tools/power/x86/turbostat/turbostat.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * turbostat -- show CPU frequency and C-state residency
   4  * on modern Intel and AMD processors.
   5  *
   6  * Copyright (c) 2022 Intel Corporation.
   7  * Len Brown <len.brown@intel.com>
   8  */
   9
  10 #define _GNU_SOURCE
  11 #include MSRHEADER
  12 #include INTEL_FAMILY_HEADER
  13 #include <stdarg.h>
  14 #include <stdio.h>
  15 #include <err.h>
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <sys/types.h>
  18 #include <sys/wait.h>
  19 #include <sys/stat.h>
  20 #include <sys/select.h>
  21 #include <sys/resource.h>
  22 #include <fcntl.h>
  23 #include <signal.h>
  24 #include <sys/time.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <getopt.h>
  27 #include <dirent.h>
  28 #include <string.h>
  29 #include <ctype.h>
  30 #include <sched.h>
  31 #include <time.h>
  32 #include <cpuid.h>
  33 #include <sys/capability.h>
  34 #include <errno.h>
  35 #include <math.h>
  36 #include <linux/perf_event.h>
  37 #include <asm/unistd.h>
  38 #include <stdbool.h>
  39
  40 #define UNUSED(x) (void)(x)
  41
  42 /*
  43  * This list matches the column headers, except
  44  * 1. built-in only, the sysfs counters are not here -- we learn of those at run-time
  45  * 2. Core and CPU are moved to the end, we can't have strings that contain them
  46  *    matching on them for --show and --hide.
  47  */
  48
  49 /*
  50  * buffer size used by sscanf() for added column names
  51  * Usually truncated to 7 characters, but also handles 18 columns for raw 64-bit counters
  52  */
  53 #define NAME_BYTES 20
  54 #define PATH_BYTES 128
  55
  56 enum counter_scope { SCOPE_CPU, SCOPE_CORE, SCOPE_PACKAGE };
  57 enum counter_type { COUNTER_ITEMS, COUNTER_CYCLES, COUNTER_SECONDS, COUNTER_USEC };
  58 enum counter_format { FORMAT_RAW, FORMAT_DELTA, FORMAT_PERCENT };
  59
  60 struct msr_counter {
  61         unsigned int msr_num;
  62         char name[NAME_BYTES];
  63         char path[PATH_BYTES];
  64         unsigned int width;
  65         enum counter_type type;
  66         enum counter_format format;
  67         struct msr_counter *next;
  68         unsigned int flags;
  69 #define FLAGS_HIDE      (1 << 0)
  70 #define FLAGS_SHOW      (1 << 1)
  71 #define SYSFS_PERCPU    (1 << 1)
  72 };
  73
  74 struct msr_counter bic[] = {
  75         { 0x0, "usec", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  76         { 0x0, "Time_Of_Day_Seconds", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  77         { 0x0, "Package", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  78         { 0x0, "Node", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  79         { 0x0, "Avg_MHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  80         { 0x0, "Busy%", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  81         { 0x0, "Bzy_MHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  82         { 0x0, "TSC_MHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  83         { 0x0, "IRQ", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  84         { 0x0, "SMI", "", 32, 0, FORMAT_DELTA, NULL, 0 },
  85         { 0x0, "sysfs", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  86         { 0x0, "CPU%c1", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  87         { 0x0, "CPU%c3", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  88         { 0x0, "CPU%c6", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  89         { 0x0, "CPU%c7", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  90         { 0x0, "ThreadC", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  91         { 0x0, "CoreTmp", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  92         { 0x0, "CoreCnt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  93         { 0x0, "PkgTmp", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  94         { 0x0, "GFX%rc6", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  95         { 0x0, "GFXMHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  96         { 0x0, "Pkg%pc2", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  97         { 0x0, "Pkg%pc3", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  98         { 0x0, "Pkg%pc6", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
  99         { 0x0, "Pkg%pc7", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 100         { 0x0, "Pkg%pc8", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 101         { 0x0, "Pkg%pc9", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 102         { 0x0, "Pk%pc10", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 103         { 0x0, "CPU%LPI", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 104         { 0x0, "SYS%LPI", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 105         { 0x0, "PkgWatt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 106         { 0x0, "CorWatt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 107         { 0x0, "GFXWatt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 108         { 0x0, "PkgCnt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 109         { 0x0, "RAMWatt", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 110         { 0x0, "PKG_%", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 111         { 0x0, "RAM_%", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 112         { 0x0, "Pkg_J", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 113         { 0x0, "Cor_J", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 114         { 0x0, "GFX_J", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 115         { 0x0, "RAM_J", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 116         { 0x0, "Mod%c6", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 117         { 0x0, "Totl%C0", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 118         { 0x0, "Any%C0", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 119         { 0x0, "GFX%C0", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 120         { 0x0, "CPUGFX%", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 121         { 0x0, "Core", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 122         { 0x0, "CPU", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 123         { 0x0, "APIC", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 124         { 0x0, "X2APIC", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 125         { 0x0, "Die", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 126         { 0x0, "GFXAMHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 127         { 0x0, "IPC", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 128         { 0x0, "CoreThr", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 129         { 0x0, "UncMHz", "", 0, 0, 0, NULL, 0 },
 130 };
 131
 132 #define MAX_BIC (sizeof(bic) / sizeof(struct msr_counter))
 133 #define BIC_USEC        (1ULL << 0)
 134 #define BIC_TOD         (1ULL << 1)
 135 #define BIC_Package     (1ULL << 2)
 136 #define BIC_Node        (1ULL << 3)
 137 #define BIC_Avg_MHz     (1ULL << 4)
 138 #define BIC_Busy        (1ULL << 5)
 139 #define BIC_Bzy_MHz     (1ULL << 6)
 140 #define BIC_TSC_MHz     (1ULL << 7)
 141 #define BIC_IRQ         (1ULL << 8)
 142 #define BIC_SMI         (1ULL << 9)
 143 #define BIC_sysfs       (1ULL << 10)
 144 #define BIC_CPU_c1      (1ULL << 11)
 145 #define BIC_CPU_c3      (1ULL << 12)
 146 #define BIC_CPU_c6      (1ULL << 13)
 147 #define BIC_CPU_c7      (1ULL << 14)
 148 #define BIC_ThreadC     (1ULL << 15)
 149 #define BIC_CoreTmp     (1ULL << 16)
 150 #define BIC_CoreCnt     (1ULL << 17)
 151 #define BIC_PkgTmp      (1ULL << 18)
 152 #define BIC_GFX_rc6     (1ULL << 19)
 153 #define BIC_GFXMHz      (1ULL << 20)
 154 #define BIC_Pkgpc2      (1ULL << 21)
 155 #define BIC_Pkgpc3      (1ULL << 22)
 156 #define BIC_Pkgpc6      (1ULL << 23)
 157 #define BIC_Pkgpc7      (1ULL << 24)
 158 #define BIC_Pkgpc8      (1ULL << 25)
 159 #define BIC_Pkgpc9      (1ULL << 26)
 160 #define BIC_Pkgpc10     (1ULL << 27)
 161 #define BIC_CPU_LPI     (1ULL << 28)
 162 #define BIC_SYS_LPI     (1ULL << 29)
 163 #define BIC_PkgWatt     (1ULL << 30)
 164 #define BIC_CorWatt     (1ULL << 31)
 165 #define BIC_GFXWatt     (1ULL << 32)
 166 #define BIC_PkgCnt      (1ULL << 33)
 167 #define BIC_RAMWatt     (1ULL << 34)
 168 #define BIC_PKG__       (1ULL << 35)
 169 #define BIC_RAM__       (1ULL << 36)
 170 #define BIC_Pkg_J       (1ULL << 37)
 171 #define BIC_Cor_J       (1ULL << 38)
 172 #define BIC_GFX_J       (1ULL << 39)
 173 #define BIC_RAM_J       (1ULL << 40)
 174 #define BIC_Mod_c6      (1ULL << 41)
 175 #define BIC_Totl_c0     (1ULL << 42)
 176 #define BIC_Any_c0      (1ULL << 43)
 177 #define BIC_GFX_c0      (1ULL << 44)
 178 #define BIC_CPUGFX      (1ULL << 45)
 179 #define BIC_Core        (1ULL << 46)
 180 #define BIC_CPU         (1ULL << 47)
 181 #define BIC_APIC        (1ULL << 48)
 182 #define BIC_X2APIC      (1ULL << 49)
 183 #define BIC_Die         (1ULL << 50)
 184 #define BIC_GFXACTMHz   (1ULL << 51)
 185 #define BIC_IPC         (1ULL << 52)
 186 #define BIC_CORE_THROT_CNT      (1ULL << 53)
 187 #define BIC_UNCORE_MHZ          (1ULL << 54)
 188
 189 #define BIC_TOPOLOGY (BIC_Package | BIC_Node | BIC_CoreCnt | BIC_PkgCnt | BIC_Core | BIC_CPU | BIC_Die )
 190 #define BIC_THERMAL_PWR ( BIC_CoreTmp | BIC_PkgTmp | BIC_PkgWatt | BIC_CorWatt | BIC_GFXWatt | BIC_RAMWatt | BIC_PKG__ | BIC_RAM__)
 191 #define BIC_FREQUENCY ( BIC_Avg_MHz | BIC_Busy | BIC_Bzy_MHz | BIC_TSC_MHz | BIC_GFXMHz | BIC_GFXACTMHz | BIC_UNCORE_MHZ)
 192 #define BIC_IDLE ( BIC_sysfs | BIC_CPU_c1 | BIC_CPU_c3 | BIC_CPU_c6 | BIC_CPU_c7 | BIC_GFX_rc6 | BIC_Pkgpc2 | BIC_Pkgpc3 | BIC_Pkgpc6 | BIC_Pkgpc7 | BIC_Pkgpc8 | BIC_Pkgpc9 | BIC_Pkgpc10 | BIC_CPU_LPI | BIC_SYS_LPI | BIC_Mod_c6 | BIC_Totl_c0 | BIC_Any_c0 | BIC_GFX_c0 | BIC_CPUGFX)
 193 #define BIC_OTHER ( BIC_IRQ | BIC_SMI | BIC_ThreadC | BIC_CoreTmp | BIC_IPC)
 194
 195 #define BIC_DISABLED_BY_DEFAULT (BIC_USEC | BIC_TOD | BIC_APIC | BIC_X2APIC)
 196
 197 unsigned long long bic_enabled = (0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL & ~BIC_DISABLED_BY_DEFAULT);
 198 unsigned long long bic_present = BIC_USEC | BIC_TOD | BIC_sysfs | BIC_APIC | BIC_X2APIC;
 199
 200 #define DO_BIC(COUNTER_NAME) (bic_enabled & bic_present & COUNTER_NAME)
 201 #define DO_BIC_READ(COUNTER_NAME) (bic_present & COUNTER_NAME)
 202 #define ENABLE_BIC(COUNTER_NAME) (bic_enabled |= COUNTER_NAME)
 203 #define BIC_PRESENT(COUNTER_BIT) (bic_present |= COUNTER_BIT)
 204 #define BIC_NOT_PRESENT(COUNTER_BIT) (bic_present &= ~COUNTER_BIT)
 205 #define BIC_IS_ENABLED(COUNTER_BIT) (bic_enabled & COUNTER_BIT)
 206
 207 char *proc_stat = "/proc/stat";
 208 FILE *outf;
 209 int *fd_percpu;
 210 int *fd_instr_count_percpu;
 211 struct timeval interval_tv = { 5, 0 };
 212 struct timespec interval_ts = { 5, 0 };
 213
 214 /* Save original CPU model */
 215 unsigned int model_orig;
 216
 217 unsigned int num_iterations;
 218 unsigned int header_iterations;
 219 unsigned int debug;
 220 unsigned int quiet;
 221 unsigned int shown;
 222 unsigned int sums_need_wide_columns;
 223 unsigned int rapl_joules;
 224 unsigned int summary_only;
 225 unsigned int list_header_only;
 226 unsigned int dump_only;
 227 unsigned int do_snb_cstates;
 228 unsigned int do_knl_cstates;
 229 unsigned int do_slm_cstates;
 230 unsigned int use_c1_residency_msr;
 231 unsigned int has_aperf;
 232 unsigned int has_epb;
 233 unsigned int has_turbo;
 234 unsigned int is_hybrid;
 235 unsigned int do_irtl_snb;
 236 unsigned int do_irtl_hsw;
 237 unsigned int units = 1000000;   /* MHz etc */
 238 unsigned int genuine_intel;
 239 unsigned int authentic_amd;
 240 unsigned int hygon_genuine;
 241 unsigned int max_level, max_extended_level;
 242 unsigned int has_invariant_tsc;
 243 unsigned int do_nhm_platform_info;
 244 unsigned int no_MSR_MISC_PWR_MGMT;
 245 unsigned int aperf_mperf_multiplier = 1;
 246 double bclk;
 247 double base_hz;
 248 unsigned int has_base_hz;
 249 double tsc_tweak = 1.0;
 250 unsigned int show_pkg_only;
 251 unsigned int show_core_only;
 252 char *output_buffer, *outp;
 253 unsigned int do_rapl;
 254 unsigned int do_dts;
 255 unsigned int do_ptm;
 256 unsigned int do_ipc;
 257 unsigned long long gfx_cur_rc6_ms;
 258 unsigned long long cpuidle_cur_cpu_lpi_us;
 259 unsigned long long cpuidle_cur_sys_lpi_us;
 260 unsigned int gfx_cur_mhz;
 261 unsigned int gfx_act_mhz;
 262 unsigned int tj_max;
 263 unsigned int tj_max_override;
 264 int tcc_offset_bits;
 265 double rapl_power_units, rapl_time_units;
 266 double rapl_dram_energy_units, rapl_energy_units;
 267 double rapl_joule_counter_range;
 268 unsigned int do_core_perf_limit_reasons;
 269 unsigned int has_automatic_cstate_conversion;
 270 unsigned int dis_cstate_prewake;
 271 unsigned int do_gfx_perf_limit_reasons;
 272 unsigned int do_ring_perf_limit_reasons;
 273 unsigned int crystal_hz;
 274 unsigned long long tsc_hz;
 275 int base_cpu;
 276 double discover_bclk(unsigned int family, unsigned int model);
 277 unsigned int has_hwp;           /* IA32_PM_ENABLE, IA32_HWP_CAPABILITIES */
 278                         /* IA32_HWP_REQUEST, IA32_HWP_STATUS */
 279 unsigned int has_hwp_notify;    /* IA32_HWP_INTERRUPT */
 280 unsigned int has_hwp_activity_window;   /* IA32_HWP_REQUEST[bits 41:32] */
 281 unsigned int has_hwp_epp;       /* IA32_HWP_REQUEST[bits 31:24] */
 282 unsigned int has_hwp_pkg;       /* IA32_HWP_REQUEST_PKG */
 283 unsigned int has_misc_feature_control;
 284 unsigned int first_counter_read = 1;
 285 int ignore_stdin;
 286
 287 #define RAPL_PKG                (1 << 0)
 288                                         /* 0x610 MSR_PKG_POWER_LIMIT */
 289                                         /* 0x611 MSR_PKG_ENERGY_STATUS */
 290 #define RAPL_PKG_PERF_STATUS    (1 << 1)
 291                                         /* 0x613 MSR_PKG_PERF_STATUS */
 292 #define RAPL_PKG_POWER_INFO     (1 << 2)
 293                                         /* 0x614 MSR_PKG_POWER_INFO */
 294
 295 #define RAPL_DRAM               (1 << 3)
 296                                         /* 0x618 MSR_DRAM_POWER_LIMIT */
 297                                         /* 0x619 MSR_DRAM_ENERGY_STATUS */
 298 #define RAPL_DRAM_PERF_STATUS   (1 << 4)
 299                                         /* 0x61b MSR_DRAM_PERF_STATUS */
 300 #define RAPL_DRAM_POWER_INFO    (1 << 5)
 301                                         /* 0x61c MSR_DRAM_POWER_INFO */
 302
 303 #define RAPL_CORES_POWER_LIMIT  (1 << 6)
 304                                         /* 0x638 MSR_PP0_POWER_LIMIT */
 305 #define RAPL_CORE_POLICY        (1 << 7)
 306                                         /* 0x63a MSR_PP0_POLICY */
 307
 308 #define RAPL_GFX                (1 << 8)
 309                                         /* 0x640 MSR_PP1_POWER_LIMIT */
 310                                         /* 0x641 MSR_PP1_ENERGY_STATUS */
 311                                         /* 0x642 MSR_PP1_POLICY */
 312
 313 #define RAPL_CORES_ENERGY_STATUS        (1 << 9)
 314                                         /* 0x639 MSR_PP0_ENERGY_STATUS */
 315 #define RAPL_PER_CORE_ENERGY    (1 << 10)
 316                                         /* Indicates cores energy collection is per-core,
 317                                          * not per-package. */
 318 #define RAPL_AMD_F17H           (1 << 11)
 319                                         /* 0xc0010299 MSR_RAPL_PWR_UNIT */
 320                                         /* 0xc001029a MSR_CORE_ENERGY_STAT */
 321                                         /* 0xc001029b MSR_PKG_ENERGY_STAT */
 322 #define RAPL_CORES (RAPL_CORES_ENERGY_STATUS | RAPL_CORES_POWER_LIMIT)
 323 #define TJMAX_DEFAULT   100
 324
 325 /* MSRs that are not yet in the kernel-provided header. */
 326 #define MSR_RAPL_PWR_UNIT       0xc0010299
 327 #define MSR_CORE_ENERGY_STAT    0xc001029a
 328 #define MSR_PKG_ENERGY_STAT     0xc001029b
 329
 330 #define MAX(a, b) ((a) > (b) ? (a) : (b))
 331
 332 int backwards_count;
 333 char *progname;
 334
 335 #define CPU_SUBSET_MAXCPUS      1024    /* need to use before probe... */
 336 cpu_set_t *cpu_present_set, *cpu_affinity_set, *cpu_subset;
 337 size_t cpu_present_setsize, cpu_affinity_setsize, cpu_subset_size;
 338 #define MAX_ADDED_COUNTERS 8
 339 #define MAX_ADDED_THREAD_COUNTERS 24
 340 #define BITMASK_SIZE 32
 341
 342 struct thread_data {
 343         struct timeval tv_begin;
 344         struct timeval tv_end;
 345         struct timeval tv_delta;
 346         unsigned long long tsc;
