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
  32         SystimerFreq    = 1*Mhz,
  33         MaxPeriod       = SystimerFreq / HZ,
  34         MinPeriod       = 10,
  35
  36 };
  37
  38 typedef struct Systimers Systimers;
  39 typedef struct Armtimer Armtimer;
  40
  41 struct Systimers {
  42         u32int  cs;
  43         u32int  clo;
  44         u32int  chi;
  45         u32int  c0;
  46         u32int  c1;
  47         u32int  c2;
  48         u32int  c3;
  49 };
  50
  51 struct Armtimer {
  52         u32int  load;
  53         u32int  val;
  54         u32int  ctl;
  55         u32int  irqack;
  56         u32int  irq;
  57         u32int  maskedirq;
  58         u32int  reload;
  59         u32int  predivider;
  60         u32int  count;
  61 };
  62
  63 enum {
  64         CntPrescaleShift= 16,   /* freq is sys_clk/(prescale+1) */
  65         CntPrescaleMask = 0xFF,
  66         CntEnable       = 1<<9,
  67         TmrDbgHalt      = 1<<8,
  68         TmrEnable       = 1<<7,
  69         TmrIntEnable    = 1<<5,
  70         TmrPrescale1    = 0x00<<2,
  71         TmrPrescale16   = 0x01<<2,
  72         TmrPrescale256  = 0x02<<2,
  73         CntWidth16      = 0<<1,
  74         CntWidth32      = 1<<1,
  75
  76         /* generic timer (cortex-a7) */
  77         Enable  = 1<<0,
  78         Imask   = 1<<1,
  79         Istatus = 1<<2,
  80 };
  81
  82 static void
  83 clockintr(Ureg *ureg, void *)
  84 {
  85         Systimers *tn;
  86
  87         if(m->machno != 0)
  88                 panic("cpu%d: unexpected system timer interrupt", m->machno);
  89         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
  90         /* dismiss interrupt */
  91         tn->cs = 1<<3;
  92         timerintr(ureg, 0);
  93 }
  94
  95 static void
  96 localclockintr(Ureg *ureg, void *)
  97 {
  98         if(m->machno == 0)
  99                 panic("cpu0: Unexpected local generic timer interrupt");
 100         timerintr(ureg, 0);
 101 }
 102
 103 void
 104 clockshutdown(void)
 105 {
 106         Armtimer *tm;
 107
 108         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 109         tm->ctl = 0;
 110 }
 111
 112 void
 113 clockinit(void)
 114 {
 115         Systimers *tn;
 116         Armtimer *tm;
 117         ulong t0, t1, tstart, tend;
 118
 119         if(((cprdsc(0, CpID, CpIDfeat, 1) >> 16) & 0xF) != 0) {
 120                 /* generic timer supported */
 121                 cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysval, ~0);
 122                 if(m->machno == 0){
 123                         cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysctl, Imask);
 124
 125                         /* input clock is 19.2Mhz crystal */
 126                         *(ulong*)(ARMLOCAL + Localctl) = 0;
 127                         /* divide by (2^31/Prescaler) */
 128                         *(ulong*)(ARMLOCAL + Prescaler) = (((uvlong)SystimerFreq<<31)/19200000)&~1UL;
 129                 } else {
 130                         cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysctl, Enable);
 131                         intrenable(IRQcntpns, localclockintr, nil, 0, "clock");
 132                 }
 133         }
 134
 135         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 136         tstart = tn->clo;
 137         do{
 138                 t0 = lcycles();
 139         }while(tn->clo == tstart);
 140         tend = tstart + (SystimerFreq/100);
 141         do{
 142                 t1 = lcycles();
 143         }while(tn->clo != tend);
 144         t1 -= t0;
 145         m->cpuhz = 100 * t1;
 146         m->cpumhz = (m->cpuhz + Mhz/2 - 1) / Mhz;
 147         m->cyclefreq = m->cpuhz;
 148
 149         if(m->machno == 0){
 150                 tn->c3 = tn->clo - 1;
 151                 intrenable(IRQtimer3, clockintr, nil, 0, "clock");
 152
 153                 tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 154                 tm->load = 0;
 155                 tm->ctl = TmrPrescale1|CntEnable|CntWidth32;
 156         }
 157 }
 158
 159 void
 160 timerset(uvlong next)
 161 {
 162         Systimers *tn;
 163         uvlong now;
 164         long period;
 165
 166         now = fastticks(nil);
 167         period = next - now;
 168         if(period < MinPeriod)
 169                 period = MinPeriod;
 170         else if(period > MaxPeriod)
 171                 period = MaxPeriod;
 172         if(m->machno)
 173                 cpwrsc(0, CpTIMER, CpTIMERphys, CpTIMERphysval, period);
 174         else{
 175                 tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 176                 tn->c3 = tn->clo + period;
 177         }
 178 }
 179
 180 uvlong
 181 fastticks(uvlong *hz)
 182 {
 183         Systimers *tn;
 184         ulong lo, hi;
 185         uvlong now;
 186
 187         if(hz)
 188                 *hz = SystimerFreq;
 189         tn = (Systimers*)SYSTIMERS;
 190         do{
 191                 hi = tn->chi;
 192                 lo = tn->clo;
 193         }while(tn->chi != hi);
 194         now = (uvlong)hi<<32 | lo;
 195         return now;
 196 }
 197
 198 ulong
 199 perfticks(void)
 200 {
 201         Armtimer *tm;
 202
 203         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 204         return tm->count;
 205 }
 206
 207 void
 208 armtimerset(int n)
 209 {
 210         Armtimer *tm;
 211
 212         tm = (Armtimer*)ARMTIMER;
 213         if(n > 0){
 214                 tm->ctl |= TmrEnable|TmrIntEnable;
 215                 tm->load = n;
 216         }else{
 217                 tm->load = 0;
 218                 tm->ctl &= ~(TmrEnable|TmrIntEnable);
 219                 tm->irq = 1;
 220         }
 221 }
 222
 223 ulong
 224 µs(void)
 225 {
 226         if(SystimerFreq != 1*Mhz)
 227                 return fastticks2us(fastticks(nil));
 228         return ((Systimers*)SYSTIMERS)->clo;
 229 }
 230
 231 void
 232 microdelay(int n)
 233 {
 234         ulong now;
 235
 236         now = µs();
 237         while(µs() - now < n);
 238 }
 239
 240 void
 241 delay(int n)
 242 {
 243         while(--n >= 0)
 244                 microdelay(1000);
 245 }