kk Blog —— 通用基础

date [-d @int|str] [+%s|"+%F %T"]

tsc时钟初始化

tsc时钟源初始化
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//    调用路径:time_init->tsc_init
//    函数任务:
//        1.矫正tsc,获取tsc频率,设置cpu频率等于tsc频率
//        2.初始化基于tsc的延迟函数
//        3.检查tsc的特性
//            3.1 tsc之间是否同步
//                3.1.1 如果tsc之间不同步,标记tsc不稳定,设置rating=0
//            3.2 tsc是否稳定
//        4.注册tsc时钟源设备
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void __init tsc_init(void)
{
	u64 lpj;
	int cpu;

	//矫正tsc,获取tsc频率
	tsc_khz = x86_platform.calibrate_tsc();
	//cpu频率等于tsc频率
	cpu_khz = tsc_khz;
	//计算辅助cycle到ns转换的辅助参数scale
	for_each_possible_cpu(cpu)
	    set_cyc2ns_scale(cpu_khz, cpu);
	//初始化基于tsc的延迟函数,ndely,udelay,mdelay
	use_tsc_delay();
	//检查cpu之间tsc是否同步
	if (unsynchronized_tsc())
	    mark_tsc_unstable("TSCs unsynchronized");
	//检查tsc是否可靠
	check_system_tsc_reliable();
	//注册tsc时钟源设备
	init_tsc_clocksource();
}
延迟函数ndelay,udelay,mdelay

通过tsc实现短延迟

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void use_tsc_delay(void)
{
	//通过tsc进行短延迟
	delay_fn = delay_tsc;
}
tsc延迟函数

通过rep_nop实现轮询时的短延迟,查询tsc时禁止内核抢占,确保不受不同cpu间影响。

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static void delay_tsc(unsigned long loops)
{
	unsigned long bclock, now;
	int cpu;
	//短延迟,禁止内核抢占
	preempt_disable();
	//delay_tsc当前运行的cpu
	cpu = smp_processor_id();
	rdtsc_barrier();
	rdtscl(bclock);
	for (;;) {
	    rdtsc_barrier();
	    rdtscl(now);
	    if ((now - bclock) >= loops)
	        break;
	    //允许rt策略进程运行
	    preempt_enable();
	    //空操作
	    rep_nop();
	    preempt_disable();

	    //delay_tsc在运行过程中,可能会迁移到不同的cpu
	    //tsc
	    if (unlikely(cpu != smp_processor_id())) {
	        loops -= (now - bclock);
	        cpu = smp_processor_id();
	        rdtsc_barrier();
	        rdtscl(bclock);
	    }
	}
	preempt_enable();
}
检查tsc是否同步
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//    调用路径:tsc_init->unsynchronized_tsc
//    检查办法:
//        1.如果apic在多块板卡,则tsc不同步
//        2.如果cpuid显示具有稳定的tsc,则tsc同步
//        3.intel cpu的tsc都是同步的
//        4.默认其他品牌的多核的tsc不同步
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__cpuinit int unsynchronized_tsc(void)
{
	//如果apic分布在多块板卡上,tsc可能不同步
	if (apic_is_clustered_box())
	    return 1;
	//cpu具有稳定的tsc
	if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_CONSTANT_TSC))
	    return 0;
	//intel cpu的tsc都是同步的
	if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL) {
	    //非intel cpu,如果cpu个数>1,则认为不同步
	    if (num_possible_cpus() > 1)
	        tsc_unstable = 1;
	}
	return tsc_unstable;
}
标记tsc不稳定
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//    调用路径:tsc_init->mark_tsc_unstable
//    函数任务:
//        1.如果tsc时钟已经注册,异步设置tsc的rating=0,标识其不稳定
//        2.如果tsc时钟还未注册,同步设置tsc的rating=0,标识其不稳定
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void mark_tsc_unstable(char *reason)
{
	if (!tsc_unstable) {
	    tsc_unstable = 1;
	    sched_clock_stable = 0;
	    //tsc已经注册,
	    if (clocksource_tsc.mult)
	    {
	        clocksource_mark_unstable(&clocksource_tsc);
	    }
	    //如果tsc时钟源未注册,修改rating为最低,从而不会被当做最佳的时钟源
	    else {
	        clocksource_tsc.flags |= CLOCK_SOURCE_UNSTABLE;
	        clocksource_tsc.rating = 0;
	    }
	}
}
注册tsc时钟源
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//    函数任务:
//        1.计算tsc的mult
//        2.检查tsc是否稳定
//            2.1 如果tsc不稳定,降低其rating,清除时钟源连续标志
//        3.向系统注册tsc clocksource
//    调用路径:tsc_init->init_tsc_clocksource
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static void __init init_tsc_clocksource(void)
{
	// 计算tsc的mult
	clocksource_tsc.mult = clocksource_khz2mult(tsc_khz,
	        clocksource_tsc.shift);
	// 如果tsc的可靠性已经验证,则清除 必须验证 标记
	if (tsc_clocksource_reliable)
	    clocksource_tsc.flags &= ~CLOCK_SOURCE_MUST_VERIFY;
	
	// 检查tsc是否稳定
	// 在tsc_init前通过全局变量标记tsc是否稳定,可靠
	if (check_tsc_unstable()) {
	    // 如果tsc不稳定,则降低rating最低,清除连续标记
	    clocksource_tsc.rating = 0;
	    clocksource_tsc.flags &= ~CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS;
	}
	// 向系统注册tsc clocksource
	clocksource_register(&clocksource_tsc);
}