321e066a07533bcf7a18e72c471e01cc1bef9527
[linux-3.10.git] / tools / power / x86 / turbostat / turbostat.c
1 /*
2  * turbostat -- show CPU frequency and C-state residency
3  * on modern Intel turbo-capable processors.
4  *
5  * Copyright (c) 2012 Intel Corporation.
6  * Len Brown <len.brown@intel.com>
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
9  * under the terms and conditions of the GNU General Public License,
10  * version 2, as published by the Free Software Foundation.
11  *
12  * This program is distributed in the hope it will be useful, but WITHOUT
13  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
15  * more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
18  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
19  * 51 Franklin St - Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
20  */
21
22 #define _GNU_SOURCE
23 #include <asm/msr.h>
24 #include <stdio.h>
25 #include <unistd.h>
26 #include <sys/types.h>
27 #include <sys/wait.h>
28 #include <sys/stat.h>
29 #include <sys/resource.h>
30 #include <fcntl.h>
31 #include <signal.h>
32 #include <sys/time.h>
33 #include <stdlib.h>
34 #include <dirent.h>
35 #include <string.h>
36 #include <ctype.h>
37 #include <sched.h>
38
39 char *proc_stat = "/proc/stat";
40 unsigned int interval_sec = 5;  /* set with -i interval_sec */
41 unsigned int verbose;           /* set with -v */
42 unsigned int rapl_verbose;      /* set with -R */
43 unsigned int thermal_verbose;   /* set with -T */
44 unsigned int summary_only;      /* set with -s */
45 unsigned int skip_c0;
46 unsigned int skip_c1;
47 unsigned int do_nhm_cstates;
48 unsigned int do_snb_cstates;
49 unsigned int has_aperf;
50 unsigned int has_epb;
51 unsigned int units = 1000000000;        /* Ghz etc */
52 unsigned int genuine_intel;
53 unsigned int has_invariant_tsc;
54 unsigned int do_nehalem_platform_info;
55 unsigned int do_nehalem_turbo_ratio_limit;
56 unsigned int do_ivt_turbo_ratio_limit;
57 unsigned int extra_msr_offset32;
58 unsigned int extra_msr_offset64;
59 unsigned int extra_delta_offset32;
60 unsigned int extra_delta_offset64;
61 int do_smi;
62 double bclk;
63 unsigned int show_pkg;
64 unsigned int show_core;
65 unsigned int show_cpu;
66 unsigned int show_pkg_only;
67 unsigned int show_core_only;
68 char *output_buffer, *outp;
69 unsigned int do_rapl;
70 unsigned int do_dts;
71 unsigned int do_ptm;
72 unsigned int tcc_activation_temp;
73 unsigned int tcc_activation_temp_override;
74 double rapl_power_units, rapl_energy_units, rapl_time_units;
75 double rapl_joule_counter_range;
76
77 #define RAPL_PKG        (1 << 0)
78 #define RAPL_CORES      (1 << 1)
79 #define RAPL_GFX        (1 << 2)
80 #define RAPL_DRAM       (1 << 3)
81 #define RAPL_PKG_PERF_STATUS    (1 << 4)
82 #define RAPL_DRAM_PERF_STATUS   (1 << 5)
83 #define TJMAX_DEFAULT   100
84
85 #define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
86
87 int aperf_mperf_unstable;
88 int backwards_count;
89 char *progname;
90
91 cpu_set_t *cpu_present_set, *cpu_affinity_set;
92 size_t cpu_present_setsize, cpu_affinity_setsize;
93
94 struct thread_data {
95         unsigned long long tsc;
96         unsigned long long aperf;
97         unsigned long long mperf;
98         unsigned long long c1;  /* derived */
99         unsigned long long extra_msr64;
100         unsigned long long extra_delta64;
101         unsigned long long extra_msr32;
102         unsigned long long extra_delta32;
103         unsigned int smi_count;
104         unsigned int cpu_id;
105         unsigned int flags;
106 #define CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE     0x2
107 #define CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE    0x4
108 } *thread_even, *thread_odd;
109
110 struct core_data {
111         unsigned long long c3;
112         unsigned long long c6;
113         unsigned long long c7;
114         unsigned int core_temp_c;
115         unsigned int core_id;
116 } *core_even, *core_odd;
117
118 struct pkg_data {
119         unsigned long long pc2;
120         unsigned long long pc3;
121         unsigned long long pc6;
122         unsigned long long pc7;
123         unsigned int package_id;
124         unsigned int energy_pkg;        /* MSR_PKG_ENERGY_STATUS */
125         unsigned int energy_dram;       /* MSR_DRAM_ENERGY_STATUS */
126         unsigned int energy_cores;      /* MSR_PP0_ENERGY_STATUS */
127         unsigned int energy_gfx;        /* MSR_PP1_ENERGY_STATUS */
128         unsigned int rapl_pkg_perf_status;      /* MSR_PKG_PERF_STATUS */
129         unsigned int rapl_dram_perf_status;     /* MSR_DRAM_PERF_STATUS */
130         unsigned int pkg_temp_c;
131
132 } *package_even, *package_odd;
133
134 #define ODD_COUNTERS thread_odd, core_odd, package_odd
135 #define EVEN_COUNTERS thread_even, core_even, package_even
136
137 #define GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, pkg_no) \
138         (thread_base + (pkg_no) * topo.num_cores_per_pkg * \
139                 topo.num_threads_per_core + \
140                 (core_no) * topo.num_threads_per_core + (thread_no))
141 #define GET_CORE(core_base, core_no, pkg_no) \
142         (core_base + (pkg_no) * topo.num_cores_per_pkg + (core_no))
143 #define GET_PKG(pkg_base, pkg_no) (pkg_base + pkg_no)
144
145 struct system_summary {
146         struct thread_data threads;
147         struct core_data cores;
148         struct pkg_data packages;
149 } sum, average;
150
151
152 struct topo_params {
153         int num_packages;
154         int num_cpus;
155         int num_cores;
156         int max_cpu_num;
157         int num_cores_per_pkg;
158         int num_threads_per_core;
159 } topo;
160
161 struct timeval tv_even, tv_odd, tv_delta;
162
163 void setup_all_buffers(void);
164
165 int cpu_is_not_present(int cpu)
166 {
167         return !CPU_ISSET_S(cpu, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
168 }
169 /*
170  * run func(thread, core, package) in topology order
171  * skip non-present cpus
172  */
173
174 int for_all_cpus(int (func)(struct thread_data *, struct core_data *, struct pkg_data *),
175         struct thread_data *thread_base, struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base)
176 {
177         int retval, pkg_no, core_no, thread_no;
178
179         for (pkg_no = 0; pkg_no < topo.num_packages; ++pkg_no) {
180                 for (core_no = 0; core_no < topo.num_cores_per_pkg; ++core_no) {
181                         for (thread_no = 0; thread_no <
182                                 topo.num_threads_per_core; ++thread_no) {
183                                 struct thread_data *t;
184                                 struct core_data *c;
185                                 struct pkg_data *p;
186
187                                 t = GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, pkg_no);
188
189                                 if (cpu_is_not_present(t->cpu_id))
190                                         continue;
191
192                                 c = GET_CORE(core_base, core_no, pkg_no);
193                                 p = GET_PKG(pkg_base, pkg_no);
194
195                                 retval = func(t, c, p);
196                                 if (retval)
197                                         return retval;
198                         }
199                 }
200         }
201         return 0;
202 }
203
204 int cpu_migrate(int cpu)
205 {
206         CPU_ZERO_S(cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
207         CPU_SET_S(cpu, cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
208         if (sched_setaffinity(0, cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set) == -1)
209                 return -1;
210         else
211                 return 0;
212 }
213
214 int get_msr(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr)
215 {
216         ssize_t retval;
217         char pathname[32];
218         int fd;
219
220         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", cpu);
221         fd = open(pathname, O_RDONLY);
222         if (fd < 0)
223                 return -1;
224
225         retval = pread(fd, msr, sizeof *msr, offset);
226         close(fd);
227
228         if (retval != sizeof *msr) {
229                 fprintf(stderr, "%s offset 0x%zx read failed\n", pathname, offset);
230                 return -1;
231         }
232
233         return 0;
234 }
235
236 void print_header(void)
237 {
238         if (show_pkg)
239                 outp += sprintf(outp, "pk");
240         if (show_pkg)
241                 outp += sprintf(outp, " ");
242         if (show_core)
243                 outp += sprintf(outp, "cor");
244         if (show_cpu)
245                 outp += sprintf(outp, " CPU");
246         if (show_pkg || show_core || show_cpu)
247                 outp += sprintf(outp, " ");
248         if (do_nhm_cstates)
249                 outp += sprintf(outp, "   %%c0");
250         if (has_aperf)
251                 outp += sprintf(outp, "  GHz");
252         outp += sprintf(outp, "  TSC");
253         if (do_smi)
254                 outp += sprintf(outp, " SMI");
255         if (extra_delta_offset32)
256                 outp += sprintf(outp, "  count 0x%03X", extra_delta_offset32);
257         if (extra_delta_offset64)
258                 outp += sprintf(outp, "  COUNT 0x%03X", extra_delta_offset64);
259         if (extra_msr_offset32)
260                 outp += sprintf(outp, "   MSR 0x%03X", extra_msr_offset32);
261         if (extra_msr_offset64)
262                 outp += sprintf(outp, "           MSR 0x%03X", extra_msr_offset64);
263         if (do_nhm_cstates)
264                 outp += sprintf(outp, "    %%c1");
265         if (do_nhm_cstates)
266                 outp += sprintf(outp, "    %%c3");
267         if (do_nhm_cstates)
268                 outp += sprintf(outp, "    %%c6");
