sys/src/9/bcm/clock.c

   1 /*
   2  * bcm283[56] timers
   3  *      System timers run at 1MHz (timers 1 and 2 are used by GPU)
   4  *      ARM timer usually runs at 250MHz (may be slower in low power modes)
   5  *      Cycle counter runs at 700MHz (unless overclocked)
   6  *    All are free-running up-counters
   7  *  Cortex-a7 has local generic timers per cpu (which we run at 1MHz)
   8  *
   9  * Use system timer 3 (64 bits) for hzclock interrupts and fastticks
  10  *   For smp on bcm2836, use local generic timer for interrupts on cpu1-3
  11  * Use ARM timer (32 bits) for perfticks
  12  * Use ARM timer to force immediate interrupt
  13  * Use cycle counter for cycles()
  14  */
  15
  16 #include "u.h"
  17 #include "../port/lib.h"
  18 #include "mem.h"
  19 #include "dat.h"
  20 #include "fns.h"
  21 #include "io.h"
  22 #include "ureg.h"
  23 #include "arm.h"
  24
  25 enum {
  26         SYSTIMERS       = VIRTIO+0x3000,
  27         ARMTIMER        = VIRTIO+0xB400,
  28
  29         Localctl        = 0x00,
  30         Prescaler       = 0x08,
  31         Localintpending = 0x60,
  32
  33         SystimerFreq    = 1*Mhz,
  34         MaxPeriod       = SystimerFreq / HZ,
  35         MinPeriod       = 10,
  36
  37 };
  38
  39 typedef struct Systimers Systimers;
  40 typedef struct Armtimer Armtimer;
  41
  42 struct Systimers {
  43         u32int  cs;
  44         u32int  clo;
  45         u32int  chi;
  46         u32int  c0;
  47         u32int  c1;
  48         u32int  c2;
  49         u32int  c3;
  50 };
  51
  52 struct Armtimer {
  53         u32int  load;
  54         u32int  val;
  55         u32int  ctl;
  56         u32int  irqack;
  57         u32int  irq;
  58         u32int  maskedirq;
  59         u32int  reload;
  60         u32int  predivider;
  61         u32int  count;
  62 };
  63
  64 enum {
  65         CntPrescaleShift= 16,   /* freq is sys_clk/(prescale+1) */
  66         CntPrescaleMask = 0xFF,
  67         CntEnable       = 1<<9,
  68         TmrDbgHalt      = 1<<8,
  69         TmrEnable       = 1<<7,
  70         TmrIntEnable    = 1<<5,
  71         TmrPrescale1    = 0x00<<2,
  72         TmrPrescale16   = 0x01<<2,
  73         TmrPrescale256  = 0x02<<2,
  74         CntWidth16      = 0<<1,
  75         CntWidth32      = 1<<1,
  76
  77         /* generic timer (cortex-a7) */
  78         Enable  = 1<<0,
  79         Imask   = 1<<1,
  80         Istatus = 1<<2,
  81 };
  82
  83 static void
  84 clockintr(Ureg *ureg, void *)
  85 {
  86         Systimers *tn;
  87
  88         if(m->machno != 0)
  89                 panic("cpu%d: unexpected system timer interrupt", m->machno);
  90         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
  91         /* dismiss interrupt */
  92         tn->cs = 1<<3;
  93         timerintr(ureg, 0);
  94 }
  95
  96 static void
  97 localclockintr(Ureg *ureg, void *)
  98 {
  99         if(m->machno == 0)
 100                 panic("cpu0: Unexpected local generic timer interrupt");
 101         cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysctl, Imask);
 102         timerintr(ureg, 0);
 103 }
 104
 105 void
 106 clockshutdown(void)
 107 {
 108         Armtimer *tm;
 109
 110         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 111         tm->ctl = 0;
 112 }
 113
 114 void
 115 clockinit(void)
 116 {
 117         Systimers *tn;
 118         Armtimer *tm;
 119         u32int t0, t1, tstart, tend;
 120
 121         if(((cprdsc(0, CpID, CpIDfeat, 1) >> 16) & 0xF) != 0) {
 122                 /* generic timer supported */
 123                 if(m->machno == 0){
 124                         *(ulong*)(ARMLOCAL + Localctl) = 0;             /* input clock is 19.2Mhz crystal */
 125                         *(ulong*)(ARMLOCAL + Prescaler) = 0x06aaaaab;   /* divide by (2^31/Prescaler) for 1Mhz */
 126                 }
 127                 cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysctl, Imask);
 128                 intrenable(IRQcntpns, localclockintr, nil, 0, "clock");
 129         }
 130
 131         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 132         tstart = tn->clo;
 133         do{
 134                 t0 = lcycles();
 135         }while(tn->clo == tstart);
 136         tend = tstart + 10000;
 137         do{
 138                 t1 = lcycles();
 139         }while(tn->clo != tend);
 140         t1 -= t0;
 141         m->cpuhz = 100 * t1;
 142         m->cpumhz = (m->cpuhz + Mhz/2 - 1) / Mhz;
 143         m->cyclefreq = m->cpuhz;
 144         if(m->machno == 0){
 145                 tn->c3 = tn->clo - 1;
 146                 tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 147                 tm->load = 0;
 148                 tm->ctl = TmrPrescale1|CntEnable|CntWidth32;
 149                 intrenable(IRQtimer3, clockintr, nil, 0, "clock");
 150         }
 151 }
 152
 153 void
 154 timerset(uvlong next)
 155 {
 156         Systimers *tn;
 157         uvlong now;
 158         long period;
 159
 160         now = fastticks(nil);
 161         period = next - now;
 162         if(period < MinPeriod)
 163                 period = MinPeriod;
 164         else if(period > MaxPeriod)
 165                 period = MaxPeriod;
 166         if(m->machno > 0){
 167                 cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysval, period);
 168                 cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysctl, Enable);
 169         }else{
 170                 tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 171                 tn->c3 = tn->clo + period;
 172         }
 173 }
 174
 175 uvlong
 176 fastticks(uvlong *hz)
 177 {
 178         Systimers *tn;
 179         ulong lo, hi;
 180         uvlong now;
 181
 182         if(hz)
 183                 *hz = SystimerFreq;
 184         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 185         do{
 186                 hi = tn->chi;
 187                 lo = tn->clo;
 188         }while(tn->chi != hi);
 189         now = (uvlong)hi<<32 | lo;
 190         return now;
 191 }
 192
 193 ulong
 194 perfticks(void)
 195 {
 196         Armtimer *tm;
 197
 198         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 199         return tm->count;
 200 }
 201
 202 void
 203 armtimerset(int n)
 204 {
 205         Armtimer *tm;
 206
 207         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 208         if(n > 0){
 209                 tm->ctl |= TmrEnable|TmrIntEnable;
 210                 tm->load = n;
 211         }else{
 212                 tm->load = 0;
 213                 tm->ctl &= ~(TmrEnable|TmrIntEnable);
 214                 tm->irq = 1;
 215         }
 216 }
 217
 218 ulong
 219 µs(void)
 220 {
 221         if(SystimerFreq != 1*Mhz)
 222                 return fastticks2us(fastticks(nil));
 223         return ((Systimers*)SYSTIMERS)->clo;
 224 }
 225
 226 void
 227 microdelay(int n)
 228 {
 229         ulong now;
 230
 231         now = µs();
 232         while(µs() - now < n);
 233 }
 234
 235 void
 236 delay(int n)
 237 {
 238         while(--n >= 0)
 239                 microdelay(1000);
 240 }