*263f549eSPatrick Mooney {
177*263f549eSPatrick Mooney 	hrtime_t hrt;
178*263f549eSPatrick Mooney 
179*263f549eSPatrick Mooney 	hrt = __cp_gethrtime(cp);
180*263f549eSPatrick Mooney 	hrt2ts(hrt, tsp);
181*263f549eSPatrick Mooney 	return (0);
182*263f549eSPatrick Mooney }
183*263f549eSPatrick Mooney 
184*263f549eSPatrick Mooney #endif /* __amd64 */
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