269         if (do_snb_cstates)
270                 outp += sprintf(outp, "    %%c7");
271
272         if (do_dts)
273                 outp += sprintf(outp, " CTMP");
274         if (do_ptm)
275                 outp += sprintf(outp, " PTMP");
276
277         if (do_snb_cstates)
278                 outp += sprintf(outp, "   %%pc2");
279         if (do_nhm_cstates)
280                 outp += sprintf(outp, "   %%pc3");
281         if (do_nhm_cstates)
282                 outp += sprintf(outp, "   %%pc6");
283         if (do_snb_cstates)
284                 outp += sprintf(outp, "   %%pc7");
285
286         if (do_rapl & RAPL_PKG)
287                 outp += sprintf(outp, "  Pkg_W");
288         if (do_rapl & RAPL_CORES)
289                 outp += sprintf(outp, "  Cor_W");
290         if (do_rapl & RAPL_GFX)
291                 outp += sprintf(outp, " GFX_W");
292         if (do_rapl & RAPL_DRAM)
293                 outp += sprintf(outp, " RAM_W");
294         if (do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS)
295                 outp += sprintf(outp, " PKG_%%");
296         if (do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS)
297                 outp += sprintf(outp, " RAM_%%");
298
299         outp += sprintf(outp, "\n");
300 }
301
302 int dump_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c,
303         struct pkg_data *p)
304 {
305         fprintf(stderr, "t %p, c %p, p %p\n", t, c, p);
306
307         if (t) {
308                 fprintf(stderr, "CPU: %d flags 0x%x\n", t->cpu_id, t->flags);
309                 fprintf(stderr, "TSC: %016llX\n", t->tsc);
310                 fprintf(stderr, "aperf: %016llX\n", t->aperf);
311                 fprintf(stderr, "mperf: %016llX\n", t->mperf);
312                 fprintf(stderr, "c1: %016llX\n", t->c1);
313                 fprintf(stderr, "msr0x%x: %08llX\n",
314                         extra_delta_offset32, t->extra_delta32);
315                 fprintf(stderr, "msr0x%x: %016llX\n",
316                         extra_delta_offset64, t->extra_delta64);
317                 fprintf(stderr, "msr0x%x: %08llX\n",
318                         extra_msr_offset32, t->extra_msr32);
319                 fprintf(stderr, "msr0x%x: %016llX\n",
320                         extra_msr_offset64, t->extra_msr64);
321                 if (do_smi)
322                         fprintf(stderr, "SMI: %08X\n", t->smi_count);
323         }
324
325         if (c) {
326                 fprintf(stderr, "core: %d\n", c->core_id);
327                 fprintf(stderr, "c3: %016llX\n", c->c3);
328                 fprintf(stderr, "c6: %016llX\n", c->c6);
329                 fprintf(stderr, "c7: %016llX\n", c->c7);
330                 fprintf(stderr, "DTS: %dC\n", c->core_temp_c);
331         }
332
333         if (p) {
334                 fprintf(stderr, "package: %d\n", p->package_id);
335                 fprintf(stderr, "pc2: %016llX\n", p->pc2);
336                 fprintf(stderr, "pc3: %016llX\n", p->pc3);
337                 fprintf(stderr, "pc6: %016llX\n", p->pc6);
338                 fprintf(stderr, "pc7: %016llX\n", p->pc7);
339                 fprintf(stderr, "Joules PKG: %0X\n", p->energy_pkg);
340                 fprintf(stderr, "Joules COR: %0X\n", p->energy_cores);
341                 fprintf(stderr, "Joules GFX: %0X\n", p->energy_gfx);
342                 fprintf(stderr, "Joules RAM: %0X\n", p->energy_dram);
343                 fprintf(stderr, "Throttle PKG: %0X\n", p->rapl_pkg_perf_status);
344                 fprintf(stderr, "Throttle RAM: %0X\n", p->rapl_dram_perf_status);
345                 fprintf(stderr, "PTM: %dC\n", p->pkg_temp_c);
346         }
347         return 0;
348 }
349
350 /*
351  * column formatting convention & formats
352  * package: "pk" 2 columns %2d
353  * core: "cor" 3 columns %3d
354  * CPU: "CPU" 3 columns %3d
355  * Pkg_W: %6.2
356  * Cor_W: %6.2
357  * GFX_W: %5.2
358  * RAM_W: %5.2
359  * GHz: "GHz" 3 columns %3.2
360  * TSC: "TSC" 3 columns %3.2
361  * SMI: "SMI" 4 columns %4d
362  * percentage " %pc3" %6.2
363  * Perf Status percentage: %5.2
364  * "CTMP" 4 columns %4d
365  */
366 int format_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c,
367         struct pkg_data *p)
368 {
369         double interval_float;
370         char *fmt5, *fmt6;
371
372          /* if showing only 1st thread in core and this isn't one, bail out */
373         if (show_core_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
374                 return 0;
375
376          /* if showing only 1st thread in pkg and this isn't one, bail out */
377         if (show_pkg_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
378                 return 0;
379
380         interval_float = tv_delta.tv_sec + tv_delta.tv_usec/1000000.0;
381
382         /* topo columns, print blanks on 1st (average) line */
383         if (t == &average.threads) {
384                 if (show_pkg)
385                         outp += sprintf(outp, "  ");
386                 if (show_pkg && show_core)
387                         outp += sprintf(outp, " ");
388                 if (show_core)
389                         outp += sprintf(outp, "   ");
390                 if (show_cpu)
391                         outp += sprintf(outp, " " "   ");
392         } else {
393                 if (show_pkg) {
394                         if (p)
395                                 outp += sprintf(outp, "%2d", p->package_id);
396                         else
397                                 outp += sprintf(outp, "  ");
398                 }
399                 if (show_pkg && show_core)
400                         outp += sprintf(outp, " ");
401                 if (show_core) {
402                         if (c)
403                                 outp += sprintf(outp, "%3d", c->core_id);
404                         else
405                                 outp += sprintf(outp, "   ");
406                 }
407                 if (show_cpu)
408                         outp += sprintf(outp, " %3d", t->cpu_id);
409         }
410         /* %c0 */
411         if (do_nhm_cstates) {
412                 if (show_pkg || show_core || show_cpu)
413                         outp += sprintf(outp, " ");
414                 if (!skip_c0)
415                         outp += sprintf(outp, "%6.2f", 100.0 * t->mperf/t->tsc);
416                 else
417                         outp += sprintf(outp, "  ****");
418         }
419
420         /* GHz */
421         if (has_aperf) {
422                 if (!aperf_mperf_unstable) {
423                         outp += sprintf(outp, " %3.2f",
424                                 1.0 * t->tsc / units * t->aperf /
425                                 t->mperf / interval_float);
426                 } else {
427                         if (t->aperf > t->tsc || t->mperf > t->tsc) {
428                                 outp += sprintf(outp, " ***");
429                         } else {
430                                 outp += sprintf(outp, "%3.1f*",
431                                         1.0 * t->tsc /
432                                         units * t->aperf /
433                                         t->mperf / interval_float);
434                         }
435                 }
436         }
437
438         /* TSC */
439         outp += sprintf(outp, "%5.2f", 1.0 * t->tsc/units/interval_float);
440
441         /* SMI */
442         if (do_smi)
443                 outp += sprintf(outp, "%4d", t->smi_count);
444
445         /* delta */
446         if (extra_delta_offset32)
447                 outp += sprintf(outp, "  %11llu", t->extra_delta32);
448
449         /* DELTA */
450         if (extra_delta_offset64)
451                 outp += sprintf(outp, "  %11llu", t->extra_delta64);
452         /* msr */
453         if (extra_msr_offset32)
454                 outp += sprintf(outp, "  0x%08llx", t->extra_msr32);
455
456         /* MSR */
457         if (extra_msr_offset64)
458                 outp += sprintf(outp, "  0x%016llx", t->extra_msr64);
459
460         if (do_nhm_cstates) {
461                 if (!skip_c1)
462                         outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * t->c1/t->tsc);
463                 else
464                         outp += sprintf(outp, "  ****");
465         }
466
467         /* print per-core data only for 1st thread in core */
468         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
469                 goto done;
470
471         if (do_nhm_cstates)
472                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * c->c3/t->tsc);
473         if (do_nhm_cstates)
474                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * c->c6/t->tsc);
475         if (do_snb_cstates)
476                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * c->c7/t->tsc);
477
478         if (do_dts)
479                 outp += sprintf(outp, " %4d", c->core_temp_c);
480
481         /* print per-package data only for 1st core in package */
482         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
483                 goto done;
484
485         if (do_ptm)
486                 outp += sprintf(outp, " %4d", p->pkg_temp_c);
487
488         if (do_snb_cstates)
489                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * p->pc2/t->tsc);
490         if (do_nhm_cstates)
491                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * p->pc3/t->tsc);
492         if (do_nhm_cstates)
493                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * p->pc6/t->tsc);
494         if (do_snb_cstates)
495                 outp += sprintf(outp, " %6.2f", 100.0 * p->pc7/t->tsc);
496
497         /*
498          * If measurement interval exceeds minimum RAPL Joule Counter range,
499          * indicate that results are suspect by printing "**" in fraction place.