 347         unsigned long long aperf;
 348         unsigned long long mperf;
 349         unsigned long long c1;
 350         unsigned long long instr_count;
 351         unsigned long long irq_count;
 352         unsigned int smi_count;
 353         unsigned int cpu_id;
 354         unsigned int apic_id;
 355         unsigned int x2apic_id;
 356         unsigned int flags;
 357         bool is_atom;
 358 #define CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE     0x2
 359 #define CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE    0x4
 360         unsigned long long counter[MAX_ADDED_THREAD_COUNTERS];
 361 } *thread_even, *thread_odd;
 362
 363 struct core_data {
 364         unsigned long long c3;
 365         unsigned long long c6;
 366         unsigned long long c7;
 367         unsigned long long mc6_us;      /* duplicate as per-core for now, even though per module */
 368         unsigned int core_temp_c;
 369         unsigned int core_energy;       /* MSR_CORE_ENERGY_STAT */
 370         unsigned int core_id;
 371         unsigned long long core_throt_cnt;
 372         unsigned long long counter[MAX_ADDED_COUNTERS];
 373 } *core_even, *core_odd;
 374
 375 struct pkg_data {
 376         unsigned long long pc2;
 377         unsigned long long pc3;
 378         unsigned long long pc6;
 379         unsigned long long pc7;
 380         unsigned long long pc8;
 381         unsigned long long pc9;
 382         unsigned long long pc10;
 383         unsigned long long cpu_lpi;
 384         unsigned long long sys_lpi;
 385         unsigned long long pkg_wtd_core_c0;
 386         unsigned long long pkg_any_core_c0;
 387         unsigned long long pkg_any_gfxe_c0;
 388         unsigned long long pkg_both_core_gfxe_c0;
 389         long long gfx_rc6_ms;
 390         unsigned int gfx_mhz;
 391         unsigned int gfx_act_mhz;
 392         unsigned int package_id;
 393         unsigned long long energy_pkg;  /* MSR_PKG_ENERGY_STATUS */
 394         unsigned long long energy_dram; /* MSR_DRAM_ENERGY_STATUS */
 395         unsigned long long energy_cores;        /* MSR_PP0_ENERGY_STATUS */
 396         unsigned long long energy_gfx;  /* MSR_PP1_ENERGY_STATUS */
 397         unsigned long long rapl_pkg_perf_status;        /* MSR_PKG_PERF_STATUS */
 398         unsigned long long rapl_dram_perf_status;       /* MSR_DRAM_PERF_STATUS */
 399         unsigned int pkg_temp_c;
 400         unsigned int uncore_mhz;
 401         unsigned long long counter[MAX_ADDED_COUNTERS];
 402 } *package_even, *package_odd;
 403
 404 #define ODD_COUNTERS thread_odd, core_odd, package_odd
 405 #define EVEN_COUNTERS thread_even, core_even, package_even
 406
 407 #define GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, node_no, pkg_no)          \
 408         ((thread_base) +                                                      \
 409          ((pkg_no) *                                                          \
 410           topo.nodes_per_pkg * topo.cores_per_node * topo.threads_per_core) + \
 411          ((node_no) * topo.cores_per_node * topo.threads_per_core) +          \
 412          ((core_no) * topo.threads_per_core) +                                \
 413          (thread_no))
 414
 415 #define GET_CORE(core_base, core_no, node_no, pkg_no)                   \
 416         ((core_base) +                                                  \
 417          ((pkg_no) *  topo.nodes_per_pkg * topo.cores_per_node) +       \
 418          ((node_no) * topo.cores_per_node) +                            \
 419          (core_no))
 420
 421 #define GET_PKG(pkg_base, pkg_no) (pkg_base + pkg_no)
 422
 423 /*
 424  * The accumulated sum of MSR is defined as a monotonic
 425  * increasing MSR, it will be accumulated periodically,
 426  * despite its register's bit width.
 427  */
 428 enum {
 429         IDX_PKG_ENERGY,
 430         IDX_DRAM_ENERGY,
 431         IDX_PP0_ENERGY,
 432         IDX_PP1_ENERGY,
 433         IDX_PKG_PERF,
 434         IDX_DRAM_PERF,
 435         IDX_COUNT,
 436 };
 437
 438 int get_msr_sum(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr);
 439
 440 struct msr_sum_array {
 441         /* get_msr_sum() = sum + (get_msr() - last) */
 442         struct {
 443                 /*The accumulated MSR value is updated by the timer */
 444                 unsigned long long sum;
 445                 /*The MSR footprint recorded in last timer */
 446                 unsigned long long last;
 447         } entries[IDX_COUNT];
 448 };
 449
 450 /* The percpu MSR sum array.*/
 451 struct msr_sum_array *per_cpu_msr_sum;
 452
 453 off_t idx_to_offset(int idx)
 454 {
 455         off_t offset;
 456
 457         switch (idx) {
 458         case IDX_PKG_ENERGY:
 459                 if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H)
 460                         offset = MSR_PKG_ENERGY_STAT;
 461                 else
 462                         offset = MSR_PKG_ENERGY_STATUS;
 463                 break;
 464         case IDX_DRAM_ENERGY:
 465                 offset = MSR_DRAM_ENERGY_STATUS;
 466                 break;
 467         case IDX_PP0_ENERGY:
 468                 offset = MSR_PP0_ENERGY_STATUS;
 469                 break;
 470         case IDX_PP1_ENERGY:
 471                 offset = MSR_PP1_ENERGY_STATUS;
 472                 break;
 473         case IDX_PKG_PERF:
 474                 offset = MSR_PKG_PERF_STATUS;
 475                 break;
 476         case IDX_DRAM_PERF:
 477                 offset = MSR_DRAM_PERF_STATUS;
 478                 break;
 479         default:
 480                 offset = -1;
 481         }
 482         return offset;
 483 }
 484
 485 int offset_to_idx(off_t offset)
 486 {
 487         int idx;
 488
 489         switch (offset) {
 490         case MSR_PKG_ENERGY_STATUS:
 491         case MSR_PKG_ENERGY_STAT:
 492                 idx = IDX_PKG_ENERGY;
 493                 break;
 494         case MSR_DRAM_ENERGY_STATUS:
 495                 idx = IDX_DRAM_ENERGY;
 496                 break;
 497         case MSR_PP0_ENERGY_STATUS:
 498                 idx = IDX_PP0_ENERGY;
 499                 break;
 500         case MSR_PP1_ENERGY_STATUS:
 501                 idx = IDX_PP1_ENERGY;
 502                 break;
 503         case MSR_PKG_PERF_STATUS:
 504                 idx = IDX_PKG_PERF;
 505                 break;
 506         case MSR_DRAM_PERF_STATUS:
 507                 idx = IDX_DRAM_PERF;
 508                 break;
 509         default:
 510                 idx = -1;
 511         }
 512         return idx;
 513 }
 514
 515 int idx_valid(int idx)
 516 {
 517         switch (idx) {
 518         case IDX_PKG_ENERGY:
 519                 return do_rapl & (RAPL_PKG | RAPL_AMD_F17H);
 520         case IDX_DRAM_ENERGY:
 521                 return do_rapl & RAPL_DRAM;
 522         case IDX_PP0_ENERGY:
 523                 return do_rapl & RAPL_CORES_ENERGY_STATUS;
 524         case IDX_PP1_ENERGY:
 525                 return do_rapl & RAPL_GFX;
 526         case IDX_PKG_PERF:
 527                 return do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS;
 528         case IDX_DRAM_PERF:
 529                 return do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS;
 530         default:
 531                 return 0;
 532         }
 533 }
 534
 535 struct sys_counters {
 536         unsigned int added_thread_counters;
 537         unsigned int added_core_counters;
 538         unsigned int added_package_counters;
 539         struct msr_counter *tp;
 540         struct msr_counter *cp;
 541         struct msr_counter *pp;
 542 } sys;
 543
 544 struct system_summary {
 545         struct thread_data threads;
 546         struct core_data cores;
 547         struct pkg_data packages;
 548 } average;
 549
 550 struct cpu_topology {
 551         int physical_package_id;
 552         int die_id;
 553         int logical_cpu_id;
 554         int physical_node_id;
 555         int logical_node_id;    /* 0-based count within the package */
 556         int physical_core_id;
 557         int thread_id;
 558         cpu_set_t *put_ids;     /* Processing Unit/Thread IDs */
 559 } *cpus;
 560
 561 struct topo_params {
 562         int num_packages;
 563         int num_die;
 564         int num_cpus;
 565         int num_cores;
 566         int max_cpu_num;
 567         int max_node_num;
 568         int nodes_per_pkg;
 569         int cores_per_node;
 570         int threads_per_core;
 571 } topo;
 572
 573 struct timeval tv_even, tv_odd, tv_delta;
 574
 575 int *irq_column_2_cpu;          /* /proc/interrupts column numbers */
 576 int *irqs_per_cpu;              /* indexed by cpu_num */
 577
 578 void setup_all_buffers(void);
 579
 580 char *sys_lpi_file;
 581 char *sys_lpi_file_sysfs = "/sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_system_residency_us";
 582 char *sys_lpi_file_debugfs = "/sys/kernel/debug/pmc_core/slp_s0_residency_usec";
 583
 584 int cpu_is_not_present(int cpu)
 585 {
 586         return !CPU_ISSET_S(cpu, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
 587 }
 588
 589 /*
 590  * run func(thread, core, package) in topology order
 591  * skip non-present cpus
 592  */
 593
 594 int for_all_cpus(int (func) (struct thread_data *, struct core_data *, struct pkg_data *),
 595                  struct thread_data *thread_base, struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base)
 596 {
 597         int retval, pkg_no, core_no, thread_no, node_no;
 598
 599         for (pkg_no = 0; pkg_no < topo.num_packages; ++pkg_no) {
 600                 for (node_no = 0; node_no < topo.nodes_per_pkg; node_no++) {
 601                         for (core_no = 0; core_no < topo.cores_per_node; ++core_no) {
 602                                 for (thread_no = 0; thread_no < topo.threads_per_core; ++thread_no) {
 603                                         struct thread_data *t;
 604                                         struct core_data *c;
 605                                         struct pkg_data *p;
 606
 607                                         t = GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, node_no, pkg_no);
 608
 609                                         if (cpu_is_not_present(t->cpu_id))
 610                                                 continue;
 611
 612                                         c = GET_CORE(core_base, core_no, node_no, pkg_no);
 613                                         p = GET_PKG(pkg_base, pkg_no);
 614
 615                                         retval = func(t, c, p);
 616                                         if (retval)
 617                                                 return retval;
 618                                 }
 619                         }
 620                 }
 621         }
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 int cpu_migrate(int cpu)
 626 {
 627         CPU_ZERO_S(cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
 628         CPU_SET_S(cpu, cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
 629         if (sched_setaffinity(0, cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set) == -1)
 630                 return -1;
 631         else
 632                 return 0;
 633 }
 634
 635 int get_msr_fd(int cpu)
 636 {
 637         char pathname[32];
 638         int fd;
 639
 640         fd = fd_percpu[cpu];
 641
 642         if (fd)
 643                 return fd;
 644
 645         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", cpu);
 646         fd = open(pathname, O_RDONLY);
 647         if (fd < 0)
 648                 err(-1, "%s open failed, try chown or chmod +r /dev/cpu/*/msr, or run as root", pathname);
 649
 650         fd_percpu[cpu] = fd;
 651
 652         return fd;
 653 }
 654
 655 static long perf_event_open(struct perf_event_attr *hw_event, pid_t pid, int cpu, int group_fd, unsigned long flags)
 656 {
 657         return syscall(__NR_perf_event_open, hw_event, pid, cpu, group_fd, flags);
 658 }
 659
 660 static int perf_instr_count_open(int cpu_num)
 661 {
 662         struct perf_event_attr pea;
 663         int fd;
 664
 665         memset(&pea, 0, sizeof(struct perf_event_attr));
 666         pea.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
 667         pea.size = sizeof(struct perf_event_attr);
 668         pea.config = PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS;
 669
 670         /* counter for cpu_num, including user + kernel and all processes */
 671         fd = perf_event_open(&pea, -1, cpu_num, -1, 0);
 672         if (fd == -1) {
 673                 warnx("capget(CAP_PERFMON) failed, try \"# setcap cap_sys_admin=ep %s\"",
 674                       progname);
 675                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_IPC);
 676         }
 677
 678         return fd;
 679 }
 680
 681 int get_instr_count_fd(int cpu)
 682 {
 683         if (fd_instr_count_percpu[cpu])
 684                 return fd_instr_count_percpu[cpu];
 685
 686         fd_instr_count_percpu[cpu] = perf_instr_count_open(cpu);
 687
 688         return fd_instr_count_percpu[cpu];
 689 }
 690
 691 int get_msr(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr)
 692 {
 693         ssize_t retval;
 694
 695         retval = pread(get_msr_fd(cpu), msr, sizeof(*msr), offset);
 696
 697         if (retval != sizeof *msr)
 698                 err(-1, "cpu%d: msr offset 0x%llx read failed", cpu, (unsigned long long)offset);
 699
 700         return 0;
 701 }
 702
 703 #define MAX_DEFERRED 16
 704 char *deferred_add_names[MAX_DEFERRED];
 705 char *deferred_skip_names[MAX_DEFERRED];
 706 int deferred_add_index;
 707 int deferred_skip_index;
 708
 709 /*
 710  * HIDE_LIST - hide this list of counters, show the rest [default]
 711  * SHOW_LIST - show this list of counters, hide the rest
 712  */
 713 enum show_hide_mode { SHOW_LIST, HIDE_LIST } global_show_hide_mode = HIDE_LIST;
 714
 715 void help(void)
 716 {
 717         fprintf(outf,
 718                 "Usage: turbostat [OPTIONS][(--interval seconds) | COMMAND ...]\n"
 719                 "\n"
 720                 "Turbostat forks the specified COMMAND and prints statistics\n"
 721                 "when COMMAND completes.\n"
 722                 "If no COMMAND is specified, turbostat wakes every 5-seconds\n"
 723                 "to print statistics, until interrupted.\n"
 724                 "  -a, --add    add a counter\n"
 725                 "                 eg. --add msr0x10,u64,cpu,delta,MY_TSC\n"
 726                 "  -c, --cpu    cpu-set limit output to summary plus cpu-set:\n"
 727                 "                 {core | package | j,k,l..m,n-p }\n"
 728                 "  -d, --debug  displays usec, Time_Of_Day_Seconds and more debugging\n"
 729                 "  -D, --Dump   displays the raw counter values\n"
 730                 "  -e, --enable [all | column]\n"
 731                 "               shows all or the specified disabled column\n"
 732                 "  -H, --hide [column|column,column,...]\n"
 733                 "               hide the specified column(s)\n"
 734                 "  -i, --interval sec.subsec\n"
 735                 "               Override default 5-second measurement interval\n"
 736                 "  -J, --Joules displays energy in Joules instead of Watts\n"
 737                 "  -l, --list   list column headers only\n"
 738                 "  -n, --num_iterations num\n"
 739                 "               number of the measurement iterations\n"
 740                 "  -N, --header_iterations num\n"
 741                 "               print header every num iterations\n"
 742                 "  -o, --out file\n"
 743                 "               create or truncate \"file\" for all output\n"
 744                 "  -q, --quiet  skip decoding system configuration header\n"
 745                 "  -s, --show [column|column,column,...]\n"
 746                 "               show only the specified column(s)\n"
 747                 "  -S, --Summary\n"
 748                 "               limits output to 1-line system summary per interval\n"
 749                 "  -T, --TCC temperature\n"
 750                 "               sets the Thermal Control Circuit temperature in\n"
 751                 "                 degrees Celsius\n"
 752                 "  -h, --help   print this help message\n"
 753                 "  -v, --version        print version information\n" "\n" "For more help, run \"man turbostat\"\n");
 754 }
 755
 756 /*
 757  * bic_lookup
 758  * for all the strings in comma separate name_list,
