lunaix-os/arch/x86/hal/apic_timer.c

   1 #include "apic_timer.h"
   2 #include <hal/hwtimer.h>
   3
   4 #include <lunaix/clock.h>
   5 #include <lunaix/compiler.h>
   6 #include <lunaix/spike.h>
   7 #include <lunaix/syslog.h>
   8
   9 #include <asm/x86_isrm.h>
  10 #include "asm/soc/apic.h"
  11
  12 LOG_MODULE("APIC_TIMER")
  13
  14 #define LVT_ENTRY_TIMER(vector, mode) (LVT_DELIVERY_FIXED | mode | vector)
  15 #define APIC_BASETICKS 0x100000
  16
  17 // Don't optimize them! Took me an half hour to figure that out...
  18
  19 static volatile u8_t apic_timer_done = 0;
  20 static volatile ticks_t base_freq = 0;
  21 static volatile ticks_t systicks = 0;
  22
  23 static timer_tick_cb tick_cb = NULL;
  24
  25 static void
  26 temp_intr_routine_apic_timer(const struct hart_state* state)
  27 {
  28     apic_timer_done = 1;
  29 }
  30
  31 static void
  32 apic_timer_tick_isr(const struct hart_state* state)
  33 {
  34     systicks++;
  35
  36     if (likely((ptr_t)tick_cb)) {
  37         tick_cb();
  38     }
  39 }
  40
  41 static int
  42 apic_timer_check(struct hwtimer* hwt)
  43 {
  44     // TODO check whether apic timer is supported
  45     return 1;
  46 }
  47
  48 static ticks_t
  49 apic_get_systicks()
  50 {
  51     return systicks;
  52 }
  53
  54 static ticks_t
  55 apic_get_base_freq()
  56 {
  57     return base_freq;
  58 }
  59
  60 void
  61 apic_timer_init(struct hwtimer* timer, u32_t hertz, timer_tick_cb timer_cb)
  62 {
  63     ticks_t frequency = hertz;
  64     tick_cb = timer_cb;
  65
  66     cpu_disable_interrupt();
  67
  68     // Setup APIC timer
  69
  70     // Remap the IRQ 8 (rtc timer's vector) to RTC_TIMER_IV in ioapic
  71     //       (Remarks IRQ 8 is pin INTIN8)
  72     //       See IBM PC/AT Technical Reference 1-10 for old RTC IRQ
  73     //       See Intel's Multiprocessor Specification for IRQ - IOAPIC INTIN
  74     //       mapping config.
  75
  76     // grab ourselves these irq numbers
  77     u32_t iv_timer = isrm_ivexalloc(temp_intr_routine_apic_timer);
  78
  79     // Setup a one-shot timer, we will use this to measure the bus speed. So we
  80     // can then calibrate apic timer to work at *nearly* accurate hz
  81     apic_write_reg(APIC_TIMER_LVT,
  82                    LVT_ENTRY_TIMER(iv_timer, LVT_TIMER_ONESHOT));
  83
  84     // Set divider to 64
  85     apic_write_reg(APIC_TIMER_DCR, APIC_TIMER_DIV64);
  86
  87     /*
  88         Timer calibration process - measure the APIC timer base frequency
  89
  90          step 1: setup a temporary isr for RTC timer which trigger at each tick
  91                  (1024Hz)
  92          step 2: setup a temporary isr for #APIC_TIMER_IV
  93          step 3: setup the divider, APIC_TIMER_DCR
  94          step 4: Startup RTC timer
  95          step 5: Write a large value, v, to APIC_TIMER_ICR to start APIC timer
  96        (this must be followed immediately after step 4) step 6: issue a write to
  97        EOI and clean up.
  98
  99         When the APIC ICR counting down to 0 #APIC_TIMER_IV triggered, save the
 100        rtc timer's counter, k, and disable RTC timer immediately (although the
 101        RTC interrupts should be blocked by local APIC as we are currently busy
 102        on handling #APIC_TIMER_IV)
 103
 104         So the apic timer frequency F_apic in Hz can be calculate as
 105             v / F_apic = k / 1024
 106             =>  F_apic = v / k * 1024
 107
 108     */
 109
 110 #ifdef __LUNAIXOS_DEBUG__
 111     if (frequency < 1000) {
 112         WARN("Frequency too low. Millisecond timer might be dodgy.");
 113     }
 114 #endif
 115
 116     apic_timer_done = 0;
 117
 118     sysrtc->cls_mask(sysrtc);
 119     apic_write_reg(APIC_TIMER_ICR, APIC_BASETICKS); // start APIC timer
 120
 121     // enable interrupt, just for our RTC start ticking!
 122     cpu_enable_interrupt();
 123
 124     wait_until(apic_timer_done);
 125
 126     cpu_disable_interrupt();
 127
 128     sysrtc->set_mask(sysrtc);
 129
 130     base_freq = sysrtc->get_counts(sysrtc);
 131     base_freq = APIC_BASETICKS / base_freq * sysrtc->base_freq;
 132
 133     assert_msg(base_freq, "Fail to initialize timer (NOFREQ)");
 134
 135     kprintf("hw: %u Hz; os: %u Hz", base_freq, frequency);
 136
 137     // cleanup
 138     isrm_ivfree(iv_timer);
 139
 140     ticks_t tphz = base_freq / frequency;
 141     timer->base_freq = base_freq;
 142     apic_write_reg(APIC_TIMER_ICR, tphz);
 143
 144     apic_write_reg(
 145       APIC_TIMER_LVT,
 146       LVT_ENTRY_TIMER(isrm_ivexalloc(apic_timer_tick_isr), LVT_TIMER_PERIODIC));
 147 }
 148
 149 struct hwtimer*
 150 apic_hwtimer_context()
 151 {
 152     static struct hwtimer apic_hwt = {
 153         .name = "apic_timer",
 154         .class = DEVCLASSV(DEVIF_SOC, DEVFN_TIME, DEV_TIMER, DEV_TIMER_APIC),
 155         .init = apic_timer_init,
 156         .supported = apic_timer_check,
 157         .systicks = apic_get_systicks
 158     };
 159
 160     return &apic_hwt;
 161 }