500          */
501         if (interval_float < rapl_joule_counter_range) {
502                 fmt5 = " %5.2f";
503                 fmt6 = " %6.2f";
504         } else {
505                 fmt5 = " %3.0f**";
506                 fmt6 = " %4.0f**";
507         }
508
509         if (do_rapl & RAPL_PKG)
510                 outp += sprintf(outp, fmt6, p->energy_pkg * rapl_energy_units / interval_float);
511         if (do_rapl & RAPL_CORES)
512                 outp += sprintf(outp, fmt6, p->energy_cores * rapl_energy_units / interval_float);
513         if (do_rapl & RAPL_GFX)
514                 outp += sprintf(outp, fmt5, p->energy_gfx * rapl_energy_units / interval_float); 
515         if (do_rapl & RAPL_DRAM)
516                 outp += sprintf(outp, fmt5, p->energy_dram * rapl_energy_units / interval_float);
517         if (do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS )
518                 outp += sprintf(outp, fmt5, 100.0 * p->rapl_pkg_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
519         if (do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS )
520                 outp += sprintf(outp, fmt5, 100.0 * p->rapl_dram_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
521
522 done:
523         outp += sprintf(outp, "\n");
524
525         return 0;
526 }
527
528 void flush_stdout()
529 {
530         fputs(output_buffer, stdout);
531         fflush(stdout);
532         outp = output_buffer;
533 }
534 void flush_stderr()
535 {
536         fputs(output_buffer, stderr);
537         outp = output_buffer;
538 }
539 void format_all_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
540 {
541         static int printed;
542
543         if (!printed || !summary_only)
544                 print_header();
545
546         if (topo.num_cpus > 1)
547                 format_counters(&average.threads, &average.cores,
548                         &average.packages);
549
550         printed = 1;
551
552         if (summary_only)
553                 return;
554
555         for_all_cpus(format_counters, t, c, p);
556 }
557
558 #define DELTA_WRAP32(new, old)                  \
559         if (new > old) {                        \
560                 old = new - old;                \
561         } else {                                \
562                 old = 0x100000000 + new - old;  \
563         }
564
565 void
566 delta_package(struct pkg_data *new, struct pkg_data *old)
567 {
568         old->pc2 = new->pc2 - old->pc2;
569         old->pc3 = new->pc3 - old->pc3;
570         old->pc6 = new->pc6 - old->pc6;
571         old->pc7 = new->pc7 - old->pc7;
572         old->pkg_temp_c = new->pkg_temp_c;
573
574         DELTA_WRAP32(new->energy_pkg, old->energy_pkg);
575         DELTA_WRAP32(new->energy_cores, old->energy_cores);
576         DELTA_WRAP32(new->energy_gfx, old->energy_gfx);
577         DELTA_WRAP32(new->energy_dram, old->energy_dram);
578         DELTA_WRAP32(new->rapl_pkg_perf_status, old->rapl_pkg_perf_status);
579         DELTA_WRAP32(new->rapl_dram_perf_status, old->rapl_dram_perf_status);
580 }
581
582 void
583 delta_core(struct core_data *new, struct core_data *old)
584 {
585         old->c3 = new->c3 - old->c3;
586         old->c6 = new->c6 - old->c6;
587         old->c7 = new->c7 - old->c7;
588         old->core_temp_c = new->core_temp_c;
589 }
590
591 /*
592  * old = new - old
593  */
594 void
595 delta_thread(struct thread_data *new, struct thread_data *old,
596         struct core_data *core_delta)
597 {
598         old->tsc = new->tsc - old->tsc;
599
600         /* check for TSC < 1 Mcycles over interval */
601         if (old->tsc < (1000 * 1000)) {
602                 fprintf(stderr, "Insanely slow TSC rate, TSC stops in idle?\n");
603                 fprintf(stderr, "You can disable all c-states by booting with \"idle=poll\"\n");
604                 fprintf(stderr, "or just the deep ones with \"processor.max_cstate=1\"\n");
605                 exit(-3);
606         }
607
608         old->c1 = new->c1 - old->c1;
609
610         if ((new->aperf > old->aperf) && (new->mperf > old->mperf)) {
611                 old->aperf = new->aperf - old->aperf;
612                 old->mperf = new->mperf - old->mperf;
613         } else {
614
615                 if (!aperf_mperf_unstable) {
616                         fprintf(stderr, "%s: APERF or MPERF went backwards *\n", progname);
617                         fprintf(stderr, "* Frequency results do not cover entire interval *\n");
618                         fprintf(stderr, "* fix this by running Linux-2.6.30 or later *\n");
619
620                         aperf_mperf_unstable = 1;
621                 }
622                 /*
623                  * mperf delta is likely a huge "positive" number
624                  * can not use it for calculating c0 time
625                  */
626                 skip_c0 = 1;
627                 skip_c1 = 1;
628         }
629
630
631         /*
632          * As counter collection is not atomic,
633          * it is possible for mperf's non-halted cycles + idle states
634          * to exceed TSC's all cycles: show c1 = 0% in that case.
635          */
636         if ((old->mperf + core_delta->c3 + core_delta->c6 + core_delta->c7) > old->tsc)
637                 old->c1 = 0;
638         else {
639                 /* normal case, derive c1 */
640                 old->c1 = old->tsc - old->mperf - core_delta->c3
641                                 - core_delta->c6 - core_delta->c7;
642         }
643
644         if (old->mperf == 0) {
645                 if (verbose > 1) fprintf(stderr, "cpu%d MPERF 0!\n", old->cpu_id);
646                 old->mperf = 1; /* divide by 0 protection */
647         }
648
649         old->extra_delta32 = new->extra_delta32 - old->extra_delta32;
650         old->extra_delta32 &= 0xFFFFFFFF;
651
652         old->extra_delta64 = new->extra_delta64 - old->extra_delta64;
653
654         /*
655          * Extra MSR is just a snapshot, simply copy latest w/o subtracting
656          */
657         old->extra_msr32 = new->extra_msr32;
658         old->extra_msr64 = new->extra_msr64;
659
660         if (do_smi)
661                 old->smi_count = new->smi_count - old->smi_count;
662 }
663
664 int delta_cpu(struct thread_data *t, struct core_data *c,
665         struct pkg_data *p, struct thread_data *t2,
666         struct core_data *c2, struct pkg_data *p2)
667 {
668         /* calculate core delta only for 1st thread in core */
669         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE)
670                 delta_core(c, c2);
671
672         /* always calculate thread delta */
673         delta_thread(t, t2, c2);        /* c2 is core delta */
674
675         /* calculate package delta only for 1st core in package */
676         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)
677                 delta_package(p, p2);
678
679         return 0;
680 }
681
682 void clear_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
683 {
684         t->tsc = 0;
685         t->aperf = 0;
686         t->mperf = 0;
687         t->c1 = 0;
688
689         t->smi_count = 0;
690         t->extra_delta32 = 0;
691         t->extra_delta64 = 0;
692
693         /* tells format_counters to dump all fields from this set */
694         t->flags = CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE | CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE;
695
696         c->c3 = 0;
697         c->c6 = 0;
698         c->c7 = 0;
699         c->core_temp_c = 0;
700
701         p->pc2 = 0;
702         p->pc3 = 0;
703         p->pc6 = 0;
704         p->pc7 = 0;
705
706         p->energy_pkg = 0;
707         p->energy_dram = 0;
708         p->energy_cores = 0;
709         p->energy_gfx = 0;
710         p->rapl_pkg_perf_status = 0;
711         p->rapl_dram_perf_status = 0;
712         p->pkg_temp_c = 0;
713 }
714 int sum_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c,
715         struct pkg_data *p)
716 {
717         average.threads.tsc += t->tsc;
718         average.threads.aperf += t->aperf;
719         average.threads.mperf += t->mperf;
720         average.threads.c1 += t->c1;
721
722         average.threads.extra_delta32 += t->extra_delta32;
723         average.threads.extra_delta64 += t->extra_delta64;
724
725         /* sum per-core values only for 1st thread in core */
726         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
727                 return 0;
728
729         average.cores.c3 += c->c3;
730         average.cores.c6 += c->c6;
731         average.cores.c7 += c->c7;
732
733         average.cores.core_temp_c = MAX(average.cores.core_temp_c, c->core_temp_c);
734
735         /* sum per-pkg values only for 1st core in pkg */
736         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
737                 return 0;
738
739         average.packages.pc2 += p->pc2;
740         average.packages.pc3 += p->pc3;
741         average.packages.pc6 += p->pc6;
742         average.packages.pc7 += p->pc7;
743
744         average.packages.energy_pkg += p->energy_pkg;
745         average.packages.energy_dram += p->energy_dram;
746         average.packages.energy_cores += p->energy_cores;
747         average.packages.energy_gfx += p->energy_gfx;
748
749         average.packages.pkg_temp_c = MAX(average.packages.pkg_temp_c, p->pkg_temp_c);
750
751         average.packages.rapl_pkg_perf_status += p->rapl_pkg_perf_status;
752         average.packages.rapl_dram_perf_status += p->rapl_dram_perf_status;
753         return 0;
754 }
755 /*
756  * sum the counters for all cpus in the system
757  * compute the weighted average
758  */
759 void compute_average(struct thread_data *t, struct core_data *c,
760         struct pkg_data *p)
761 {
762         clear_counters(&average.threads, &average.cores, &average.packages);
763
764         for_all_cpus(sum_counters, t, c, p);
765
766         average.threads.tsc /= topo.num_cpus;
767         average.threads.aperf /= topo.num_cpus;
768         average.threads.mperf /= topo.num_cpus;
769         average.threads.c1 /= topo.num_cpus;
770
771         average.threads.extra_delta32 /= topo.num_cpus;
772         average.threads.extra_delta32 &= 0xFFFFFFFF;
773
774         average.threads.extra_delta64 /= topo.num_cpus;
775
776         average.cores.c3 /= topo.num_cores;
777         average.cores.c6 /= topo.num_cores;
778         average.cores.c7 /= topo.num_cores;
779
780         average.packages.pc2 /= topo.num_packages;
781         average.packages.pc3 /= topo.num_packages;
782         average.packages.pc6 /= topo.num_packages;
783         average.packages.pc7 /= topo.num_packages;
784 }
785
786 static unsigned long long rdtsc(void)
787 {
788         unsigned int low, high;
789
790         asm volatile("rdtsc" : "=a" (low), "=d" (high));
791
792         return low | ((unsigned long long)high) << 32;
793 }
794
795
796 /*
797  * get_counters(...)