 759  * set the approprate bit in return value.
 760  */
 761 unsigned long long bic_lookup(char *name_list, enum show_hide_mode mode)
 762 {
 763         unsigned int i;
 764         unsigned long long retval = 0;
 765
 766         while (name_list) {
 767                 char *comma;
 768
 769                 comma = strchr(name_list, ',');
 770
 771                 if (comma)
 772                         *comma = '\0';
 773
 774                 for (i = 0; i < MAX_BIC; ++i) {
 775                         if (!strcmp(name_list, bic[i].name)) {
 776                                 retval |= (1ULL << i);
 777                                 break;
 778                         }
 779                         if (!strcmp(name_list, "all")) {
 780                                 retval |= ~0;
 781                                 break;
 782                         } else if (!strcmp(name_list, "topology")) {
 783                                 retval |= BIC_TOPOLOGY;
 784                                 break;
 785                         } else if (!strcmp(name_list, "power")) {
 786                                 retval |= BIC_THERMAL_PWR;
 787                                 break;
 788                         } else if (!strcmp(name_list, "idle")) {
 789                                 retval |= BIC_IDLE;
 790                                 break;
 791                         } else if (!strcmp(name_list, "frequency")) {
 792                                 retval |= BIC_FREQUENCY;
 793                                 break;
 794                         } else if (!strcmp(name_list, "other")) {
 795                                 retval |= BIC_OTHER;
 796                                 break;
 797                         }
 798
 799                 }
 800                 if (i == MAX_BIC) {
 801                         if (mode == SHOW_LIST) {
 802                                 deferred_add_names[deferred_add_index++] = name_list;
 803                                 if (deferred_add_index >= MAX_DEFERRED) {
 804                                         fprintf(stderr, "More than max %d un-recognized --add options '%s'\n",
 805                                                 MAX_DEFERRED, name_list);
 806                                         help();
 807                                         exit(1);
 808                                 }
 809                         } else {
 810                                 deferred_skip_names[deferred_skip_index++] = name_list;
 811                                 if (debug)
 812                                         fprintf(stderr, "deferred \"%s\"\n", name_list);
 813                                 if (deferred_skip_index >= MAX_DEFERRED) {
 814                                         fprintf(stderr, "More than max %d un-recognized --skip options '%s'\n",
 815                                                 MAX_DEFERRED, name_list);
 816                                         help();
 817                                         exit(1);
 818                                 }
 819                         }
 820                 }
 821
 822                 name_list = comma;
 823                 if (name_list)
 824                         name_list++;
 825
 826         }
 827         return retval;
 828 }
 829
 830 void print_header(char *delim)
 831 {
 832         struct msr_counter *mp;
 833         int printed = 0;
 834
 835         if (DO_BIC(BIC_USEC))
 836                 outp += sprintf(outp, "%susec", (printed++ ? delim : ""));
 837         if (DO_BIC(BIC_TOD))
 838                 outp += sprintf(outp, "%sTime_Of_Day_Seconds", (printed++ ? delim : ""));
 839         if (DO_BIC(BIC_Package))
 840                 outp += sprintf(outp, "%sPackage", (printed++ ? delim : ""));
 841         if (DO_BIC(BIC_Die))
 842                 outp += sprintf(outp, "%sDie", (printed++ ? delim : ""));
 843         if (DO_BIC(BIC_Node))
 844                 outp += sprintf(outp, "%sNode", (printed++ ? delim : ""));
 845         if (DO_BIC(BIC_Core))
 846                 outp += sprintf(outp, "%sCore", (printed++ ? delim : ""));
 847         if (DO_BIC(BIC_CPU))
 848                 outp += sprintf(outp, "%sCPU", (printed++ ? delim : ""));
 849         if (DO_BIC(BIC_APIC))
 850                 outp += sprintf(outp, "%sAPIC", (printed++ ? delim : ""));
 851         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
 852                 outp += sprintf(outp, "%sX2APIC", (printed++ ? delim : ""));
 853         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz))
 854                 outp += sprintf(outp, "%sAvg_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 855         if (DO_BIC(BIC_Busy))
 856                 outp += sprintf(outp, "%sBusy%%", (printed++ ? delim : ""));
 857         if (DO_BIC(BIC_Bzy_MHz))
 858                 outp += sprintf(outp, "%sBzy_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 859         if (DO_BIC(BIC_TSC_MHz))
 860                 outp += sprintf(outp, "%sTSC_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 861
 862         if (DO_BIC(BIC_IPC))
 863                 outp += sprintf(outp, "%sIPC", (printed++ ? delim : ""));
 864
 865         if (DO_BIC(BIC_IRQ)) {
 866                 if (sums_need_wide_columns)
 867                         outp += sprintf(outp, "%s     IRQ", (printed++ ? delim : ""));
 868                 else
 869                         outp += sprintf(outp, "%sIRQ", (printed++ ? delim : ""));
 870         }
 871
 872         if (DO_BIC(BIC_SMI))
 873                 outp += sprintf(outp, "%sSMI", (printed++ ? delim : ""));
 874
 875         for (mp = sys.tp; mp; mp = mp->next) {
 876
 877                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
 878                         if (mp->width == 64)
 879                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 880                         else
 881                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 882                 } else {
 883                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
 884                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 885                         else
 886                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 887                 }
 888         }
 889
 890         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1))
 891                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c1", (printed++ ? delim : ""));
 892         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3))
 893                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c3", (printed++ ? delim : ""));
 894         if (DO_BIC(BIC_CPU_c6))
 895                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c6", (printed++ ? delim : ""));
 896         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7))
 897                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c7", (printed++ ? delim : ""));
 898
 899         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
 900                 outp += sprintf(outp, "%sMod%%c6", (printed++ ? delim : ""));
 901
 902         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp))
 903                 outp += sprintf(outp, "%sCoreTmp", (printed++ ? delim : ""));
 904
 905         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
 906                 outp += sprintf(outp, "%sCoreThr", (printed++ ? delim : ""));
 907
 908         if (do_rapl && !rapl_joules) {
 909                 if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 910                         outp += sprintf(outp, "%sCorWatt", (printed++ ? delim : ""));
 911         } else if (do_rapl && rapl_joules) {
 912                 if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 913                         outp += sprintf(outp, "%sCor_J", (printed++ ? delim : ""));
 914         }
 915
 916         for (mp = sys.cp; mp; mp = mp->next) {
 917                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
 918                         if (mp->width == 64)
 919                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", delim, mp->name);
 920                         else
 921                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", delim, mp->name);
 922                 } else {
 923                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
 924                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", delim, mp->name);
 925                         else
 926                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", delim, mp->name);
 927                 }
 928         }
 929
 930         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp))
 931                 outp += sprintf(outp, "%sPkgTmp", (printed++ ? delim : ""));
 932
 933         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
 934                 outp += sprintf(outp, "%sGFX%%rc6", (printed++ ? delim : ""));
 935
 936         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
 937                 outp += sprintf(outp, "%sGFXMHz", (printed++ ? delim : ""));
 938
 939         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
 940                 outp += sprintf(outp, "%sGFXAMHz", (printed++ ? delim : ""));
 941
 942         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
 943                 outp += sprintf(outp, "%sTotl%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 944         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
 945                 outp += sprintf(outp, "%sAny%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 946         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
 947                 outp += sprintf(outp, "%sGFX%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 948         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
 949                 outp += sprintf(outp, "%sCPUGFX%%", (printed++ ? delim : ""));
 950
 951         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
 952                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc2", (printed++ ? delim : ""));
 953         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
 954                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc3", (printed++ ? delim : ""));
 955         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
 956                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc6", (printed++ ? delim : ""));
 957         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
 958                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc7", (printed++ ? delim : ""));
 959         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
 960                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc8", (printed++ ? delim : ""));
 961         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
 962                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc9", (printed++ ? delim : ""));
 963         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
 964                 outp += sprintf(outp, "%sPk%%pc10", (printed++ ? delim : ""));
 965         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
 966                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%LPI", (printed++ ? delim : ""));
 967         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
 968                 outp += sprintf(outp, "%sSYS%%LPI", (printed++ ? delim : ""));
 969
 970         if (do_rapl && !rapl_joules) {
 971                 if (DO_BIC(BIC_PkgWatt))
 972                         outp += sprintf(outp, "%sPkgWatt", (printed++ ? delim : ""));
 973                 if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 974                         outp += sprintf(outp, "%sCorWatt", (printed++ ? delim : ""));
 975                 if (DO_BIC(BIC_GFXWatt))
 976                         outp += sprintf(outp, "%sGFXWatt", (printed++ ? delim : ""));
 977                 if (DO_BIC(BIC_RAMWatt))
 978                         outp += sprintf(outp, "%sRAMWatt", (printed++ ? delim : ""));
 979                 if (DO_BIC(BIC_PKG__))
 980                         outp += sprintf(outp, "%sPKG_%%", (printed++ ? delim : ""));
 981                 if (DO_BIC(BIC_RAM__))
 982                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_%%", (printed++ ? delim : ""));
 983         } else if (do_rapl && rapl_joules) {
 984                 if (DO_BIC(BIC_Pkg_J))
 985                         outp += sprintf(outp, "%sPkg_J", (printed++ ? delim : ""));
 986                 if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 987                         outp += sprintf(outp, "%sCor_J", (printed++ ? delim : ""));
 988                 if (DO_BIC(BIC_GFX_J))
 989                         outp += sprintf(outp, "%sGFX_J", (printed++ ? delim : ""));
 990                 if (DO_BIC(BIC_RAM_J))
 991                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_J", (printed++ ? delim : ""));
 992                 if (DO_BIC(BIC_PKG__))
 993                         outp += sprintf(outp, "%sPKG_%%", (printed++ ? delim : ""));
 994                 if (DO_BIC(BIC_RAM__))
 995                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_%%", (printed++ ? delim : ""));
 996         }
 997         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
 998                 outp += sprintf(outp, "%sUncMHz", (printed++ ? delim : ""));
 999
1000         for (mp = sys.pp; mp; mp = mp->next) {
1001                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1002                         if (mp->width == 64)
1003                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", delim, mp->name);
1004                         else
1005                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", delim, mp->name);
1006                 } else {
1007                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1008                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", delim, mp->name);
1009                         else
1010                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", delim, mp->name);
1011                 }
1012         }
1013
1014         outp += sprintf(outp, "\n");
1015 }
1016
1017 int dump_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1018 {
1019         int i;
1020         struct msr_counter *mp;
1021
1022         outp += sprintf(outp, "t %p, c %p, p %p\n", t, c, p);
1023
1024         if (t) {
1025                 outp += sprintf(outp, "CPU: %d flags 0x%x\n", t->cpu_id, t->flags);
1026                 outp += sprintf(outp, "TSC: %016llX\n", t->tsc);
1027                 outp += sprintf(outp, "aperf: %016llX\n", t->aperf);
1028                 outp += sprintf(outp, "mperf: %016llX\n", t->mperf);
1029                 outp += sprintf(outp, "c1: %016llX\n", t->c1);
1030
1031                 if (DO_BIC(BIC_IPC))
1032                         outp += sprintf(outp, "IPC: %lld\n", t->instr_count);
1033
1034                 if (DO_BIC(BIC_IRQ))
1035                         outp += sprintf(outp, "IRQ: %lld\n", t->irq_count);
1036                 if (DO_BIC(BIC_SMI))
1037                         outp += sprintf(outp, "SMI: %d\n", t->smi_count);
1038
1039                 for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1040                         outp += sprintf(outp, "tADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, t->counter[i]);
1041                 }
1042         }
1043
1044         if (c) {
1045                 outp += sprintf(outp, "core: %d\n", c->core_id);
1046                 outp += sprintf(outp, "c3: %016llX\n", c->c3);
1047                 outp += sprintf(outp, "c6: %016llX\n", c->c6);
1048                 outp += sprintf(outp, "c7: %016llX\n", c->c7);
1049                 outp += sprintf(outp, "DTS: %dC\n", c->core_temp_c);
1050                 outp += sprintf(outp, "cpu_throt_count: %016llX\n", c->core_throt_cnt);
1051                 outp += sprintf(outp, "Joules: %0X\n", c->core_energy);
1052
1053                 for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1054                         outp += sprintf(outp, "cADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, c->counter[i]);
1055                 }
1056                 outp += sprintf(outp, "mc6_us: %016llX\n", c->mc6_us);
1057         }
1058
1059         if (p) {
1060                 outp += sprintf(outp, "package: %d\n", p->package_id);
1061
1062                 outp += sprintf(outp, "Weighted cores: %016llX\n", p->pkg_wtd_core_c0);
