2568d22a304ecc667b302b0b5d17956ed6d143a8
[linux-2.6.git] / init / calibrate.c
1 /* calibrate.c: default delay calibration
2  *
3  * Excised from init/main.c
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  */
6
7 #include <linux/jiffies.h>
8 #include <linux/delay.h>
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/timex.h>
11 #include <linux/smp.h>
12
13 unsigned long lpj_fine;
14 unsigned long preset_lpj;
15 static int __init lpj_setup(char *str)
16 {
17         preset_lpj = simple_strtoul(str,NULL,0);
18         return 1;
19 }
20
21 __setup("lpj=", lpj_setup);
22
23 #ifdef ARCH_HAS_READ_CURRENT_TIMER
24
25 /* This routine uses the read_current_timer() routine and gets the
26  * loops per jiffy directly, instead of guessing it using delay().
27  * Also, this code tries to handle non-maskable asynchronous events
28  * (like SMIs)
29  */
30 #define DELAY_CALIBRATION_TICKS                 ((HZ < 100) ? 1 : (HZ/100))
31 #define MAX_DIRECT_CALIBRATION_RETRIES          5
32
33 static unsigned long __cpuinit calibrate_delay_direct(void)
34 {
35         unsigned long pre_start, start, post_start;
36         unsigned long pre_end, end, post_end;
37         unsigned long start_jiffies;
38         unsigned long timer_rate_min, timer_rate_max;
39         unsigned long good_timer_sum = 0;
40         unsigned long good_timer_count = 0;
41         unsigned long measured_times[MAX_DIRECT_CALIBRATION_RETRIES];
42         int max = -1; /* index of measured_times with max/min values or not set */
43         int min = -1;
44         int i;
45
46         if (read_current_timer(&pre_start) < 0 )
47                 return 0;
48
49         /*
50          * A simple loop like
51          *      while ( jiffies < start_jiffies+1)
52          *              start = read_current_timer();
53          * will not do. As we don't really know whether jiffy switch
54          * happened first or timer_value was read first. And some asynchronous
55          * event can happen between these two events introducing errors in lpj.
56          *
57          * So, we do
58          * 1. pre_start <- When we are sure that jiffy switch hasn't happened
59          * 2. check jiffy switch
60          * 3. start <- timer value before or after jiffy switch
61          * 4. post_start <- When we are sure that jiffy switch has happened
62          *
63          * Note, we don't know anything about order of 2 and 3.
64          * Now, by looking at post_start and pre_start difference, we can
65          * check whether any asynchronous event happened or not
66          */
67
68         for (i = 0; i < MAX_DIRECT_CALIBRATION_RETRIES; i++) {
69                 pre_start = 0;
70                 read_current_timer(&start);
71                 start_jiffies = jiffies;
72                 while (time_before_eq(jiffies, start_jiffies + 1)) {
73                         pre_start = start;
74                         read_current_timer(&start);
75                 }
76                 read_current_timer(&post_start);
77
78                 pre_end = 0;
79                 end = post_start;
80                 while (time_before_eq(jiffies, start_jiffies + 1 +
81                                                DELAY_CALIBRATION_TICKS)) {
82                         pre_end = end;
83                         read_current_timer(&end);
84                 }
85                 read_current_timer(&post_end);
86
87                 timer_rate_max = (post_end - pre_start) /
88                                         DELAY_CALIBRATION_TICKS;
89                 timer_rate_min = (pre_end - post_start) /
90                                         DELAY_CALIBRATION_TICKS;
91
92                 /*
93                  * If the upper limit and lower limit of the timer_rate is
94                  * >= 12.5% apart, redo calibration.
95                  */
96                 if (start >= post_end)
97                         printk(KERN_NOTICE "calibrate_delay_direct() ignoring "
98                                         "timer_rate as we had a TSC wrap around"
99                                         " start=%lu >=post_end=%lu\n",
100                                 start, post_end);
101                 if (start < post_end && pre_start != 0 && pre_end != 0 &&
102                     (timer_rate_max - timer_rate_min) < (timer_rate_max >> 3)) {
103                         good_timer_count++;
104                         good_timer_sum += timer_rate_max;
105                         measured_times[i] = timer_rate_max;
106                         if (max < 0 || timer_rate_max > measured_times[max])
107                                 max = i;
108                         if (min < 0 || timer_rate_max < measured_times[min])
109                                 min = i;
110                 } else
111                         measured_times[i] = 0;
112
113         }
114
115         /*
116          * Find the maximum & minimum - if they differ too much throw out the
117          * one with the largest difference from the mean and try again...