798  * migrate to cpu
799  * acquire and record local counters for that cpu
800  */
801 int get_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
802 {
803         int cpu = t->cpu_id;
804         unsigned long long msr;
805
806         if (cpu_migrate(cpu)) {
807                 fprintf(stderr, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
808                 return -1;
809         }
810
811         t->tsc = rdtsc();       /* we are running on local CPU of interest */
812
813         if (has_aperf) {
814                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_APERF, &t->aperf))
815                         return -3;
816                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_MPERF, &t->mperf))
817                         return -4;
818         }
819
820         if (do_smi) {
821                 if (get_msr(cpu, MSR_SMI_COUNT, &msr))
822                         return -5;
823                 t->smi_count = msr & 0xFFFFFFFF;
824         }
825         if (extra_delta_offset32) {
826                 if (get_msr(cpu, extra_delta_offset32, &msr))
827                         return -5;
828                 t->extra_delta32 = msr & 0xFFFFFFFF;
829         }
830
831         if (extra_delta_offset64)
832                 if (get_msr(cpu, extra_delta_offset64, &t->extra_delta64))
833                         return -5;
834
835         if (extra_msr_offset32) {
836                 if (get_msr(cpu, extra_msr_offset32, &msr))
837                         return -5;
838                 t->extra_msr32 = msr & 0xFFFFFFFF;
839         }
840
841         if (extra_msr_offset64)
842                 if (get_msr(cpu, extra_msr_offset64, &t->extra_msr64))
843                         return -5;
844
845         /* collect core counters only for 1st thread in core */
846         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
847                 return 0;
848
849         if (do_nhm_cstates) {
850                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C3_RESIDENCY, &c->c3))
851                         return -6;
852                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C6_RESIDENCY, &c->c6))
853                         return -7;
854         }
855
856         if (do_snb_cstates)
857                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C7_RESIDENCY, &c->c7))
858                         return -8;
859
860         if (do_dts) {
861                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
862                         return -9;
863                 c->core_temp_c = tcc_activation_temp - ((msr >> 16) & 0x7F);
864         }
865
866
867         /* collect package counters only for 1st core in package */
868         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
869                 return 0;
870
871         if (do_nhm_cstates) {
872                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C3_RESIDENCY, &p->pc3))
873                         return -9;
874                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C6_RESIDENCY, &p->pc6))
875                         return -10;
876         }
877         if (do_snb_cstates) {
878                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C2_RESIDENCY, &p->pc2))
879                         return -11;
880                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C7_RESIDENCY, &p->pc7))
881                         return -12;
882         }
883         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
884                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_ENERGY_STATUS, &msr))
885                         return -13;
886                 p->energy_pkg = msr & 0xFFFFFFFF;
887         }
888         if (do_rapl & RAPL_CORES) {
889                 if (get_msr(cpu, MSR_PP0_ENERGY_STATUS, &msr))
890                         return -14;
891                 p->energy_cores = msr & 0xFFFFFFFF;
892         }
893         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
894                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_ENERGY_STATUS, &msr))
895                         return -15;
896                 p->energy_dram = msr & 0xFFFFFFFF;
897         }
898         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
899                 if (get_msr(cpu, MSR_PP1_ENERGY_STATUS, &msr))
900                         return -16;
901                 p->energy_gfx = msr & 0xFFFFFFFF;
902         }
903         if (do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS) {
904                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_PERF_STATUS, &msr))
905                         return -16;
906                 p->rapl_pkg_perf_status = msr & 0xFFFFFFFF;
907         }
908         if (do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS) {
909                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_PERF_STATUS, &msr))
910                         return -16;
911                 p->rapl_dram_perf_status = msr & 0xFFFFFFFF;
912         }
913         if (do_ptm) {
914                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
915                         return -17;
916                 p->pkg_temp_c = tcc_activation_temp - ((msr >> 16) & 0x7F);
917         }
918         return 0;
919 }
920
921 void print_verbose_header(void)
922 {
923         unsigned long long msr;
924         unsigned int ratio;
925
926         if (!do_nehalem_platform_info)
927                 return;
928
929         get_msr(0, MSR_NHM_PLATFORM_INFO, &msr);
930
931         fprintf(stderr, "cpu0: MSR_NHM_PLATFORM_INFO: 0x%08llx\n", msr);
932
933         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
934         fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max efficiency\n",
935                 ratio, bclk, ratio * bclk);
936
937         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
938         fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz TSC frequency\n",
939                 ratio, bclk, ratio * bclk);
940
941         get_msr(0, MSR_IA32_POWER_CTL, &msr);
942         fprintf(stderr, "cpu0: MSR_IA32_POWER_CTL: 0x%08llx (C1E: %sabled)\n",
943                 msr, msr & 0x2 ? "EN" : "DIS");
944
945         if (!do_ivt_turbo_ratio_limit)
946                 goto print_nhm_turbo_ratio_limits;
947
948         get_msr(0, MSR_IVT_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
949
950         fprintf(stderr, "cpu0: MSR_IVT_TURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n", msr);
951
952         ratio = (msr >> 56) & 0xFF;
953         if (ratio)
954                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 16 active cores\n",
955                         ratio, bclk, ratio * bclk);
956
957         ratio = (msr >> 48) & 0xFF;
958         if (ratio)
959                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 15 active cores\n",
960                         ratio, bclk, ratio * bclk);
961
962         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
963         if (ratio)
964                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 14 active cores\n",
965                         ratio, bclk, ratio * bclk);
966
967         ratio = (msr >> 32) & 0xFF;
968         if (ratio)
969                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 13 active cores\n",
970                         ratio, bclk, ratio * bclk);
971
972         ratio = (msr >> 24) & 0xFF;
973         if (ratio)
974                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 12 active cores\n",
975                         ratio, bclk, ratio * bclk);
976
977         ratio = (msr >> 16) & 0xFF;
978         if (ratio)
979                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 11 active cores\n",
980                         ratio, bclk, ratio * bclk);
981
982         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
983         if (ratio)
984                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 10 active cores\n",
985                         ratio, bclk, ratio * bclk);
986
987         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
988         if (ratio)
989                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 9 active cores\n",
990                         ratio, bclk, ratio * bclk);
991
992 print_nhm_turbo_ratio_limits:
993         get_msr(0, MSR_NHM_SNB_PKG_CST_CFG_CTL, &msr);
994
995 #define SNB_C1_AUTO_UNDEMOTE              (1UL << 27)
996 #define SNB_C3_AUTO_UNDEMOTE              (1UL << 28)
997
998         fprintf(stderr, "cpu0: MSR_NHM_SNB_PKG_CST_CFG_CTL: 0x%08llx", msr);
999
1000         fprintf(stderr, " (%s%s%s%s%slocked: pkg-cstate-limit=%d: ",
1001                 (msr & SNB_C3_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C3, " : "",
1002                 (msr & SNB_C1_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C1, " : "",
1003                 (msr & NHM_C3_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C3, " : "",
1004                 (msr & NHM_C1_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C1, " : "",
1005                 (msr & (1 << 15)) ? "" : "UN",
1006                 (unsigned int)msr & 7);
1007
1008
1009         switch(msr & 0x7) {
1010         case 0:
1011                 fprintf(stderr, "pc0");
1012                 break;
1013         case 1:
1014                 fprintf(stderr, do_snb_cstates ? "pc2" : "pc0");
1015                 break;
1016         case 2:
1017                 fprintf(stderr, do_snb_cstates ? "pc6-noret" : "pc3");
1018                 break;
1019         case 3:
1020                 fprintf(stderr, "pc6");
1021                 break;
1022         case 4:
1023                 fprintf(stderr, "pc7");
1024                 break;
1025         case 5:
1026                 fprintf(stderr, do_snb_cstates ? "pc7s" : "invalid");
1027                 break;
1028         case 7:
1029                 fprintf(stderr, "unlimited");
1030                 break;
1031         default:
1032                 fprintf(stderr, "invalid");
1033         }
1034         fprintf(stderr, ")\n");
1035
1036         if (!do_nehalem_turbo_ratio_limit)
1037                 return;
1038
1039         get_msr(0, MSR_NHM_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1040
1041         fprintf(stderr, "cpu0: MSR_NHM_TURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n", msr);
1042
1043         ratio = (msr >> 56) & 0xFF;
1044         if (ratio)
1045                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 8 active cores\n",
1046                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1047
1048         ratio = (msr >> 48) & 0xFF;
1049         if (ratio)
1050                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 7 active cores\n",
1051                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1052
1053         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
1054         if (ratio)
1055                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 6 active cores\n",
1056                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1057
1058         ratio = (msr >> 32) & 0xFF;
1059         if (ratio)
1060                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 5 active cores\n",
1061                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1062
1063         ratio = (msr >> 24) & 0xFF;
1064         if (ratio)
1065                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 4 active cores\n",
1066                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1067
1068         ratio = (msr >> 16) & 0xFF;
1069         if (ratio)
1070                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 3 active cores\n",
1071                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1072
1073         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
1074         if (ratio)
1075                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 2 active cores\n",
1076                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1077
1078         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
1079         if (ratio)
1080                 fprintf(stderr, "%d * %.0f = %.0f MHz max turbo 1 active cores\n",
1081                         ratio, bclk, ratio * bclk);
1082 }
1083
1084 void free_all_buffers(void)
1085 {
1086         CPU_FREE(cpu_present_set);
1087         cpu_present_set = NULL;
1088         cpu_present_set = 0;
1089
1090         CPU_FREE(cpu_affinity_set);
1091         cpu_affinity_set = NULL;
1092         cpu_affinity_setsize = 0;
1093
1094         free(thread_even);
1095         free(core_even);
1096         free(package_even);