1063                 outp += sprintf(outp, "Any cores: %016llX\n", p->pkg_any_core_c0);
1064                 outp += sprintf(outp, "Any GFX: %016llX\n", p->pkg_any_gfxe_c0);
1065                 outp += sprintf(outp, "CPU + GFX: %016llX\n", p->pkg_both_core_gfxe_c0);
1066
1067                 outp += sprintf(outp, "pc2: %016llX\n", p->pc2);
1068                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1069                         outp += sprintf(outp, "pc3: %016llX\n", p->pc3);
1070                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1071                         outp += sprintf(outp, "pc6: %016llX\n", p->pc6);
1072                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1073                         outp += sprintf(outp, "pc7: %016llX\n", p->pc7);
1074                 outp += sprintf(outp, "pc8: %016llX\n", p->pc8);
1075                 outp += sprintf(outp, "pc9: %016llX\n", p->pc9);
1076                 outp += sprintf(outp, "pc10: %016llX\n", p->pc10);
1077                 outp += sprintf(outp, "cpu_lpi: %016llX\n", p->cpu_lpi);
1078                 outp += sprintf(outp, "sys_lpi: %016llX\n", p->sys_lpi);
1079                 outp += sprintf(outp, "Joules PKG: %0llX\n", p->energy_pkg);
1080                 outp += sprintf(outp, "Joules COR: %0llX\n", p->energy_cores);
1081                 outp += sprintf(outp, "Joules GFX: %0llX\n", p->energy_gfx);
1082                 outp += sprintf(outp, "Joules RAM: %0llX\n", p->energy_dram);
1083                 outp += sprintf(outp, "Throttle PKG: %0llX\n", p->rapl_pkg_perf_status);
1084                 outp += sprintf(outp, "Throttle RAM: %0llX\n", p->rapl_dram_perf_status);
1085                 outp += sprintf(outp, "PTM: %dC\n", p->pkg_temp_c);
1086
1087                 for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1088                         outp += sprintf(outp, "pADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, p->counter[i]);
1089                 }
1090         }
1091
1092         outp += sprintf(outp, "\n");
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * column formatting convention & formats
1099  */
1100 int format_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1101 {
1102         double interval_float, tsc;
1103         char *fmt8;
1104         int i;
1105         struct msr_counter *mp;
1106         char *delim = "\t";
1107         int printed = 0;
1108
1109         /* if showing only 1st thread in core and this isn't one, bail out */
1110         if (show_core_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1111                 return 0;
1112
1113         /* if showing only 1st thread in pkg and this isn't one, bail out */
1114         if (show_pkg_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1115                 return 0;
1116
1117         /*if not summary line and --cpu is used */
1118         if ((t != &average.threads) && (cpu_subset && !CPU_ISSET_S(t->cpu_id, cpu_subset_size, cpu_subset)))
1119                 return 0;
1120
1121         if (DO_BIC(BIC_USEC)) {
1122                 /* on each row, print how many usec each timestamp took to gather */
1123                 struct timeval tv;
1124
1125                 timersub(&t->tv_end, &t->tv_begin, &tv);
1126                 outp += sprintf(outp, "%5ld\t", tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec);
1127         }
1128
1129         /* Time_Of_Day_Seconds: on each row, print sec.usec last timestamp taken */
1130         if (DO_BIC(BIC_TOD))
1131                 outp += sprintf(outp, "%10ld.%06ld\t", t->tv_end.tv_sec, t->tv_end.tv_usec);
1132
1133         interval_float = t->tv_delta.tv_sec + t->tv_delta.tv_usec / 1000000.0;
1134
1135         tsc = t->tsc * tsc_tweak;
1136
1137         /* topo columns, print blanks on 1st (average) line */
1138         if (t == &average.threads) {
1139                 if (DO_BIC(BIC_Package))
1140                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1141                 if (DO_BIC(BIC_Die))
1142                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1143                 if (DO_BIC(BIC_Node))
1144                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1145                 if (DO_BIC(BIC_Core))
1146                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1147                 if (DO_BIC(BIC_CPU))
1148                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1149                 if (DO_BIC(BIC_APIC))
1150                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1151                 if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1152                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1153         } else {
1154                 if (DO_BIC(BIC_Package)) {
1155                         if (p)
1156                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->package_id);
1157                         else
1158                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1159                 }
1160                 if (DO_BIC(BIC_Die)) {
1161                         if (c)
1162                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), cpus[t->cpu_id].die_id);
1163                         else
1164                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1165                 }
1166                 if (DO_BIC(BIC_Node)) {
1167                         if (t)
1168                                 outp += sprintf(outp, "%s%d",
1169                                                 (printed++ ? delim : ""), cpus[t->cpu_id].physical_node_id);
1170                         else
1171                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1172                 }
1173                 if (DO_BIC(BIC_Core)) {
1174                         if (c)
1175                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), c->core_id);
1176                         else
1177                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1178                 }
1179                 if (DO_BIC(BIC_CPU))
1180                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->cpu_id);
1181                 if (DO_BIC(BIC_APIC))
1182                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->apic_id);
1183                 if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1184                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->x2apic_id);
1185         }
1186
1187         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz))
1188                 outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 / units * t->aperf / interval_float);
1189
1190         if (DO_BIC(BIC_Busy))
1191                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->mperf / tsc);
1192
1193         if (DO_BIC(BIC_Bzy_MHz)) {
1194                 if (has_base_hz)
1195                         outp +=
1196                             sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), base_hz / units * t->aperf / t->mperf);
1197                 else
1198                         outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""),
1199                                         tsc / units * t->aperf / t->mperf / interval_float);
1200         }
1201
1202         if (DO_BIC(BIC_TSC_MHz))
1203                 outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 * t->tsc / units / interval_float);
1204
1205         if (DO_BIC(BIC_IPC))
1206                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 * t->instr_count / t->aperf);
1207
1208         /* IRQ */
1209         if (DO_BIC(BIC_IRQ)) {
1210                 if (sums_need_wide_columns)
1211                         outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), t->irq_count);
1212                 else
1213                         outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), t->irq_count);
1214         }
1215
1216         /* SMI */
1217         if (DO_BIC(BIC_SMI))
1218                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->smi_count);
1219
1220         /* Added counters */
1221         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1222                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1223                         if (mp->width == 32)
1224                                 outp +=
1225                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)t->counter[i]);
1226                         else
1227                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1228                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1229                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1230                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1231                         else
1232                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1233                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1234                         if (mp->type == COUNTER_USEC)
1235                                 outp +=
1236                                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""),
1237                                             t->counter[i] / interval_float / 10000);
1238                         else
1239                                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->counter[i] / tsc);
1240                 }
1241         }
1242
1243         /* C1 */
1244         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1))
1245                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->c1 / tsc);
1246
1247         /* print per-core data only for 1st thread in core */
1248         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1249                 goto done;
1250
1251         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3))
1252                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c3 / tsc);
1253         if (DO_BIC(BIC_CPU_c6))
1254                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c6 / tsc);
1255         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7))
1256                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c7 / tsc);
1257
1258         /* Mod%c6 */
1259         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
1260                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->mc6_us / tsc);
1261
1262         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp))
1263                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), c->core_temp_c);
1264
1265         /* Core throttle count */
1266         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
1267                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), c->core_throt_cnt);
1268
1269         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1270                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1271                         if (mp->width == 32)
1272                                 outp +=
1273                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)c->counter[i]);
1274                         else
1275                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1276                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1277                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1278                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1279                         else
1280                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1281                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1282                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->counter[i] / tsc);
1283                 }
1284         }
1285
1286         fmt8 = "%s%.2f";
1287
1288         if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1289                 outp +=
1290                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), c->core_energy * rapl_energy_units / interval_float);
1291         if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1292                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), c->core_energy * rapl_energy_units);
1293
1294         /* print per-package data only for 1st core in package */
1295         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1296                 goto done;
1297
1298         /* PkgTmp */
1299         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp))
1300                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->pkg_temp_c);
1301
1302         /* GFXrc6 */
1303         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6)) {
1304                 if (p->gfx_rc6_ms == -1) {      /* detect GFX counter reset */
1305                         outp += sprintf(outp, "%s**.**", (printed++ ? delim : ""));
1306                 } else {
1307                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""),
1308                                         p->gfx_rc6_ms / 10.0 / interval_float);
1309                 }
1310         }
1311
1312         /* GFXMHz */
1313         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
1314                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->gfx_mhz);
1315
1316         /* GFXACTMHz */
1317         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
1318                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->gfx_act_mhz);
1319
1320         /* Totl%C0, Any%C0 GFX%C0 CPUGFX% */
1321         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1322                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_wtd_core_c0 / tsc);
1323         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1324                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_any_core_c0 / tsc);
1325         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1326                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_any_gfxe_c0 / tsc);
1327         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1328                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_both_core_gfxe_c0 / tsc);
1329
1330         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
1331                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc2 / tsc);
1332         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1333                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc3 / tsc);
1334         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1335                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc6 / tsc);
1336         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1337                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc7 / tsc);
1338         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
1339                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc8 / tsc);
1340         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
1341                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc9 / tsc);
1342         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
1343                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc10 / tsc);
1344
1345         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
1346                 outp +=
1347                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->cpu_lpi / 1000000.0 / interval_float);
1348         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
1349                 outp +=
1350                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->sys_lpi / 1000000.0 / interval_float);
1351
1352         if (DO_BIC(BIC_PkgWatt))
1353                 outp +=
1354                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_pkg * rapl_energy_units / interval_float);
1355
1356         if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1357                 outp +=
1358                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_cores * rapl_energy_units / interval_float);
1359         if (DO_BIC(BIC_GFXWatt))
1360                 outp +=
1361                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_gfx * rapl_energy_units / interval_float);
1362         if (DO_BIC(BIC_RAMWatt))
1363                 outp +=
1364                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1365                             p->energy_dram * rapl_dram_energy_units / interval_float);
1366         if (DO_BIC(BIC_Pkg_J))
1367                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_pkg * rapl_energy_units);
1368         if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1369                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_cores * rapl_energy_units);