118          */
119         while (good_timer_count > 1) {
120                 unsigned long estimate;
121                 unsigned long maxdiff;
122
123                 /* compute the estimate */
124                 estimate = (good_timer_sum/good_timer_count);
125                 maxdiff = estimate >> 3;
126
127                 /* if range is within 12% let's take it */
128                 if ((measured_times[max] - measured_times[min]) < maxdiff)
129                         return estimate;
130
131                 /* ok - drop the worse value and try again... */
132                 good_timer_sum = 0;
133                 good_timer_count = 0;
134                 if ((measured_times[max] - estimate) <
135                                 (estimate - measured_times[min])) {
136                         printk(KERN_NOTICE "calibrate_delay_direct() dropping "
137                                         "min bogoMips estimate %d = %lu\n",
138                                 min, measured_times[min]);
139                         measured_times[min] = 0;
140                         min = max;
141                 } else {
142                         printk(KERN_NOTICE "calibrate_delay_direct() dropping "
143                                         "max bogoMips estimate %d = %lu\n",
144                                 max, measured_times[max]);
145                         measured_times[max] = 0;
146                         max = min;
147                 }
148
149                 for (i = 0; i < MAX_DIRECT_CALIBRATION_RETRIES; i++) {
150                         if (measured_times[i] == 0)
151                                 continue;
152                         good_timer_count++;
153                         good_timer_sum += measured_times[i];
154                         if (measured_times[i] < measured_times[min])
155                                 min = i;
156                         if (measured_times[i] > measured_times[max])
157                                 max = i;
158                 }
159
160         }
161
162         printk(KERN_NOTICE "calibrate_delay_direct() failed to get a good "
163                "estimate for loops_per_jiffy.\nProbably due to long platform "
164                 "interrupts. Consider using \"lpj=\" boot option.\n");
165         return 0;
166 }
167 #else
168 static unsigned long __cpuinit calibrate_delay_direct(void) {return 0;}
169 #endif
170
171 /*
172  * This is the number of bits of precision for the loops_per_jiffy.  Each
173  * time we refine our estimate after the first takes 1.5/HZ seconds, so try
174  * to start with a good estimate.
175  * For the boot cpu we can skip the delay calibration and assign it a value
176  * calculated based on the timer frequency.
177  * For the rest of the CPUs we cannot assume that the timer frequency is same as
178  * the cpu frequency, hence do the calibration for those.
179  */
180 #define LPS_PREC 8
181
182 static unsigned long __cpuinit calibrate_delay_converge(void)
183 {
184         /* First stage - slowly accelerate to find initial bounds */
185         unsigned long lpj, lpj_base, ticks, loopadd, loopadd_base, chop_limit;
186         int trials = 0, band = 0, trial_in_band = 0;
187
188         lpj = (1<<12);
189
190         /* wait for "start of" clock tick */
191         ticks = jiffies;
192         while (ticks == jiffies)
193                 ; /* nothing */
194         /* Go .. */
195         ticks = jiffies;
196         do {
197                 if (++trial_in_band == (1<<band)) {
198                         ++band;
199                         trial_in_band = 0;
200                 }
201                 __delay(lpj * band);
202                 trials += band;
203         } while (ticks == jiffies);
204         /*
205          * We overshot, so retreat to a clear underestimate. Then estimate
206          * the largest likely undershoot. This defines our chop bounds.
207          */
208         trials -= band;
209         loopadd_base = lpj * band;
210         lpj_base = lpj * trials;
211
212 recalibrate:
213         lpj = lpj_base;
214         loopadd = loopadd_base;
215
216         /*
217          * Do a binary approximation to get lpj set to
218          * equal one clock (up to LPS_PREC bits)
219          */
220         chop_limit = lpj >> LPS_PREC;
221         while (loopadd > chop_limit) {
222                 lpj += loopadd;
223                 ticks = jiffies;
224                 while (ticks == jiffies)
225                         ; /* nothing */
226                 ticks = jiffies;
227                 __delay(lpj);
228                 if (jiffies != ticks)   /* longer than 1 tick */
229                         lpj -= loopadd;
230                 loopadd >>= 1;
231         }
232         /*
233          * If we incremented every single time possible, presume we've
234          * massively underestimated initially, and retry with a higher
235          * start, and larger range. (Only seen on x86_64, due to SMIs)
236          */
237         if (lpj + loopadd * 2 == lpj_base + loopadd_base * 2) {
238                 lpj_base = lpj;
239                 loopadd_base <<= 2;
240                 goto recalibrate;
241         }
242
243         return lpj;
244 }
245
246 void __cpuinit calibrate_delay(void)
247 {
248         static bool printed;
249
250         if (preset_lpj) {
251                 loops_per_jiffy = preset_lpj;
252                 if (!printed)
253                         pr_info("Calibrating delay loop (skipped) "
254                                 "preset value.. ");
255         } else if ((!printed) && lpj_fine) {
256                 loops_per_jiffy = lpj_fine;
257                 pr_info("Calibrating delay loop (skipped), "
258                         "value calculated using timer frequency.. ");
259         } else if ((loops_per_jiffy = calibrate_delay_direct()) != 0) {
260                 if (!printed)
261                         pr_info("Calibrating delay using timer "
262                                 "specific routine.. ");
263         } else {
264                 if (!printed)
265                         pr_info("Calibrating delay loop... ");
266                 loops_per_jiffy = calibrate_delay_converge();
267         }
268         if (!printed)
269                 pr_cont("%lu.%02lu BogoMIPS (lpj=%lu)\n",
270                         loops_per_jiffy/(500000/HZ),
271                         (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100, loops_per_jiffy);
272
273         printed = true;
274 }