1097
1098         thread_even = NULL;
1099         core_even = NULL;
1100         package_even = NULL;
1101
1102         free(thread_odd);
1103         free(core_odd);
1104         free(package_odd);
1105
1106         thread_odd = NULL;
1107         core_odd = NULL;
1108         package_odd = NULL;
1109
1110         free(output_buffer);
1111         output_buffer = NULL;
1112         outp = NULL;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * cpu_is_first_sibling_in_core(cpu)
1117  * return 1 if given CPU is 1st HT sibling in the core
1118  */
1119 int cpu_is_first_sibling_in_core(int cpu)
1120 {
1121         char path[64];
1122         FILE *filep;
1123         int first_cpu;
1124
1125         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings_list", cpu);
1126         filep = fopen(path, "r");
1127         if (filep == NULL) {
1128                 perror(path);
1129                 exit(1);
1130         }
1131         fscanf(filep, "%d", &first_cpu);
1132         fclose(filep);
1133         return (cpu == first_cpu);
1134 }
1135
1136 /*
1137  * cpu_is_first_core_in_package(cpu)
1138  * return 1 if given CPU is 1st core in package
1139  */
1140 int cpu_is_first_core_in_package(int cpu)
1141 {
1142         char path[64];
1143         FILE *filep;
1144         int first_cpu;
1145
1146         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_siblings_list", cpu);
1147         filep = fopen(path, "r");
1148         if (filep == NULL) {
1149                 perror(path);
1150                 exit(1);
1151         }
1152         fscanf(filep, "%d", &first_cpu);
1153         fclose(filep);
1154         return (cpu == first_cpu);
1155 }
1156
1157 int get_physical_package_id(int cpu)
1158 {
1159         char path[80];
1160         FILE *filep;
1161         int pkg;
1162
1163         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/physical_package_id", cpu);
1164         filep = fopen(path, "r");
1165         if (filep == NULL) {
1166                 perror(path);
1167                 exit(1);
1168         }
1169         fscanf(filep, "%d", &pkg);
1170         fclose(filep);
1171         return pkg;
1172 }
1173
1174 int get_core_id(int cpu)
1175 {
1176         char path[80];
1177         FILE *filep;
1178         int core;
1179
1180         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_id", cpu);
1181         filep = fopen(path, "r");
1182         if (filep == NULL) {
1183                 perror(path);
1184                 exit(1);
1185         }
1186         fscanf(filep, "%d", &core);
1187         fclose(filep);
1188         return core;
1189 }
1190
1191 int get_num_ht_siblings(int cpu)
1192 {
1193         char path[80];
1194         FILE *filep;
1195         int sib1, sib2;
1196         int matches;
1197         char character;
1198
1199         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings_list", cpu);
1200         filep = fopen(path, "r");
1201         if (filep == NULL) {
1202                 perror(path);
1203                 exit(1);
1204         }
1205         /*
1206          * file format:
1207          * if a pair of number with a character between: 2 siblings (eg. 1-2, or 1,4)
1208          * otherwinse 1 sibling (self).
1209          */
1210         matches = fscanf(filep, "%d%c%d\n", &sib1, &character, &sib2);
1211
1212         fclose(filep);
1213
1214         if (matches == 3)
1215                 return 2;
1216         else
1217                 return 1;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * run func(thread, core, package) in topology order
1222  * skip non-present cpus
1223  */
1224
1225 int for_all_cpus_2(int (func)(struct thread_data *, struct core_data *,
1226         struct pkg_data *, struct thread_data *, struct core_data *,
1227         struct pkg_data *), struct thread_data *thread_base,
1228         struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base,
1229         struct thread_data *thread_base2, struct core_data *core_base2,
1230         struct pkg_data *pkg_base2)
1231 {
1232         int retval, pkg_no, core_no, thread_no;
1233
1234         for (pkg_no = 0; pkg_no < topo.num_packages; ++pkg_no) {
1235                 for (core_no = 0; core_no < topo.num_cores_per_pkg; ++core_no) {
1236                         for (thread_no = 0; thread_no <
1237                                 topo.num_threads_per_core; ++thread_no) {
1238                                 struct thread_data *t, *t2;
1239                                 struct core_data *c, *c2;
1240                                 struct pkg_data *p, *p2;
1241
1242                                 t = GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, pkg_no);
1243
1244                                 if (cpu_is_not_present(t->cpu_id))
1245                                         continue;
1246
1247                                 t2 = GET_THREAD(thread_base2, thread_no, core_no, pkg_no);
1248
1249                                 c = GET_CORE(core_base, core_no, pkg_no);
1250                                 c2 = GET_CORE(core_base2, core_no, pkg_no);
1251
1252                                 p = GET_PKG(pkg_base, pkg_no);
1253                                 p2 = GET_PKG(pkg_base2, pkg_no);
1254
1255                                 retval = func(t, c, p, t2, c2, p2);
1256                                 if (retval)
1257                                         return retval;
1258                         }
1259                 }
1260         }
1261         return 0;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * run func(cpu) on every cpu in /proc/stat
1266  * return max_cpu number
1267  */
1268 int for_all_proc_cpus(int (func)(int))
1269 {
1270         FILE *fp;
1271         int cpu_num;
1272         int retval;
1273
1274         fp = fopen(proc_stat, "r");
1275         if (fp == NULL) {
1276                 perror(proc_stat);
1277                 exit(1);
1278         }
1279
1280         retval = fscanf(fp, "cpu %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n");
1281         if (retval != 0) {
1282                 perror("/proc/stat format");
1283                 exit(1);
1284         }
1285
1286         while (1) {
1287                 retval = fscanf(fp, "cpu%u %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n", &cpu_num);
1288                 if (retval != 1)
1289                         break;
1290
1291                 retval = func(cpu_num);
1292                 if (retval) {
1293                         fclose(fp);
1294                         return(retval);
1295                 }
1296         }
1297         fclose(fp);
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 void re_initialize(void)
1302 {
1303         free_all_buffers();
1304         setup_all_buffers();
1305         printf("turbostat: re-initialized with num_cpus %d\n", topo.num_cpus);
1306 }
1307
1308
1309 /*
1310  * count_cpus()
1311  * remember the last one seen, it will be the max
1312  */
1313 int count_cpus(int cpu)
1314 {
1315         if (topo.max_cpu_num < cpu)
1316                 topo.max_cpu_num = cpu;
1317
1318         topo.num_cpus += 1;
1319         return 0;
1320 }
1321 int mark_cpu_present(int cpu)
1322 {
1323         CPU_SET_S(cpu, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 void turbostat_loop()
1328 {
1329         int retval;
1330         int restarted = 0;
1331
1332 restart:
1333         restarted++;
1334
1335         retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
1336         if (retval < -1) {
1337                 exit(retval);
1338         } else if (retval == -1) {
1339                 if (restarted > 1) {
1340                         exit(retval);
1341                 }
1342                 re_initialize();
1343                 goto restart;
1344         }
1345         restarted = 0;
1346         gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
1347
1348         while (1) {
1349                 if (for_all_proc_cpus(cpu_is_not_present)) {
1350                         re_initialize();
1351                         goto restart;
1352                 }
1353                 sleep(interval_sec);
1354                 retval = for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
1355                 if (retval < -1) {
1356                         exit(retval);
1357                 } else if (retval == -1) {
1358                         re_initialize();
1359                         goto restart;
1360                 }
1361                 gettimeofday(&tv_odd, (struct timezone *)NULL);
1362                 timersub(&tv_odd, &tv_even, &tv_delta);
1363                 for_all_cpus_2(delta_cpu, ODD_COUNTERS, EVEN_COUNTERS);
1364                 compute_average(EVEN_COUNTERS);
1365                 format_all_counters(EVEN_COUNTERS);
1366                 flush_stdout();
1367                 sleep(interval_sec);
1368                 retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
1369                 if (retval < -1) {
1370                         exit(retval);
1371                 } else if (retval == -1) {
1372                         re_initialize();
1373                         goto restart;
1374                 }
1375                 gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
1376                 timersub(&tv_even, &tv_odd, &tv_delta);
1377                 for_all_cpus_2(delta_cpu, EVEN_COUNTERS, ODD_COUNTERS);
1378                 compute_average(ODD_COUNTERS);
1379                 format_all_counters(ODD_COUNTERS);
1380                 flush_stdout();
1381         }
1382 }
1383
1384 void check_dev_msr()
1385 {
1386         struct stat sb;
1387
1388         if (stat("/dev/cpu/0/msr", &sb)) {
1389                 fprintf(stderr, "no /dev/cpu/0/msr\n");
1390                 fprintf(stderr, "Try \"# modprobe msr\"\n");
1391                 exit(-5);
1392         }
1393 }
1394
1395 void check_super_user()
1396 {
1397         if (getuid() != 0) {
1398                 fprintf(stderr, "must be root\n");
1399                 exit(-6);
1400         }
1401 }
1402
1403 int has_nehalem_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
1404 {
1405         if (!genuine_intel)
1406                 return 0;
1407
1408         if (family != 6)
1409                 return 0;
1410
1411         switch (model) {
1412         case 0x1A:      /* Core i7, Xeon 5500 series - Bloomfield, Gainstown NHM-EP */
1413         case 0x1E:      /* Core i7 and i5 Processor - Clarksfield, Lynnfield, Jasper Forest */
1414         case 0x1F:      /* Core i7 and i5 Processor - Nehalem */
1415         case 0x25:      /* Westmere Client - Clarkdale, Arrandale */
1416         case 0x2C:      /* Westmere EP - Gulftown */
1417         case 0x2A:      /* SNB */
1418         case 0x2D:      /* SNB Xeon */
1419         case 0x3A:      /* IVB */
1420         case 0x3E:      /* IVB Xeon */
1421         case 0x3C:      /* HSW */
1422         case 0x3F:      /* HSW */
1423         case 0x45:      /* HSW */
1424         case 0x46:      /* HSW */
1425                 return 1;
1426         case 0x2E:      /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
1427         case 0x2F:      /* Westmere-EX Xeon - Eagleton */
1428         default:
1429                 return 0;
1430         }
1431 }
1432 int has_ivt_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
1433 {
1434         if (!genuine_intel)
1435                 return 0;
1436
1437         if (family != 6)
1438                 return 0;
1439
1440         switch (model) {
1441         case 0x3E:      /* IVB Xeon */
1442                 return 1;
1443         default:
1444                 return 0;
1445         }
1446 }
1447
1448 /*
1449  * print_epb()
1450  * Decode the ENERGY_PERF_BIAS MSR
1451  */
1452 int print_epb(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1453 {
1454         unsigned long long msr;
1455         char *epb_string;
1456         int cpu;
1457
1458         if (!has_epb)
1459                 return 0;
1460
1461         cpu = t->cpu_id;
1462
1463         /* EPB is per-package */
1464         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1465                 return 0;
1466
1467         if (cpu_migrate(cpu)) {
1468                 fprintf(stderr, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
1469                 return -1;
1470         }
1471
1472         if (get_msr(cpu, MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS, &msr))
1473                 return 0;
1474
1475         switch (msr & 0x7) {
1476         case ENERGY_PERF_BIAS_PERFORMANCE:
1477                 epb_string = "performance";
1478                 break;
1479         case ENERGY_PERF_BIAS_NORMAL:
1480                 epb_string = "balanced";