1370         if (DO_BIC(BIC_GFX_J))
1371                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_gfx * rapl_energy_units);
1372         if (DO_BIC(BIC_RAM_J))
1373                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_dram * rapl_dram_energy_units);
1374         if (DO_BIC(BIC_PKG__))
1375                 outp +=
1376                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1377                             100.0 * p->rapl_pkg_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
1378         if (DO_BIC(BIC_RAM__))
1379                 outp +=
1380                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1381                             100.0 * p->rapl_dram_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
1382         /* UncMHz */
1383         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
1384                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->uncore_mhz);
1385
1386         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1387                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1388                         if (mp->width == 32)
1389                                 outp +=
1390                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)p->counter[i]);
1391                         else
1392                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1393                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1394                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1395                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1396                         else
1397                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1398                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1399                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->counter[i] / tsc);
1400                 }
1401         }
1402
1403 done:
1404         if (*(outp - 1) != '\n')
1405                 outp += sprintf(outp, "\n");
1406
1407         return 0;
1408 }
1409
1410 void flush_output_stdout(void)
1411 {
1412         FILE *filep;
1413
1414         if (outf == stderr)
1415                 filep = stdout;
1416         else
1417                 filep = outf;
1418
1419         fputs(output_buffer, filep);
1420         fflush(filep);
1421
1422         outp = output_buffer;
1423 }
1424
1425 void flush_output_stderr(void)
1426 {
1427         fputs(output_buffer, outf);
1428         fflush(outf);
1429         outp = output_buffer;
1430 }
1431
1432 void format_all_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1433 {
1434         static int count;
1435
1436         if ((!count || (header_iterations && !(count % header_iterations))) || !summary_only)
1437                 print_header("\t");
1438
1439         format_counters(&average.threads, &average.cores, &average.packages);
1440
1441         count++;
1442
1443         if (summary_only)
1444                 return;
1445
1446         for_all_cpus(format_counters, t, c, p);
1447 }
1448
1449 #define DELTA_WRAP32(new, old)                  \
1450         old = ((((unsigned long long)new << 32) - ((unsigned long long)old << 32)) >> 32);
1451
1452 int delta_package(struct pkg_data *new, struct pkg_data *old)
1453 {
1454         int i;
1455         struct msr_counter *mp;
1456
1457         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1458                 old->pkg_wtd_core_c0 = new->pkg_wtd_core_c0 - old->pkg_wtd_core_c0;
1459         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1460                 old->pkg_any_core_c0 = new->pkg_any_core_c0 - old->pkg_any_core_c0;
1461         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1462                 old->pkg_any_gfxe_c0 = new->pkg_any_gfxe_c0 - old->pkg_any_gfxe_c0;
1463         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1464                 old->pkg_both_core_gfxe_c0 = new->pkg_both_core_gfxe_c0 - old->pkg_both_core_gfxe_c0;
1465
1466         old->pc2 = new->pc2 - old->pc2;
1467         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1468                 old->pc3 = new->pc3 - old->pc3;
1469         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1470                 old->pc6 = new->pc6 - old->pc6;
1471         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1472                 old->pc7 = new->pc7 - old->pc7;
1473         old->pc8 = new->pc8 - old->pc8;
1474         old->pc9 = new->pc9 - old->pc9;
1475         old->pc10 = new->pc10 - old->pc10;
1476         old->cpu_lpi = new->cpu_lpi - old->cpu_lpi;
1477         old->sys_lpi = new->sys_lpi - old->sys_lpi;
1478         old->pkg_temp_c = new->pkg_temp_c;
1479
1480         /* flag an error when rc6 counter resets/wraps */
1481         if (old->gfx_rc6_ms > new->gfx_rc6_ms)
1482                 old->gfx_rc6_ms = -1;
1483         else
1484                 old->gfx_rc6_ms = new->gfx_rc6_ms - old->gfx_rc6_ms;
1485
1486         old->uncore_mhz = new->uncore_mhz;
1487         old->gfx_mhz = new->gfx_mhz;
1488         old->gfx_act_mhz = new->gfx_act_mhz;
1489
1490         old->energy_pkg = new->energy_pkg - old->energy_pkg;
1491         old->energy_cores = new->energy_cores - old->energy_cores;
1492         old->energy_gfx = new->energy_gfx - old->energy_gfx;
1493         old->energy_dram = new->energy_dram - old->energy_dram;
1494         old->rapl_pkg_perf_status = new->rapl_pkg_perf_status - old->rapl_pkg_perf_status;
1495         old->rapl_dram_perf_status = new->rapl_dram_perf_status - old->rapl_dram_perf_status;
1496
1497         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1498                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1499                         old->counter[i] = new->counter[i];
1500                 else
1501                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1502         }
1503
1504         return 0;
1505 }
1506
1507 void delta_core(struct core_data *new, struct core_data *old)
1508 {
1509         int i;
1510         struct msr_counter *mp;
1511
1512         old->c3 = new->c3 - old->c3;
1513         old->c6 = new->c6 - old->c6;
1514         old->c7 = new->c7 - old->c7;
1515         old->core_temp_c = new->core_temp_c;
1516         old->core_throt_cnt = new->core_throt_cnt;
1517         old->mc6_us = new->mc6_us - old->mc6_us;
1518
1519         DELTA_WRAP32(new->core_energy, old->core_energy);
1520
1521         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1522                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1523                         old->counter[i] = new->counter[i];
1524                 else
1525                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1526         }
1527 }
1528
1529 int soft_c1_residency_display(int bic)
1530 {
1531         if (!DO_BIC(BIC_CPU_c1) || use_c1_residency_msr)
1532                 return 0;
1533
1534         return DO_BIC_READ(bic);
1535 }
1536
1537 /*
1538  * old = new - old
1539  */
1540 int delta_thread(struct thread_data *new, struct thread_data *old, struct core_data *core_delta)
1541 {
1542         int i;
1543         struct msr_counter *mp;
1544
1545         /* we run cpuid just the 1st time, copy the results */
1546         if (DO_BIC(BIC_APIC))
1547                 new->apic_id = old->apic_id;
1548         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1549                 new->x2apic_id = old->x2apic_id;
1550
1551         /*
1552          * the timestamps from start of measurement interval are in "old"
1553          * the timestamp from end of measurement interval are in "new"
1554          * over-write old w/ new so we can print end of interval values
1555          */
1556
1557         timersub(&new->tv_begin, &old->tv_begin, &old->tv_delta);
1558         old->tv_begin = new->tv_begin;
1559         old->tv_end = new->tv_end;
1560
1561         old->tsc = new->tsc - old->tsc;
1562
1563         /* check for TSC < 1 Mcycles over interval */
1564         if (old->tsc < (1000 * 1000))
1565                 errx(-3, "Insanely slow TSC rate, TSC stops in idle?\n"
1566                      "You can disable all c-states by booting with \"idle=poll\"\n"
1567                      "or just the deep ones with \"processor.max_cstate=1\"");
1568
1569         old->c1 = new->c1 - old->c1;
1570
1571         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz) || DO_BIC(BIC_Busy) || DO_BIC(BIC_Bzy_MHz) || soft_c1_residency_display(BIC_Avg_MHz)) {
1572                 if ((new->aperf > old->aperf) && (new->mperf > old->mperf)) {
1573                         old->aperf = new->aperf - old->aperf;
1574                         old->mperf = new->mperf - old->mperf;
1575                 } else {
1576                         return -1;
1577                 }
1578         }
1579
1580         if (use_c1_residency_msr) {
1581                 /*
1582                  * Some models have a dedicated C1 residency MSR,
1583                  * which should be more accurate than the derivation below.
1584                  */
1585         } else {
1586                 /*
1587                  * As counter collection is not atomic,
1588                  * it is possible for mperf's non-halted cycles + idle states
1589                  * to exceed TSC's all cycles: show c1 = 0% in that case.
1590                  */
1591                 if ((old->mperf + core_delta->c3 + core_delta->c6 + core_delta->c7) > (old->tsc * tsc_tweak))
1592                         old->c1 = 0;
1593                 else {
1594                         /* normal case, derive c1 */
1595                         old->c1 = (old->tsc * tsc_tweak) - old->mperf - core_delta->c3
1596                             - core_delta->c6 - core_delta->c7;
1597                 }
1598         }
1599
1600         if (old->mperf == 0) {
1601                 if (debug > 1)
1602                         fprintf(outf, "cpu%d MPERF 0!\n", old->cpu_id);
1603                 old->mperf = 1; /* divide by 0 protection */
1604         }
1605
1606         if (DO_BIC(BIC_IPC))
1607                 old->instr_count = new->instr_count - old->instr_count;
1608
1609         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
1610                 old->irq_count = new->irq_count - old->irq_count;
1611
1612         if (DO_BIC(BIC_SMI))
1613                 old->smi_count = new->smi_count - old->smi_count;
1614
1615         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1616                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1617                         old->counter[i] = new->counter[i];
1618                 else
1619                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1620         }
1621         return 0;
1622 }
1623
1624 int delta_cpu(struct thread_data *t, struct core_data *c,
1625               struct pkg_data *p, struct thread_data *t2, struct core_data *c2, struct pkg_data *p2)
1626 {
1627         int retval = 0;
1628
1629         /* calculate core delta only for 1st thread in core */
1630         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE)
1631                 delta_core(c, c2);
1632
1633         /* always calculate thread delta */
1634         retval = delta_thread(t, t2, c2);       /* c2 is core delta */
1635         if (retval)
1636                 return retval;
1637
1638         /* calculate package delta only for 1st core in package */
1639         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)
1640                 retval = delta_package(p, p2);
1641
1642         return retval;
1643 }
1644
1645 void clear_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1646 {
1647         int i;
1648         struct msr_counter *mp;
1649
1650         t->tv_begin.tv_sec = 0;
1651         t->tv_begin.tv_usec = 0;
1652         t->tv_end.tv_sec = 0;
1653         t->tv_end.tv_usec = 0;
1654         t->tv_delta.tv_sec = 0;
1655         t->tv_delta.tv_usec = 0;
1656
1657         t->tsc = 0;
1658         t->aperf = 0;
1659         t->mperf = 0;
1660         t->c1 = 0;
1661
1662         t->instr_count = 0;
1663
1664         t->irq_count = 0;
1665         t->smi_count = 0;
1666
1667         /* tells format_counters to dump all fields from this set */
1668         t->flags = CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE | CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE;
1669
1670         c->c3 = 0;
1671         c->c6 = 0;
1672         c->c7 = 0;
1673         c->mc6_us = 0;
1674         c->core_temp_c = 0;
1675         c->core_energy = 0;
1676         c->core_throt_cnt = 0;
1677
1678         p->pkg_wtd_core_c0 = 0;
1679         p->pkg_any_core_c0 = 0;
1680         p->pkg_any_gfxe_c0 = 0;
1681         p->pkg_both_core_gfxe_c0 = 0;
1682
1683         p->pc2 = 0;
1684         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1685                 p->pc3 = 0;
1686         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1687                 p->pc6 = 0;
1688         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1689                 p->pc7 = 0;
1690         p->pc8 = 0;
1691         p->pc9 = 0;
1692         p->pc10 = 0;
1693         p->cpu_lpi = 0;
1694         p->sys_lpi = 0;
1695
1696         p->energy_pkg = 0;
1697         p->energy_dram = 0;
1698         p->energy_cores = 0;
1699         p->energy_gfx = 0;
1700         p->rapl_pkg_perf_status = 0;
1701         p->rapl_dram_perf_status = 0;
1702         p->pkg_temp_c = 0;
1703
1704         p->gfx_rc6_ms = 0;
1705         p->uncore_mhz = 0;
1706         p->gfx_mhz = 0;
1707         p->gfx_act_mhz = 0;
1708         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next)
1709                 t->counter[i] = 0;
1710
1711         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next)
1712                 c->counter[i] = 0;
1713
1714         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next)
1715                 p->counter[i] = 0;
1716 }
1717
1718 int sum_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1719 {
1720         int i;
1721         struct msr_counter *mp;
1722
1723         /* copy un-changing apic_id's */
1724         if (DO_BIC(BIC_APIC))
1725                 average.threads.apic_id = t->apic_id;
1726         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1727                 average.threads.x2apic_id = t->x2apic_id;
1728
1729         /* remember first tv_begin */
1730         if (average.threads.tv_begin.tv_sec == 0)
1731                 average.threads.tv_begin = t->tv_begin;
1732
1733         /* remember last tv_end */
1734         average.threads.tv_end = t->tv_end;
1735
1736         average.threads.tsc += t->tsc;
1737         average.threads.aperf += t->aperf;
1738         average.threads.mperf += t->mperf;
1739         average.threads.c1 += t->c1;
1740
1741         average.threads.instr_count += t->instr_count;
1742
1743         average.threads.irq_count += t->irq_count;
1744         average.threads.smi_count += t->smi_count;
1745
1746         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1747                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1748                         continue;
1749                 average.threads.counter[i] += t->counter[i];
1750         }
1751
1752         /* sum per-core values only for 1st thread in core */
1753         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1754                 return 0;
1755
1756         average.cores.c3 += c->c3;
1757         average.cores.c6 += c->c6;
1758         average.cores.c7 += c->c7;
1759         average.cores.mc6_us += c->mc6_us;
1760
1761         average.cores.core_temp_c = MAX(average.cores.core_temp_c, c->core_temp_c);
1762         average.cores.core_throt_cnt = MAX(average.cores.core_throt_cnt, c->core_throt_cnt);
1763
1764         average.cores.core_energy += c->core_energy;
1765
1766         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1767                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1768                         continue;
1769                 average.cores.counter[i] += c->counter[i];
1770         }
1771
1772         /* sum per-pkg values only for 1st core in pkg */
1773         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1774                 return 0;
1775
1776         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1777                 average.packages.pkg_wtd_core_c0 += p->pkg_wtd_core_c0;
1778         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1779                 average.packages.pkg_any_core_c0 += p->pkg_any_core_c0;
1780         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1781                 average.packages.pkg_any_gfxe_c0 += p->pkg_any_gfxe_c0;
1782         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1783                 average.packages.pkg_both_core_gfxe_c0 += p->pkg_both_core_gfxe_c0;
1784
1785         average.packages.pc2 += p->pc2;
1786         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1787                 average.packages.pc3 += p->pc3;
1788         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1789                 average.packages.pc6 += p->pc6;
1790         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1791                 average.packages.pc7 += p->pc7;
1792         average.packages.pc8 += p->pc8;
1793         average.packages.pc9 += p->pc9;
1794         average.packages.pc10 += p->pc10;
1795
1796         average.packages.cpu_lpi = p->cpu_lpi;
1797         average.packages.sys_lpi = p->sys_lpi;
1798
1799         average.packages.energy_pkg += p->energy_pkg;
1800         average.packages.energy_dram += p->energy_dram;
1801         average.packages.energy_cores += p->energy_cores;
1802         average.packages.energy_gfx += p->energy_gfx;
1803
1804         average.packages.gfx_rc6_ms = p->gfx_rc6_ms;
1805         average.packages.uncore_mhz = p->uncore_mhz;
1806         average.packages.gfx_mhz = p->gfx_mhz;
1807         average.packages.gfx_act_mhz = p->gfx_act_mhz;
1808
1809         average.packages.pkg_temp_c = MAX(average.packages.pkg_temp_c, p->pkg_temp_c);
1810
1811         average.packages.rapl_pkg_perf_status += p->rapl_pkg_perf_status;
1812         average.packages.rapl_dram_perf_status += p->rapl_dram_perf_status;
1813
1814         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1815                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1816                         continue;
1817                 average.packages.counter[i] += p->counter[i];
1818         }
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 /*
1823  * sum the counters for all cpus in the system
1824  * compute the weighted average
1825  */
1826 void compute_average(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1827 {
1828         int i;
1829         struct msr_counter *mp;
1830
1831         clear_counters(&average.threads, &average.cores, &average.packages);
1832
1833         for_all_cpus(sum_counters, t, c, p);
1834
1835         /* Use the global time delta for the average. */
1836         average.threads.tv_delta = tv_delta;
1837
1838         average.threads.tsc /= topo.num_cpus;
1839         average.threads.aperf /= topo.num_cpus;
1840         average.threads.mperf /= topo.num_cpus;
1841         average.threads.instr_count /= topo.num_cpus;
1842         average.threads.c1 /= topo.num_cpus;
1843
1844         if (average.threads.irq_count > 9999999)
1845                 sums_need_wide_columns = 1;
1846
1847         average.cores.c3 /= topo.num_cores;
1848         average.cores.c6 /= topo.num_cores;
1849         average.cores.c7 /= topo.num_cores;
1850         average.cores.mc6_us /= topo.num_cores;
1851
1852         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1853                 average.packages.pkg_wtd_core_c0 /= topo.num_packages;
1854         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1855                 average.packages.pkg_any_core_c0 /= topo.num_packages;
1856         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1857                 average.packages.pkg_any_gfxe_c0 /= topo.num_packages;
1858         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1859                 average.packages.pkg_both_core_gfxe_c0 /= topo.num_packages;
1860
1861         average.packages.pc2 /= topo.num_packages;
1862         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1863                 average.packages.pc3 /= topo.num_packages;
1864         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1865                 average.packages.pc6 /= topo.num_packages;
1866         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1867                 average.packages.pc7 /= topo.num_packages;
1868
1869         average.packages.pc8 /= topo.num_packages;
1870         average.packages.pc9 /= topo.num_packages;
1871         average.packages.pc10 /= topo.num_packages;
1872
1873         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1874                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1875                         continue;
1876                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1877                         if (average.threads.counter[i] > 9999999)
1878                                 sums_need_wide_columns = 1;
1879                         continue;
1880                 }
1881                 average.threads.counter[i] /= topo.num_cpus;
1882         }
1883         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1884                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1885                         continue;
1886                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1887                         if (average.cores.counter[i] > 9999999)
1888                                 sums_need_wide_columns = 1;
1889                 }
1890                 average.cores.counter[i] /= topo.num_cores;
1891         }
1892         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1893                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1894                         continue;
1895                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1896                         if (average.packages.counter[i] > 9999999)
1897                                 sums_need_wide_columns = 1;
1898                 }
1899                 average.packages.counter[i] /= topo.num_packages;
1900         }
1901 }
1902
1903 static unsigned long long rdtsc(void)
1904 {
1905         unsigned int low, high;
1906
1907         asm volatile ("rdtsc":"=a" (low), "=d"(high));
1908
1909         return low | ((unsigned long long)high) << 32;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * Open a file, and exit on failure
1914  */
1915 FILE *fopen_or_die(const char *path, const char *mode)
1916 {
1917         FILE *filep = fopen(path, mode);
1918
1919         if (!filep)
1920                 err(1, "%s: open failed", path);
1921         return filep;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * snapshot_sysfs_counter()
1926  *
1927  * return snapshot of given counter
1928  */
1929 unsigned long long snapshot_sysfs_counter(char *path)
1930 {
1931         FILE *fp;
1932         int retval;
1933         unsigned long long counter;
1934
1935         fp = fopen_or_die(path, "r");
1936
1937         retval = fscanf(fp, "%lld", &counter);
1938         if (retval != 1)
1939                 err(1, "snapshot_sysfs_counter(%s)", path);
1940
1941         fclose(fp);
1942
1943         return counter;
1944 }
1945
1946 int get_mp(int cpu, struct msr_counter *mp, unsigned long long *counterp)
1947 {
1948         if (mp->msr_num != 0) {
1949                 if (get_msr(cpu, mp->msr_num, counterp))
1950                         return -1;
1951         } else {
1952                 char path[128 + PATH_BYTES];
1953
1954                 if (mp->flags & SYSFS_PERCPU) {
1955                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/%s", cpu, mp->path);
1956
1957                         *counterp = snapshot_sysfs_counter(path);
1958                 } else {
1959                         *counterp = snapshot_sysfs_counter(mp->path);
1960                 }
1961         }
1962
1963         return 0;
1964 }
1965
1966 unsigned long long get_uncore_mhz(int package, int die)
1967 {
1968         char path[128];
1969
1970         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/current_freq_khz", package,
1971                 die);
1972
1973         return (snapshot_sysfs_counter(path) / 1000);
1974 }
1975
1976 int get_epb(int cpu)
1977 {
1978         char path[128 + PATH_BYTES];
1979         unsigned long long msr;
1980         int ret, epb = -1;
1981         FILE *fp;
1982
1983         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/power/energy_perf_bias", cpu);
1984
1985         fp = fopen(path, "r");
1986         if (!fp)
1987                 goto msr_fallback;
1988
1989         ret = fscanf(fp, "%d", &epb);
1990         if (ret != 1)
1991                 err(1, "%s(%s)", __func__, path);
1992
1993         fclose(fp);
1994
1995         return epb;
1996
1997 msr_fallback:
1998         get_msr(cpu, MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS, &msr);
1999
2000         return msr & 0xf;
2001 }
2002
2003 void get_apic_id(struct thread_data *t)
2004 {
2005         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
2006
2007         if (DO_BIC(BIC_APIC)) {
2008                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2009                 __cpuid(1, eax, ebx, ecx, edx);
2010
2011                 t->apic_id = (ebx >> 24) & 0xff;
2012         }
2013
2014         if (!DO_BIC(BIC_X2APIC))
2015                 return;
2016
2017         if (authentic_amd || hygon_genuine) {
2018                 unsigned int topology_extensions;
2019
2020                 if (max_extended_level < 0x8000001e)
2021                         return;
2022
2023                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2024                 __cpuid(0x80000001, eax, ebx, ecx, edx);
2025                 topology_extensions = ecx & (1 << 22);
2026
2027                 if (topology_extensions == 0)
2028                         return;
2029
2030                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2031                 __cpuid(0x8000001e, eax, ebx, ecx, edx);
2032
2033                 t->x2apic_id = eax;
2034                 return;
2035         }
2036
2037         if (!genuine_intel)
2038                 return;
2039
2040         if (max_level < 0xb)
2041                 return;
2042
2043         ecx = 0;
2044         __cpuid(0xb, eax, ebx, ecx, edx);
2045         t->x2apic_id = edx;
2046
2047         if (debug && (t->apic_id != (t->x2apic_id & 0xff)))
2048                 fprintf(outf, "cpu%d: BIOS BUG: apic 0x%x x2apic 0x%x\n", t->cpu_id, t->apic_id, t->x2apic_id);
2049 }
2050
2051 int get_core_throt_cnt(int cpu, unsigned long long *cnt)
2052 {
2053         char path[128 + PATH_BYTES];
2054         unsigned long long tmp;
2055         FILE *fp;
2056         int ret;
2057
2058         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/thermal_throttle/core_throttle_count", cpu);
2059         fp = fopen(path, "r");
2060         if (!fp)
2061                 return -1;
2062         ret = fscanf(fp, "%lld", &tmp);
2063         fclose(fp);
2064         if (ret != 1)
2065                 return -1;
2066         *cnt = tmp;
2067
2068         return 0;
2069 }
2070
2071 /*
2072  * get_counters(...)
2073  * migrate to cpu
2074  * acquire and record local counters for that cpu
2075  */
2076 int get_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
2077 {
2078         int cpu = t->cpu_id;
2079         unsigned long long msr;
2080         int aperf_mperf_retry_count = 0;
2081         struct msr_counter *mp;
2082         int i;
2083
2084         if (cpu_migrate(cpu)) {
2085                 fprintf(outf, "get_counters: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
2086                 return -1;
2087         }
2088
2089         gettimeofday(&t->tv_begin, (struct timezone *)NULL);
2090
2091         if (first_counter_read)
2092                 get_apic_id(t);
2093 retry:
2094         t->tsc = rdtsc();       /* we are running on local CPU of interest */
2095
2096         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz) || DO_BIC(BIC_Busy) || DO_BIC(BIC_Bzy_MHz) || soft_c1_residency_display(BIC_Avg_MHz)) {
2097                 unsigned long long tsc_before, tsc_between, tsc_after, aperf_time, mperf_time;
2098
2099                 /*
2100                  * The TSC, APERF and MPERF must be read together for
2101                  * APERF/MPERF and MPERF/TSC to give accurate results.
2102                  *
2103                  * Unfortunately, APERF and MPERF are read by
2104                  * individual system call, so delays may occur
2105                  * between them.  If the time to read them
2106                  * varies by a large amount, we re-read them.
2107                  */
2108
2109                 /*
2110                  * This initial dummy APERF read has been seen to
2111                  * reduce jitter in the subsequent reads.
2112                  */
2113
2114                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_APERF, &t->aperf))
2115                         return -3;
2116
2117                 t->tsc = rdtsc();       /* re-read close to APERF */
2118
2119                 tsc_before = t->tsc;
2120
2121                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_APERF, &t->aperf))
2122                         return -3;
2123
2124                 tsc_between = rdtsc();
2125
2126                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_MPERF, &t->mperf))
2127                         return -4;
2128
2129                 tsc_after = rdtsc();
2130
2131                 aperf_time = tsc_between - tsc_before;
2132                 mperf_time = tsc_after - tsc_between;
2133
2134                 /*
2135                  * If the system call latency to read APERF and MPERF
2136                  * differ by more than 2x, then try again.
2137                  */
2138                 if ((aperf_time > (2 * mperf_time)) || (mperf_time > (2 * aperf_time))) {
2139                         aperf_mperf_retry_count++;
2140                         if (aperf_mperf_retry_count < 5)
2141                                 goto retry;
2142                         else
2143                                 warnx("cpu%d jitter %lld %lld", cpu, aperf_time, mperf_time);
2144                 }
2145                 aperf_mperf_retry_count = 0;
2146
2147                 t->aperf = t->aperf * aperf_mperf_multiplier;
2148                 t->mperf = t->mperf * aperf_mperf_multiplier;
2149         }
2150
2151         if (DO_BIC(BIC_IPC))
2152                 if (read(get_instr_count_fd(cpu), &t->instr_count, sizeof(long long)) != sizeof(long long))
2153                         return -4;
2154
2155         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
2156                 t->irq_count = irqs_per_cpu[cpu];
2157         if (DO_BIC(BIC_SMI)) {
2158                 if (get_msr(cpu, MSR_SMI_COUNT, &msr))
2159                         return -5;
2160                 t->smi_count = msr & 0xFFFFFFFF;
2161         }
2162         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1) && use_c1_residency_msr) {
2163                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C1_RES, &t->c1))
2164                         return -6;
2165         }
2166
2167         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
2168                 if (get_mp(cpu, mp, &t->counter[i]))
2169                         return -10;
2170         }
2171
2172         /* collect core counters only for 1st thread in core */
2173         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
2174                 goto done;
2175
2176         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c3)) {
2177                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C3_RESIDENCY, &c->c3))
2178                         return -6;
2179         }
2180
2181         if ((DO_BIC(BIC_CPU_c6) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c6)) && !do_knl_cstates) {
2182                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C6_RESIDENCY, &c->c6))
2183                         return -7;
2184         } else if (do_knl_cstates || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c6)) {
2185                 if (get_msr(cpu, MSR_KNL_CORE_C6_RESIDENCY, &c->c6))
2186                         return -7;
2187         }
2188
2189         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c7)) {
2190                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C7_RESIDENCY, &c->c7))
2191                         return -8;
2192                 else if (t->is_atom) {
2193                         /*
2194                          * For Atom CPUs that has core cstate deeper than c6,
2195                          * MSR_CORE_C6_RESIDENCY returns residency of cc6 and deeper.
2196                          * Minus CC7 (and deeper cstates) residency to get
2197                          * accturate cc6 residency.