1481                 break;
1482         case ENERGY_PERF_BIAS_POWERSAVE:
1483                 epb_string = "powersave";
1484                 break;
1485         default:
1486                 epb_string = "custom";
1487                 break;
1488         }
1489         fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS: 0x%08llx (%s)\n", cpu, msr, epb_string);
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 #define RAPL_POWER_GRANULARITY  0x7FFF  /* 15 bit power granularity */
1495 #define RAPL_TIME_GRANULARITY   0x3F /* 6 bit time granularity */
1496
1497 /*
1498  * rapl_probe()
1499  *
1500  * sets do_rapl
1501  */
1502 void rapl_probe(unsigned int family, unsigned int model)
1503 {
1504         unsigned long long msr;
1505         double tdp;
1506
1507         if (!genuine_intel)
1508                 return;
1509
1510         if (family != 6)
1511                 return;
1512
1513         switch (model) {
1514         case 0x2A:
1515         case 0x3A:
1516         case 0x3C:      /* HSW */
1517         case 0x3F:      /* HSW */
1518         case 0x45:      /* HSW */
1519         case 0x46:      /* HSW */
1520                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_GFX;
1521                 break;
1522         case 0x2D:
1523         case 0x3E:
1524                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_DRAM | RAPL_PKG_PERF_STATUS | RAPL_DRAM_PERF_STATUS;
1525                 break;
1526         default:
1527                 return;
1528         }
1529
1530         /* units on package 0, verify later other packages match */
1531         if (get_msr(0, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
1532                 return;
1533
1534         rapl_power_units = 1.0 / (1 << (msr & 0xF));
1535         rapl_energy_units = 1.0 / (1 << (msr >> 8 & 0x1F));
1536         rapl_time_units = 1.0 / (1 << (msr >> 16 & 0xF));
1537
1538         /* get TDP to determine energy counter range */
1539         if (get_msr(0, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
1540                 return;
1541
1542         tdp = ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units;
1543
1544         rapl_joule_counter_range = 0xFFFFFFFF * rapl_energy_units / tdp;
1545
1546         if (verbose)
1547                 fprintf(stderr, "RAPL: %.0f sec. Joule Counter Range\n", rapl_joule_counter_range);
1548
1549         return;
1550 }
1551
1552 int print_thermal(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1553 {
1554         unsigned long long msr;
1555         unsigned int dts;
1556         int cpu;
1557
1558         if (!(do_dts || do_ptm))
1559                 return 0;
1560
1561         cpu = t->cpu_id;
1562
1563         /* DTS is per-core, no need to print for each thread */
1564         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE)) 
1565                 return 0;
1566
1567         if (cpu_migrate(cpu)) {
1568                 fprintf(stderr, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
1569                 return -1;
1570         }
1571
1572         if (do_ptm && (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)) {
1573                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
1574                         return 0;
1575
1576                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
1577                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C)\n",
1578                         cpu, msr, tcc_activation_temp - dts);
1579
1580 #ifdef  THERM_DEBUG
1581                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, &msr))
1582                         return 0;
1583
1584                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
1585                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
1586                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
1587                         cpu, msr, tcc_activation_temp - dts, tcc_activation_temp - dts2);
1588 #endif
1589         }
1590
1591
1592         if (do_dts) {
1593                 unsigned int resolution;
1594
1595                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
1596                         return 0;
1597
1598                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
1599                 resolution = (msr >> 27) & 0xF;
1600                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C +/- %d)\n",
1601                         cpu, msr, tcc_activation_temp - dts, resolution);
1602
1603 #ifdef THERM_DEBUG
1604                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_INTERRUPT, &msr))
1605                         return 0;
1606
1607                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
1608                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
1609                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
1610                         cpu, msr, tcc_activation_temp - dts, tcc_activation_temp - dts2);
1611 #endif
1612         }
1613
1614         return 0;
1615 }
1616         
1617 void print_power_limit_msr(int cpu, unsigned long long msr, char *label)
1618 {
1619         fprintf(stderr, "cpu%d: %s: %sabled (%f Watts, %f sec, clamp %sabled)\n",
1620                 cpu, label,
1621                 ((msr >> 15) & 1) ? "EN" : "DIS",
1622                 ((msr >> 0) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
1623                 (1.0 + (((msr >> 22) & 0x3)/4.0)) * (1 << ((msr >> 17) & 0x1F)) * rapl_time_units,
1624                 (((msr >> 16) & 1) ? "EN" : "DIS"));
1625
1626         return;
1627 }
1628
1629 int print_rapl(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1630 {
1631         unsigned long long msr;
1632         int cpu;
1633         double local_rapl_power_units, local_rapl_energy_units, local_rapl_time_units;
1634
1635         if (!do_rapl)
1636                 return 0;
1637
1638         /* RAPL counters are per package, so print only for 1st thread/package */
1639         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1640                 return 0;
1641
1642         cpu = t->cpu_id;
1643         if (cpu_migrate(cpu)) {
1644                 fprintf(stderr, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
1645                 return -1;
1646         }
1647
1648         if (get_msr(cpu, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
1649                 return -1;
1650
1651         local_rapl_power_units = 1.0 / (1 << (msr & 0xF));
1652         local_rapl_energy_units = 1.0 / (1 << (msr >> 8 & 0x1F));
1653         local_rapl_time_units = 1.0 / (1 << (msr >> 16 & 0xF));
1654
1655         if (local_rapl_power_units != rapl_power_units)
1656                 fprintf(stderr, "cpu%d, ERROR: Power units mis-match\n", cpu);
1657         if (local_rapl_energy_units != rapl_energy_units)
1658                 fprintf(stderr, "cpu%d, ERROR: Energy units mis-match\n", cpu);
1659         if (local_rapl_time_units != rapl_time_units)
1660                 fprintf(stderr, "cpu%d, ERROR: Time units mis-match\n", cpu);
1661
1662         if (verbose) {
1663                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_RAPL_POWER_UNIT: 0x%08llx "
1664                         "(%f Watts, %f Joules, %f sec.)\n", cpu, msr,
1665                         local_rapl_power_units, local_rapl_energy_units, local_rapl_time_units);
1666         }
1667         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
1668                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
1669                         return -5;
1670
1671
1672                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_INFO: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
1673                         cpu, msr,
1674                         ((msr >>  0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1675                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1676                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1677                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
1678
1679                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_LIMIT, &msr))
1680                         return -9;
1681
1682                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
1683                         cpu, msr, (msr >> 63) & 1 ? "": "UN");
1684
1685                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "PKG Limit #1");
1686                 fprintf(stderr, "cpu%d: PKG Limit #2: %sabled (%f Watts, %f* sec, clamp %sabled)\n",
1687                         cpu,
1688                         ((msr >> 47) & 1) ? "EN" : "DIS",
1689                         ((msr >> 32) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
1690                         (1.0 + (((msr >> 54) & 0x3)/4.0)) * (1 << ((msr >> 49) & 0x1F)) * rapl_time_units,
1691                         ((msr >> 48) & 1) ? "EN" : "DIS");
1692         }
1693
1694         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
1695                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_INFO, &msr))
1696                         return -6;
1697
1698
1699                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_INFO,: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
1700                         cpu, msr,
1701                         ((msr >>  0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1702                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1703                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
1704                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
1705
1706
1707                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_LIMIT, &msr))
1708                         return -9;
1709                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
1710                                 cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "": "UN");
1711
1712                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "DRAM Limit");
1713         }
1714         if (do_rapl & RAPL_CORES) {
1715                 if (verbose) {
1716                         if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POLICY, &msr))
1717                                 return -7;
1718
1719                         fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PP0_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
1720
1721                         if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POWER_LIMIT, &msr))
1722                                 return -9;
1723                         fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PP0_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
1724                                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "": "UN");
1725                         print_power_limit_msr(cpu, msr, "Cores Limit");
1726                 }
1727         }
1728         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
1729                 if (verbose) {
1730                         if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POLICY, &msr))
1731                                 return -8;
1732
1733                         fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PP1_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
1734
1735                         if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POWER_LIMIT, &msr))
1736                                 return -9;
1737                         fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_PP1_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
1738                                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "": "UN");
1739                         print_power_limit_msr(cpu, msr, "GFX Limit");
1740                 }
1741         }
1742         return 0;
1743 }
1744
1745
1746 int is_snb(unsigned int family, unsigned int model)
1747 {
1748         if (!genuine_intel)
1749                 return 0;
1750
1751         switch (model) {
1752         case 0x2A:
1753         case 0x2D:
1754         case 0x3A:      /* IVB */
1755         case 0x3E:      /* IVB Xeon */
1756         case 0x3C:      /* HSW */
1757         case 0x3F:      /* HSW */
1758         case 0x45:      /* HSW */
1759         case 0x46:      /* HSW */
1760                 return 1;
1761         }
1762         return 0;
1763 }
1764
1765 double discover_bclk(unsigned int family, unsigned int model)
1766 {
1767         if (is_snb(family, model))
1768                 return 100.00;
1769         else
1770                 return 133.33;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET indicates the temperature where
1775  * the Thermal Control Circuit (TCC) activates.