2198                          */
2199                         c->c6 -= c->c7;
2200                 }
2201         }
2202
2203         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
2204                 if (get_msr(cpu, MSR_MODULE_C6_RES_MS, &c->mc6_us))
2205                         return -8;
2206
2207         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp)) {
2208                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
2209                         return -9;
2210                 c->core_temp_c = tj_max - ((msr >> 16) & 0x7F);
2211         }
2212
2213         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
2214                 get_core_throt_cnt(cpu, &c->core_throt_cnt);
2215
2216         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
2217                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_ENERGY_STAT, &msr))
2218                         return -14;
2219                 c->core_energy = msr & 0xFFFFFFFF;
2220         }
2221
2222         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
2223                 if (get_mp(cpu, mp, &c->counter[i]))
2224                         return -10;
2225         }
2226
2227         /* collect package counters only for 1st core in package */
2228         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
2229                 goto done;
2230
2231         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0)) {
2232                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_WEIGHTED_CORE_C0_RES, &p->pkg_wtd_core_c0))
2233                         return -10;
2234         }
2235         if (DO_BIC(BIC_Any_c0)) {
2236                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_ANY_CORE_C0_RES, &p->pkg_any_core_c0))
2237                         return -11;
2238         }
2239         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0)) {
2240                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_ANY_GFXE_C0_RES, &p->pkg_any_gfxe_c0))
2241                         return -12;
2242         }
2243         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX)) {
2244                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_BOTH_CORE_GFXE_C0_RES, &p->pkg_both_core_gfxe_c0))
2245                         return -13;
2246         }
2247         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
2248                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C3_RESIDENCY, &p->pc3))
2249                         return -9;
2250         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6)) {
2251                 if (do_slm_cstates) {
2252                         if (get_msr(cpu, MSR_ATOM_PKG_C6_RESIDENCY, &p->pc6))
2253                                 return -10;
2254                 } else {
2255                         if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C6_RESIDENCY, &p->pc6))
2256                                 return -10;
2257                 }
2258         }
2259
2260         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
2261                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C2_RESIDENCY, &p->pc2))
2262                         return -11;
2263         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
2264                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C7_RESIDENCY, &p->pc7))
2265                         return -12;
2266         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
2267                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C8_RESIDENCY, &p->pc8))
2268                         return -13;
2269         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
2270                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C9_RESIDENCY, &p->pc9))
2271                         return -13;
2272         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
2273                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C10_RESIDENCY, &p->pc10))
2274                         return -13;
2275
2276         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
2277                 p->cpu_lpi = cpuidle_cur_cpu_lpi_us;
2278         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
2279                 p->sys_lpi = cpuidle_cur_sys_lpi_us;
2280
2281         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
2282                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_ENERGY_STATUS, &msr))
2283                         return -13;
2284                 p->energy_pkg = msr;
2285         }
2286         if (do_rapl & RAPL_CORES_ENERGY_STATUS) {
2287                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PP0_ENERGY_STATUS, &msr))
2288                         return -14;
2289                 p->energy_cores = msr;
2290         }
2291         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
2292                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_DRAM_ENERGY_STATUS, &msr))
2293                         return -15;
2294                 p->energy_dram = msr;
2295         }
2296         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
2297                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PP1_ENERGY_STATUS, &msr))
2298                         return -16;
2299                 p->energy_gfx = msr;
2300         }
2301         if (do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS) {
2302                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_PERF_STATUS, &msr))
2303                         return -16;
2304                 p->rapl_pkg_perf_status = msr;
2305         }
2306         if (do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS) {
2307                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_DRAM_PERF_STATUS, &msr))
2308                         return -16;
2309                 p->rapl_dram_perf_status = msr;
2310         }
2311         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
2312                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_ENERGY_STAT, &msr))
2313                         return -13;
2314                 p->energy_pkg = msr;
2315         }
2316         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp)) {
2317                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
2318                         return -17;
2319                 p->pkg_temp_c = tj_max - ((msr >> 16) & 0x7F);
2320         }
2321
2322         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
2323                 p->gfx_rc6_ms = gfx_cur_rc6_ms;
2324
2325         /* n.b. assume die0 uncore frequency applies to whole package */
2326         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
2327                 p->uncore_mhz = get_uncore_mhz(p->package_id, 0);
2328
2329         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
2330                 p->gfx_mhz = gfx_cur_mhz;
2331
2332         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
2333                 p->gfx_act_mhz = gfx_act_mhz;
2334
2335         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
2336                 if (get_mp(cpu, mp, &p->counter[i]))
2337                         return -10;
2338         }
2339 done:
2340         gettimeofday(&t->tv_end, (struct timezone *)NULL);
2341
2342         return 0;
2343 }
2344
2345 /*
2346  * MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL decoding for pkg_cstate_limit:
2347  * If you change the values, note they are used both in comparisons
2348  * (>= PCL__7) and to index pkg_cstate_limit_strings[].
2349  */
2350
2351 #define PCLUKN 0                /* Unknown */
2352 #define PCLRSV 1                /* Reserved */
2353 #define PCL__0 2                /* PC0 */
2354 #define PCL__1 3                /* PC1 */
2355 #define PCL__2 4                /* PC2 */
2356 #define PCL__3 5                /* PC3 */
2357 #define PCL__4 6                /* PC4 */
2358 #define PCL__6 7                /* PC6 */
2359 #define PCL_6N 8                /* PC6 No Retention */
2360 #define PCL_6R 9                /* PC6 Retention */
2361 #define PCL__7 10               /* PC7 */
2362 #define PCL_7S 11               /* PC7 Shrink */
2363 #define PCL__8 12               /* PC8 */
2364 #define PCL__9 13               /* PC9 */
2365 #define PCL_10 14               /* PC10 */
2366 #define PCLUNL 15               /* Unlimited */
2367
2368 int pkg_cstate_limit = PCLUKN;
2369 char *pkg_cstate_limit_strings[] = { "reserved", "unknown", "pc0", "pc1", "pc2",
2370         "pc3", "pc4", "pc6", "pc6n", "pc6r", "pc7", "pc7s", "pc8", "pc9", "pc10", "unlimited"
2371 };
2372
2373 int nhm_pkg_cstate_limits[16] =
2374     { PCL__0, PCL__1, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2375         PCLRSV, PCLRSV
2376 };
2377
2378 int snb_pkg_cstate_limits[16] =
2379     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCL__7, PCL_7S, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2380         PCLRSV, PCLRSV
2381 };
2382
2383 int hsw_pkg_cstate_limits[16] =
2384     { PCL__0, PCL__2, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCL_7S, PCL__8, PCL__9, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2385         PCLRSV, PCLRSV
2386 };
2387
2388 int slv_pkg_cstate_limits[16] =
2389     { PCL__0, PCL__1, PCLRSV, PCLRSV, PCL__4, PCLRSV, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2390         PCL__6, PCL__7
2391 };
2392
2393 int amt_pkg_cstate_limits[16] =
2394     { PCLUNL, PCL__1, PCL__2, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2395         PCLRSV, PCLRSV
2396 };
2397
2398 int phi_pkg_cstate_limits[16] =
2399     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2400         PCLRSV, PCLRSV
2401 };
2402
2403 int glm_pkg_cstate_limits[16] =
2404     { PCLUNL, PCL__1, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCL_7S, PCL__8, PCL__9, PCL_10, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2405         PCLRSV, PCLRSV
2406 };
2407
2408 int skx_pkg_cstate_limits[16] =
2409     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2410         PCLRSV, PCLRSV
2411 };
2412
2413 int icx_pkg_cstate_limits[16] =
2414     { PCL__0, PCL__2, PCL__6, PCL__6, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2415         PCLRSV, PCLRSV
2416 };
2417
2418 static void calculate_tsc_tweak()
2419 {
2420         tsc_tweak = base_hz / tsc_hz;
2421 }
2422
2423 void prewake_cstate_probe(unsigned int family, unsigned int model);
2424
2425 static void dump_nhm_platform_info(void)
2426 {
2427         unsigned long long msr;
2428         unsigned int ratio;
2429
2430         get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr);
2431
2432         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PLATFORM_INFO: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2433
2434         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
2435         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max efficiency frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2436
2437         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2438         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz base frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2439
2440         get_msr(base_cpu, MSR_IA32_POWER_CTL, &msr);
2441         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_POWER_CTL: 0x%08llx (C1E auto-promotion: %sabled)\n",
2442                 base_cpu, msr, msr & 0x2 ? "EN" : "DIS");
2443
2444         /* C-state Pre-wake Disable (CSTATE_PREWAKE_DISABLE) */
2445         if (dis_cstate_prewake)
2446                 fprintf(outf, "C-state Pre-wake: %sabled\n", msr & 0x40000000 ? "DIS" : "EN");
2447
2448         return;
2449 }
2450
2451 static void dump_hsw_turbo_ratio_limits(void)
2452 {
2453         unsigned long long msr;
2454         unsigned int ratio;
2455
2456         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT2, &msr);
2457
2458         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT2: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2459
2460         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2461         if (ratio)
2462                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 18 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2463
2464         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
2465         if (ratio)
2466                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 17 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2467         return;
2468 }
2469
2470 static void dump_ivt_turbo_ratio_limits(void)
2471 {
2472         unsigned long long msr;
2473         unsigned int ratio;
2474
2475         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &msr);
2476
2477         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2478
2479         ratio = (msr >> 56) & 0xFF;
2480         if (ratio)
2481                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 16 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2482
2483         ratio = (msr >> 48) & 0xFF;
2484         if (ratio)
2485                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 15 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2486
2487         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
2488         if (ratio)
2489                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 14 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2490
2491         ratio = (msr >> 32) & 0xFF;
2492         if (ratio)
2493                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 13 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2494
2495         ratio = (msr >> 24) & 0xFF;
2496         if (ratio)
2497                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 12 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2498
2499         ratio = (msr >> 16) & 0xFF;
2500         if (ratio)
2501                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 11 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2502
2503         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2504         if (ratio)
2505                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 10 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2506
2507         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
2508         if (ratio)
2509                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 9 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2510         return;
2511 }
2512
2513 int has_turbo_ratio_group_limits(int family, int model)
2514 {
2515
2516         if (!genuine_intel)
2517                 return 0;
2518
2519         if (family != 6)
2520                 return 0;
2521
2522         switch (model) {
2523         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
2524         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
2525         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
2526         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
2527         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:
2528         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D:
2529                 return 1;
2530         default:
2531                 return 0;
2532         }
2533 }
2534
2535 static void dump_turbo_ratio_limits(int trl_msr_offset, int family, int model)
2536 {
2537         unsigned long long msr, core_counts;
2538         int shift;
2539
2540         get_msr(base_cpu, trl_msr_offset, &msr);
2541         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_%sTURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n",
2542                 base_cpu, trl_msr_offset == MSR_SECONDARY_TURBO_RATIO_LIMIT ? "SECONDARY_" : "", msr);
2543
2544         if (has_turbo_ratio_group_limits(family, model)) {
2545                 get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &core_counts);
2546                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1: 0x%08llx\n", base_cpu, core_counts);
2547         } else {
2548                 core_counts = 0x0807060504030201;
2549         }
2550
2551         for (shift = 56; shift >= 0; shift -= 8) {
2552                 unsigned int ratio, group_size;
2553
2554                 ratio = (msr >> shift) & 0xFF;
2555                 group_size = (core_counts >> shift) & 0xFF;
2556                 if (ratio)
2557                         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo %d active cores\n",
2558                                 ratio, bclk, ratio * bclk, group_size);
2559         }
2560
2561         return;
2562 }
2563
2564 static void dump_atom_turbo_ratio_limits(void)
2565 {
2566         unsigned long long msr;
2567         unsigned int ratio;
2568
2569         get_msr(base_cpu, MSR_ATOM_CORE_RATIOS, &msr);
2570         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_ATOM_CORE_RATIOS: 0x%08llx\n", base_cpu, msr & 0xFFFFFFFF);
2571
2572         ratio = (msr >> 0) & 0x3F;
2573         if (ratio)
2574                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz minimum operating frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2575
2576         ratio = (msr >> 8) & 0x3F;
2577         if (ratio)
2578                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz low frequency mode (LFM)\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2579
2580         ratio = (msr >> 16) & 0x3F;
2581         if (ratio)
2582                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz base frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2583
2584         get_msr(base_cpu, MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, &msr);
2585         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS: 0x%08llx\n", base_cpu, msr & 0xFFFFFFFF);
2586
2587         ratio = (msr >> 24) & 0x3F;
2588         if (ratio)
2589                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 4 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2590
2591         ratio = (msr >> 16) & 0x3F;
2592         if (ratio)
2593                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 3 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2594
2595         ratio = (msr >> 8) & 0x3F;
2596         if (ratio)
2597                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 2 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2598
2599         ratio = (msr >> 0) & 0x3F;
2600         if (ratio)
2601                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 1 active core\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2602 }
2603
2604 static void dump_knl_turbo_ratio_limits(void)
2605 {
2606         const unsigned int buckets_no = 7;
2607
2608         unsigned long long msr;
2609         int delta_cores, delta_ratio;
2610         int i, b_nr;
2611         unsigned int cores[buckets_no];
2612         unsigned int ratio[buckets_no];
2613
2614         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
2615
2616         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2617
2618         /*
2619          * Turbo encoding in KNL is as follows:
2620          * [0] -- Reserved
2621          * [7:1] -- Base value of number of active cores of bucket 1.
2622          * [15:8] -- Base value of freq ratio of bucket 1.
2623          * [20:16] -- +ve delta of number of active cores of bucket 2.
2624          * i.e. active cores of bucket 2 =
2625          * active cores of bucket 1 + delta
2626          * [23:21] -- Negative delta of freq ratio of bucket 2.
2627          * i.e. freq ratio of bucket 2 =
2628          * freq ratio of bucket 1 - delta
2629          * [28:24]-- +ve delta of number of active cores of bucket 3.
2630          * [31:29]-- -ve delta of freq ratio of bucket 3.
2631          * [36:32]-- +ve delta of number of active cores of bucket 4.
2632          * [39:37]-- -ve delta of freq ratio of bucket 4.
2633          * [44:40]-- +ve delta of number of active cores of bucket 5.
2634          * [47:45]-- -ve delta of freq ratio of bucket 5.
2635          * [52:48]-- +ve delta of number of active cores of bucket 6.
2636          * [55:53]-- -ve delta of freq ratio of bucket 6.
2637          * [60:56]-- +ve delta of number of active cores of bucket 7.
2638          * [63:61]-- -ve delta of freq ratio of bucket 7.