1776  * This is usually equal to tjMax.
1777  *
1778  * Older processors do not have this MSR, so there we guess,
1779  * but also allow cmdline over-ride with -T.
1780  *
1781  * Several MSR temperature values are in units of degrees-C
1782  * below this value, including the Digital Thermal Sensor (DTS),
1783  * Package Thermal Management Sensor (PTM), and thermal event thresholds.
1784  */
1785 int set_temperature_target(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1786 {
1787         unsigned long long msr;
1788         unsigned int target_c_local;
1789         int cpu;
1790
1791         /* tcc_activation_temp is used only for dts or ptm */
1792         if (!(do_dts || do_ptm))
1793                 return 0;
1794
1795         /* this is a per-package concept */
1796         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1797                 return 0;
1798
1799         cpu = t->cpu_id;
1800         if (cpu_migrate(cpu)) {
1801                 fprintf(stderr, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
1802                 return -1;
1803         }
1804
1805         if (tcc_activation_temp_override != 0) {
1806                 tcc_activation_temp = tcc_activation_temp_override;
1807                 fprintf(stderr, "cpu%d: Using cmdline TCC Target (%d C)\n",
1808                         cpu, tcc_activation_temp);
1809                 return 0;
1810         }
1811
1812         /* Temperature Target MSR is Nehalem and newer only */
1813         if (!do_nehalem_platform_info)
1814                 goto guess;
1815
1816         if (get_msr(0, MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET, &msr))
1817                 goto guess;
1818
1819         target_c_local = (msr >> 16) & 0x7F;
1820
1821         if (verbose)
1822                 fprintf(stderr, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C)\n",
1823                         cpu, msr, target_c_local);
1824
1825         if (target_c_local < 85 || target_c_local > 120)
1826                 goto guess;
1827
1828         tcc_activation_temp = target_c_local;
1829
1830         return 0;
1831
1832 guess:
1833         tcc_activation_temp = TJMAX_DEFAULT;
1834         fprintf(stderr, "cpu%d: Guessing tjMax %d C, Please use -T to specify\n",
1835                 cpu, tcc_activation_temp);
1836
1837         return 0;
1838 }
1839 void check_cpuid()
1840 {
1841         unsigned int eax, ebx, ecx, edx, max_level;
1842         unsigned int fms, family, model, stepping;
1843
1844         eax = ebx = ecx = edx = 0;
1845
1846         asm("cpuid" : "=a" (max_level), "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx) : "a" (0));
1847
1848         if (ebx == 0x756e6547 && edx == 0x49656e69 && ecx == 0x6c65746e)
1849                 genuine_intel = 1;
1850
1851         if (verbose)
1852                 fprintf(stderr, "CPUID(0): %.4s%.4s%.4s ",
1853                         (char *)&ebx, (char *)&edx, (char *)&ecx);
1854
1855         asm("cpuid" : "=a" (fms), "=c" (ecx), "=d" (edx) : "a" (1) : "ebx");
1856         family = (fms >> 8) & 0xf;
1857         model = (fms >> 4) & 0xf;
1858         stepping = fms & 0xf;
1859         if (family == 6 || family == 0xf)
1860                 model += ((fms >> 16) & 0xf) << 4;
1861
1862         if (verbose)
1863                 fprintf(stderr, "%d CPUID levels; family:model:stepping 0x%x:%x:%x (%d:%d:%d)\n",
1864                         max_level, family, model, stepping, family, model, stepping);
1865
1866         if (!(edx & (1 << 5))) {
1867                 fprintf(stderr, "CPUID: no MSR\n");
1868                 exit(1);
1869         }
1870
1871         /*
1872          * check max extended function levels of CPUID.
1873          * This is needed to check for invariant TSC.
1874          * This check is valid for both Intel and AMD.
1875          */
1876         ebx = ecx = edx = 0;
1877         asm("cpuid" : "=a" (max_level), "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx) : "a" (0x80000000));
1878
1879         if (max_level < 0x80000007) {
1880                 fprintf(stderr, "CPUID: no invariant TSC (max_level 0x%x)\n", max_level);
1881                 exit(1);
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Non-Stop TSC is advertised by CPUID.EAX=0x80000007: EDX.bit8
1886          * this check is valid for both Intel and AMD
1887          */
1888         asm("cpuid" : "=a" (eax), "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx) : "a" (0x80000007));
1889         has_invariant_tsc = edx & (1 << 8);
1890
1891         if (!has_invariant_tsc) {
1892                 fprintf(stderr, "No invariant TSC\n");
1893                 exit(1);
1894         }
1895
1896         /*
1897          * APERF/MPERF is advertised by CPUID.EAX=0x6: ECX.bit0
1898          * this check is valid for both Intel and AMD
1899          */
1900
1901         asm("cpuid" : "=a" (eax), "=b" (ebx), "=c" (ecx), "=d" (edx) : "a" (0x6));
1902         has_aperf = ecx & (1 << 0);
1903         do_dts = eax & (1 << 0);
1904         do_ptm = eax & (1 << 6);
1905         has_epb = ecx & (1 << 3);
1906
1907         if (verbose)
1908                 fprintf(stderr, "CPUID(6): %s%s%s%s\n",
1909                         has_aperf ? "APERF" : "No APERF!",
1910                         do_dts ? ", DTS" : "",
1911                         do_ptm ? ", PTM": "",
1912                         has_epb ? ", EPB": "");
1913
1914         if (!has_aperf)
1915                 exit(-1);
1916
1917         do_nehalem_platform_info = genuine_intel && has_invariant_tsc;
1918         do_nhm_cstates = genuine_intel; /* all Intel w/ non-stop TSC have NHM counters */
1919         do_smi = do_nhm_cstates;
1920         do_snb_cstates = is_snb(family, model);
1921         bclk = discover_bclk(family, model);
1922
1923         do_nehalem_turbo_ratio_limit = has_nehalem_turbo_ratio_limit(family, model);
1924         do_ivt_turbo_ratio_limit = has_ivt_turbo_ratio_limit(family, model);
1925         rapl_probe(family, model);
1926
1927         return;
1928 }
1929
1930
1931 void usage()
1932 {
1933         fprintf(stderr, "%s: [-v][-R][-T][-p|-P|-S][-c MSR# | -s]][-C MSR#][-m MSR#][-M MSR#][-i interval_sec | command ...]\n",
1934                 progname);
1935         exit(1);
1936 }
1937
1938
1939 /*
1940  * in /dev/cpu/ return success for names that are numbers
1941  * ie. filter out ".", "..", "microcode".
1942  */
1943 int dir_filter(const struct dirent *dirp)
1944 {
1945         if (isdigit(dirp->d_name[0]))
1946                 return 1;
1947         else
1948                 return 0;
1949 }
1950
1951 int open_dev_cpu_msr(int dummy1)
1952 {
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 void topology_probe()
1957 {
1958         int i;
1959         int max_core_id = 0;
1960         int max_package_id = 0;
1961         int max_siblings = 0;
1962         struct cpu_topology {
1963                 int core_id;
1964                 int physical_package_id;
1965         } *cpus;
1966
1967         /* Initialize num_cpus, max_cpu_num */
1968         topo.num_cpus = 0;
1969         topo.max_cpu_num = 0;
1970         for_all_proc_cpus(count_cpus);
1971         if (!summary_only && topo.num_cpus > 1)
1972                 show_cpu = 1;
1973
1974         if (verbose > 1)
1975                 fprintf(stderr, "num_cpus %d max_cpu_num %d\n", topo.num_cpus, topo.max_cpu_num);
1976
1977         cpus = calloc(1, (topo.max_cpu_num  + 1) * sizeof(struct cpu_topology));
1978         if (cpus == NULL) {
1979                 perror("calloc cpus");
1980                 exit(1);
1981         }
1982
1983         /*
1984          * Allocate and initialize cpu_present_set
1985          */
1986         cpu_present_set = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
1987         if (cpu_present_set == NULL) {
1988                 perror("CPU_ALLOC");
1989                 exit(3);
1990         }
1991         cpu_present_setsize = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
1992         CPU_ZERO_S(cpu_present_setsize, cpu_present_set);
1993         for_all_proc_cpus(mark_cpu_present);
1994
1995         /*
1996          * Allocate and initialize cpu_affinity_set
1997          */
1998         cpu_affinity_set = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
1999         if (cpu_affinity_set == NULL) {
2000                 perror("CPU_ALLOC");
2001                 exit(3);
2002         }
2003         cpu_affinity_setsize = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
2004         CPU_ZERO_S(cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
2005
2006
2007         /*
2008          * For online cpus
2009          * find max_core_id, max_package_id
2010          */
2011         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; ++i) {
2012                 int siblings;
2013
2014                 if (cpu_is_not_present(i)) {
2015                         if (verbose > 1)
2016                                 fprintf(stderr, "cpu%d NOT PRESENT\n", i);
2017                         continue;
2018                 }
2019                 cpus[i].core_id = get_core_id(i);
2020                 if (cpus[i].core_id > max_core_id)
2021                         max_core_id = cpus[i].core_id;
2022
2023                 cpus[i].physical_package_id = get_physical_package_id(i);
2024                 if (cpus[i].physical_package_id > max_package_id)
2025                         max_package_id = cpus[i].physical_package_id;
2026
2027                 siblings = get_num_ht_siblings(i);
2028                 if (siblings > max_siblings)
2029                         max_siblings = siblings;
2030                 if (verbose > 1)
2031                         fprintf(stderr, "cpu %d pkg %d core %d\n",
2032                                 i, cpus[i].physical_package_id, cpus[i].core_id);
2033         }
2034         topo.num_cores_per_pkg = max_core_id + 1;
2035         if (verbose > 1)
2036                 fprintf(stderr, "max_core_id %d, sizing for %d cores per package\n",
2037                         max_core_id, topo.num_cores_per_pkg);
2038         if (!summary_only && topo.num_cores_per_pkg > 1)
2039                 show_core = 1;
2040
2041         topo.num_packages = max_package_id + 1;
2042         if (verbose > 1)
2043                 fprintf(stderr, "max_package_id %d, sizing for %d packages\n",
2044                         max_package_id, topo.num_packages);
2045         if (!summary_only && topo.num_packages > 1)
2046                 show_pkg = 1;
2047
2048         topo.num_threads_per_core = max_siblings;
2049         if (verbose > 1)
2050                 fprintf(stderr, "max_siblings %d\n", max_siblings);
2051
2052         free(cpus);
2053 }
2054
2055 void
2056 allocate_counters(struct thread_data **t, struct core_data **c, struct pkg_data **p)
2057 {
2058         int i;
2059
2060         *t = calloc(topo.num_threads_per_core * topo.num_cores_per_pkg *
2061                 topo.num_packages, sizeof(struct thread_data));
2062         if (*t == NULL)
2063                 goto error;
2064
2065         for (i = 0; i < topo.num_threads_per_core *
2066                 topo.num_cores_per_pkg * topo.num_packages; i++)
2067                 (*t)[i].cpu_id = -1;
2068
2069         *c = calloc(topo.num_cores_per_pkg * topo.num_packages,
2070                 sizeof(struct core_data));
2071         if (*c == NULL)
2072                 goto error;
2073
2074         for (i = 0; i < topo.num_cores_per_pkg * topo.num_packages; i++)
2075                 (*c)[i].core_id = -1;
2076
2077         *p = calloc(topo.num_packages, sizeof(struct pkg_data));
2078         if (*p == NULL)
2079                 goto error;
2080
2081         for (i = 0; i < topo.num_packages; i++)
2082                 (*p)[i].package_id = i;
2083
2084         return;
2085 error:
2086         perror("calloc counters");
2087         exit(1);
2088 }
2089 /*
2090  * init_counter()
2091  *
2092  * set cpu_id, core_num, pkg_num
2093  * set FIRST_THREAD_IN_CORE and FIRST_CORE_IN_PACKAGE
2094  *
2095  * increment topo.num_cores when 1st core in pkg seen
2096  */
2097 void init_counter(struct thread_data *thread_base, struct core_data *core_base,
2098         struct pkg_data *pkg_base, int thread_num, int core_num,
2099         int pkg_num, int cpu_id)
2100 {
2101         struct thread_data *t;
2102         struct core_data *c;
2103         struct pkg_data *p;
2104
2105         t = GET_THREAD(thread_base, thread_num, core_num, pkg_num);
2106         c = GET_CORE(core_base, core_num, pkg_num);
2107         p = GET_PKG(pkg_base, pkg_num);
2108
2109         t->cpu_id = cpu_id;
2110         if (thread_num == 0) {
2111                 t->flags |= CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE;
2112                 if (cpu_is_first_core_in_package(cpu_id))
2113                         t->flags |= CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE;
2114         }
2115
2116         c->core_id = core_num;
2117         p->package_id = pkg_num;
2118 }
2119
2120
2121 int initialize_counters(int cpu_id)
2122 {
2123         int my_thread_id, my_core_id, my_package_id;
2124
2125         my_package_id = get_physical_package_id(cpu_id);
2126         my_core_id = get_core_id(cpu_id);
2127
2128         if (cpu_is_first_sibling_in_core(cpu_id)) {
2129                 my_thread_id = 0;
2130                 topo.num_cores++;
2131         } else {
2132                 my_thread_id = 1;
2133         }
2134
2135         init_counter(EVEN_COUNTERS, my_thread_id, my_core_id, my_package_id, cpu_id);
2136         init_counter(ODD_COUNTERS, my_thread_id, my_core_id, my_package_id, cpu_id);
2137         return 0;
2138 }
2139
2140 void allocate_output_buffer()
2141 {
2142         output_buffer = calloc(1, (1 + topo.num_cpus) * 128);
2143         outp = output_buffer;
2144         if (outp == NULL) {
2145                 perror("calloc");
2146                 exit(-1);
2147         }
2148 }
2149
2150 void setup_all_buffers(void)
2151 {
2152         topology_probe();
2153         allocate_counters(&thread_even, &core_even, &package_even);
2154         allocate_counters(&thread_odd, &core_odd, &package_odd);
2155         allocate_output_buffer();
2156         for_all_proc_cpus(initialize_counters);
2157 }
2158 void turbostat_init()
2159 {
2160         check_cpuid();
2161
2162         check_dev_msr();
2163         check_super_user();
2164
2165         setup_all_buffers();
2166
2167         if (verbose)
2168                 print_verbose_header();
2169
2170         if (verbose)
2171                 for_all_cpus(print_epb, ODD_COUNTERS);
2172
2173         if (verbose)
2174                 for_all_cpus(print_rapl, ODD_COUNTERS);
2175
2176         for_all_cpus(set_temperature_target, ODD_COUNTERS);
2177
2178         if (verbose)
2179                 for_all_cpus(print_thermal, ODD_COUNTERS);
2180 }
2181
2182 int fork_it(char **argv)
2183 {
2184         pid_t child_pid;
2185         int status;
2186
2187         status = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
2188         if (status)
2189                 exit(status);
2190         /* clear affinity side-effect of get_counters() */
2191         sched_setaffinity(0, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
2192         gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
2193
2194         child_pid = fork();
2195         if (!child_pid) {
2196                 /* child */
2197                 execvp(argv[0], argv);
2198         } else {
2199
2200                 /* parent */
2201                 if (child_pid == -1) {
2202                         perror("fork");
2203                         exit(1);
2204                 }
2205
2206                 signal(SIGINT, SIG_IGN);
2207                 signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
2208                 if (waitpid(child_pid, &status, 0) == -1) {
2209                         perror("wait");
2210                         exit(status);
2211                 }
2212         }
2213         /*
2214          * n.b. fork_it() does not check for errors from for_all_cpus()
2215          * because re-starting is problematic when forking
2216          */
2217         for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
2218         gettimeofday(&tv_odd, (struct timezone *)NULL);
2219         timersub(&tv_odd, &tv_even, &tv_delta);
2220         for_all_cpus_2(delta_cpu, ODD_COUNTERS, EVEN_COUNTERS);
2221         compute_average(EVEN_COUNTERS);
2222         format_all_counters(EVEN_COUNTERS);
2223         flush_stderr();
2224
2225         fprintf(stderr, "%.6f sec\n", tv_delta.tv_sec + tv_delta.tv_usec/1000000.0);
2226
2227         return status;
2228 }
2229
2230 void cmdline(int argc, char **argv)
2231 {
2232         int opt;
2233
2234         progname = argv[0];
2235
2236         while ((opt = getopt(argc, argv, "+pPSvi:sc:sC:m:M:RT:")) != -1) {
2237                 switch (opt) {
2238                 case 'p':
2239                         show_core_only++;
2240                         break;
2241                 case 'P':
2242                         show_pkg_only++;
2243                         break;
2244                 case 'S':
2245                         summary_only++;
2246                         break;
2247                 case 'v':
2248                         verbose++;
2249                         break;
2250                 case 'i':
2251                         interval_sec = atoi(optarg);
2252                         break;
2253                 case 'c':
2254                         sscanf(optarg, "%x", &extra_delta_offset32);
2255                         break;
2256                 case 'C':
2257                         sscanf(optarg, "%x", &extra_delta_offset64);
2258                         break;
2259                 case 'm':
2260                         sscanf(optarg, "%x", &extra_msr_offset32);
2261                         break;
2262                 case 'M':
2263                         sscanf(optarg, "%x", &extra_msr_offset64);
2264                         break;
2265                 case 'R':
2266                         rapl_verbose++;
2267                         break;
2268                 case 'T':
2269                         tcc_activation_temp_override = atoi(optarg);
2270                         break;
2271                 default:
2272                         usage();
2273                 }
2274         }
2275 }
2276
2277 int main(int argc, char **argv)
2278 {
2279         cmdline(argc, argv);
2280
2281         if (verbose)
2282                 fprintf(stderr, "turbostat v3.3 March 15, 2013"
2283                         " - Len Brown <lenb@kernel.org>\n");
2284
2285         turbostat_init();
2286
2287         /*
2288          * if any params left, it must be a command to fork
2289          */
2290         if (argc - optind)
2291                 return fork_it(argv + optind);
2292         else
2293                 turbostat_loop();
2294
2295         return 0;
2296 }