2639          */
2640
2641         b_nr = 0;
2642         cores[b_nr] = (msr & 0xFF) >> 1;
2643         ratio[b_nr] = (msr >> 8) & 0xFF;
2644
2645         for (i = 16; i < 64; i += 8) {
2646                 delta_cores = (msr >> i) & 0x1F;
2647                 delta_ratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
2648
2649                 cores[b_nr + 1] = cores[b_nr] + delta_cores;
2650                 ratio[b_nr + 1] = ratio[b_nr] - delta_ratio;
2651                 b_nr++;
2652         }
2653
2654         for (i = buckets_no - 1; i >= 0; i--)
2655                 if (i > 0 ? ratio[i] != ratio[i - 1] : 1)
2656                         fprintf(outf,
2657                                 "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo %d active cores\n",
2658                                 ratio[i], bclk, ratio[i] * bclk, cores[i]);
2659 }
2660
2661 static void dump_nhm_cst_cfg(void)
2662 {
2663         unsigned long long msr;
2664
2665         get_msr(base_cpu, MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL, &msr);
2666
2667         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL: 0x%08llx", base_cpu, msr);
2668
2669         fprintf(outf, " (%s%s%s%s%slocked, pkg-cstate-limit=%d (%s)",
2670                 (msr & SNB_C3_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C3, " : "",
2671                 (msr & SNB_C1_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C1, " : "",
2672                 (msr & NHM_C3_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C3, " : "",
2673                 (msr & NHM_C1_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C1, " : "",
2674                 (msr & (1 << 15)) ? "" : "UN", (unsigned int)msr & 0xF, pkg_cstate_limit_strings[pkg_cstate_limit]);
2675
2676 #define AUTOMATIC_CSTATE_CONVERSION             (1UL << 16)
2677         if (has_automatic_cstate_conversion) {
2678                 fprintf(outf, ", automatic c-state conversion=%s", (msr & AUTOMATIC_CSTATE_CONVERSION) ? "on" : "off");
2679         }
2680
2681         fprintf(outf, ")\n");
2682
2683         return;
2684 }
2685
2686 static void dump_config_tdp(void)
2687 {
2688         unsigned long long msr;
2689
2690         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_NOMINAL, &msr);
2691         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_NOMINAL: 0x%08llx", base_cpu, msr);
2692         fprintf(outf, " (base_ratio=%d)\n", (unsigned int)msr & 0xFF);
2693
2694         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_1, &msr);
2695         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_1: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2696         if (msr) {
2697                 fprintf(outf, "PKG_MIN_PWR_LVL1=%d ", (unsigned int)(msr >> 48) & 0x7FFF);
2698                 fprintf(outf, "PKG_MAX_PWR_LVL1=%d ", (unsigned int)(msr >> 32) & 0x7FFF);
2699                 fprintf(outf, "LVL1_RATIO=%d ", (unsigned int)(msr >> 16) & 0xFF);
2700                 fprintf(outf, "PKG_TDP_LVL1=%d", (unsigned int)(msr) & 0x7FFF);
2701         }
2702         fprintf(outf, ")\n");
2703
2704         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_2, &msr);
2705         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_2: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2706         if (msr) {
2707                 fprintf(outf, "PKG_MIN_PWR_LVL2=%d ", (unsigned int)(msr >> 48) & 0x7FFF);
2708                 fprintf(outf, "PKG_MAX_PWR_LVL2=%d ", (unsigned int)(msr >> 32) & 0x7FFF);
2709                 fprintf(outf, "LVL2_RATIO=%d ", (unsigned int)(msr >> 16) & 0xFF);
2710                 fprintf(outf, "PKG_TDP_LVL2=%d", (unsigned int)(msr) & 0x7FFF);
2711         }
2712         fprintf(outf, ")\n");
2713
2714         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_CONTROL, &msr);
2715         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_CONTROL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2716         if ((msr) & 0x3)
2717                 fprintf(outf, "TDP_LEVEL=%d ", (unsigned int)(msr) & 0x3);
2718         fprintf(outf, " lock=%d", (unsigned int)(msr >> 31) & 1);
2719         fprintf(outf, ")\n");
2720
2721         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_ACTIVATION_RATIO, &msr);
2722         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_ACTIVATION_RATIO: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2723         fprintf(outf, "MAX_NON_TURBO_RATIO=%d", (unsigned int)(msr) & 0xFF);
2724         fprintf(outf, " lock=%d", (unsigned int)(msr >> 31) & 1);
2725         fprintf(outf, ")\n");
2726 }
2727
2728 unsigned int irtl_time_units[] = { 1, 32, 1024, 32768, 1048576, 33554432, 0, 0 };
2729
2730 void print_irtl(void)
2731 {
2732         unsigned long long msr;
2733
2734         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC3_IRTL, &msr);
2735         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC3_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2736         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2737                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2738
2739         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC6_IRTL, &msr);
2740         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC6_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2741         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2742                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2743
2744         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC7_IRTL, &msr);
2745         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC7_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2746         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2747                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2748
2749         if (!do_irtl_hsw)
2750                 return;
2751
2752         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC8_IRTL, &msr);
2753         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC8_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2754         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2755                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2756
2757         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC9_IRTL, &msr);
2758         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC9_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2759         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2760                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2761
2762         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC10_IRTL, &msr);
2763         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC10_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2764         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2765                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2766
2767 }
2768
2769 void free_fd_percpu(void)
2770 {
2771         int i;
2772
2773         for (i = 0; i < topo.max_cpu_num + 1; ++i) {
2774                 if (fd_percpu[i] != 0)
2775                         close(fd_percpu[i]);
2776         }
2777
2778         free(fd_percpu);
2779 }
2780
2781 void free_all_buffers(void)
2782 {
2783         int i;
2784
2785         CPU_FREE(cpu_present_set);
2786         cpu_present_set = NULL;
2787         cpu_present_setsize = 0;
2788
2789         CPU_FREE(cpu_affinity_set);
2790         cpu_affinity_set = NULL;
2791         cpu_affinity_setsize = 0;
2792
2793         free(thread_even);
2794         free(core_even);
2795         free(package_even);
2796
2797         thread_even = NULL;
2798         core_even = NULL;
2799         package_even = NULL;
2800
2801         free(thread_odd);
2802         free(core_odd);
2803         free(package_odd);
2804
2805         thread_odd = NULL;
2806         core_odd = NULL;
2807         package_odd = NULL;
2808
2809         free(output_buffer);
2810         output_buffer = NULL;
2811         outp = NULL;
2812
2813         free_fd_percpu();
2814
2815         free(irq_column_2_cpu);
2816         free(irqs_per_cpu);
2817
2818         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; ++i) {
2819                 if (cpus[i].put_ids)
2820                         CPU_FREE(cpus[i].put_ids);
2821         }
2822         free(cpus);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Parse a file containing a single int.
2827  * Return 0 if file can not be opened
2828  * Exit if file can be opened, but can not be parsed
2829  */
2830 int parse_int_file(const char *fmt, ...)
2831 {
2832         va_list args;
2833         char path[PATH_MAX];
2834         FILE *filep;
2835         int value;
2836
2837         va_start(args, fmt);
2838         vsnprintf(path, sizeof(path), fmt, args);
2839         va_end(args);
2840         filep = fopen(path, "r");
2841         if (!filep)
2842                 return 0;
2843         if (fscanf(filep, "%d", &value) != 1)
2844                 err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
2845         fclose(filep);
2846         return value;
2847 }
2848
2849 /*
2850  * cpu_is_first_core_in_package(cpu)
2851  * return 1 if given CPU is 1st core in package
2852  */
2853 int cpu_is_first_core_in_package(int cpu)
2854 {
2855         return cpu == parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_siblings_list", cpu);
2856 }
2857
2858 int get_physical_package_id(int cpu)
2859 {
2860         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/physical_package_id", cpu);
2861 }
2862
2863 int get_die_id(int cpu)
2864 {
2865         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/die_id", cpu);
2866 }
2867
2868 int get_core_id(int cpu)
2869 {
2870         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_id", cpu);
2871 }
2872
2873 void set_node_data(void)
2874 {
2875         int pkg, node, lnode, cpu, cpux;
2876         int cpu_count;
2877
2878         /* initialize logical_node_id */
2879         for (cpu = 0; cpu <= topo.max_cpu_num; ++cpu)
2880                 cpus[cpu].logical_node_id = -1;
2881
2882         cpu_count = 0;
2883         for (pkg = 0; pkg < topo.num_packages; pkg++) {
2884                 lnode = 0;
2885                 for (cpu = 0; cpu <= topo.max_cpu_num; ++cpu) {
2886                         if (cpus[cpu].physical_package_id != pkg)
2887                                 continue;
2888                         /* find a cpu with an unset logical_node_id */
2889                         if (cpus[cpu].logical_node_id != -1)
2890                                 continue;
2891                         cpus[cpu].logical_node_id = lnode;
2892                         node = cpus[cpu].physical_node_id;
2893                         cpu_count++;
2894                         /*
2895                          * find all matching cpus on this pkg and set
2896                          * the logical_node_id
2897                          */
2898                         for (cpux = cpu; cpux <= topo.max_cpu_num; cpux++) {
2899                                 if ((cpus[cpux].physical_package_id == pkg) && (cpus[cpux].physical_node_id == node)) {
2900                                         cpus[cpux].logical_node_id = lnode;
2901                                         cpu_count++;
2902                                 }
2903                         }
2904                         lnode++;
2905                         if (lnode > topo.nodes_per_pkg)
2906                                 topo.nodes_per_pkg = lnode;
2907                 }
2908                 if (cpu_count >= topo.max_cpu_num)
2909                         break;
2910         }
2911 }
2912
2913 int get_physical_node_id(struct cpu_topology *thiscpu)
2914 {
2915         char path[80];
2916         FILE *filep;
2917         int i;
2918         int cpu = thiscpu->logical_cpu_id;
2919
2920         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; i++) {
2921                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/node%i/cpulist", cpu, i);
2922                 filep = fopen(path, "r");
2923                 if (!filep)
2924                         continue;
2925                 fclose(filep);
2926                 return i;
2927         }
2928         return -1;
2929 }
2930
2931 int get_thread_siblings(struct cpu_topology *thiscpu)
2932 {
2933         char path[80], character;
2934         FILE *filep;
2935         unsigned long map;
2936         int so, shift, sib_core;
2937         int cpu = thiscpu->logical_cpu_id;
2938         int offset = topo.max_cpu_num + 1;
2939         size_t size;
2940         int thread_id = 0;
2941
2942         thiscpu->put_ids = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
2943         if (thiscpu->thread_id < 0)
2944                 thiscpu->thread_id = thread_id++;
2945         if (!thiscpu->put_ids)
2946                 return -1;
2947
2948         size = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
2949         CPU_ZERO_S(size, thiscpu->put_ids);
2950
2951         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings", cpu);
2952         filep = fopen(path, "r");
2953
2954         if (!filep) {
2955                 warnx("%s: open failed", path);
2956                 return -1;
2957         }
2958         do {
2959                 offset -= BITMASK_SIZE;
2960                 if (fscanf(filep, "%lx%c", &map, &character) != 2)
2961                         err(1, "%s: failed to parse file", path);
2962                 for (shift = 0; shift < BITMASK_SIZE; shift++) {
2963                         if ((map >> shift) & 0x1) {
2964                                 so = shift + offset;
2965                                 sib_core = get_core_id(so);
2966                                 if (sib_core == thiscpu->physical_core_id) {
2967                                         CPU_SET_S(so, size, thiscpu->put_ids);
2968                                         if ((so != cpu) && (cpus[so].thread_id < 0))
2969                                                 cpus[so].thread_id = thread_id++;
2970                                 }
2971                         }
2972                 }
2973         } while (character == ',');
2974         fclose(filep);
2975
2976         return CPU_COUNT_S(size, thiscpu->put_ids);
2977 }
2978
2979 /*
2980  * run func(thread, core, package) in topology order
2981  * skip non-present cpus
2982  */
2983
2984 int for_all_cpus_2(int (func) (struct thread_data *, struct core_data *,
2985                                struct pkg_data *, struct thread_data *, struct core_data *,
2986                                struct pkg_data *), struct thread_data *thread_base,
2987                    struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base,
2988                    struct thread_data *thread_base2, struct core_data *core_base2, struct pkg_data *pkg_base2)
2989 {
2990         int retval, pkg_no, node_no, core_no, thread_no;
2991
2992         for (pkg_no = 0; pkg_no < topo.num_packages; ++pkg_no) {
2993                 for (node_no = 0; node_no < topo.nodes_per_pkg; ++node_no) {
2994                         for (core_no = 0; core_no < topo.cores_per_node; ++core_no) {
2995                                 for (thread_no = 0; thread_no < topo.threads_per_core; ++thread_no) {
2996                                         struct thread_data *t, *t2;
2997                                         struct core_data *c, *c2;
2998                                         struct pkg_data *p, *p2;
2999
3000                                         t = GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, node_no, pkg_no);
3001
3002                                         if (cpu_is_not_present(t->cpu_id))
3003                                                 continue;
3004
3005                                         t2 = GET_THREAD(thread_base2, thread_no, core_no, node_no, pkg_no);
3006
3007                                         c = GET_CORE(core_base, core_no, node_no, pkg_no);
3008                                         c2 = GET_CORE(core_base2, core_no, node_no, pkg_no);
3009
3010                                         p = GET_PKG(pkg_base, pkg_no);
3011                                         p2 = GET_PKG(pkg_base2, pkg_no);
3012
3013                                         retval = func(t, c, p, t2, c2, p2);
3014                                         if (retval)
3015                                                 return retval;
3016                                 }
3017                         }
3018                 }
3019         }
3020         return 0;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * run func(cpu) on every cpu in /proc/stat
3025  * return max_cpu number
3026  */
3027 int for_all_proc_cpus(int (func) (int))
3028 {
3029         FILE *fp;
3030         int cpu_num;
3031         int retval;
3032
3033         fp = fopen_or_die(proc_stat, "r");
3034
3035         retval = fscanf(fp, "cpu %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n");
3036         if (retval != 0)
3037                 err(1, "%s: failed to parse format", proc_stat);
3038
3039         while (1) {
3040                 retval = fscanf(fp, "cpu%u %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n", &cpu_num);
3041                 if (retval != 1)
3042                         break;
3043
3044                 retval = func(cpu_num);
3045                 if (retval) {
3046                         fclose(fp);
3047                         return (retval);
3048                 }
3049         }
3050         fclose(fp);
3051         return 0;
3052 }
3053
3054 void re_initialize(void)
3055 {
3056         free_all_buffers();
3057         setup_all_buffers();
3058         fprintf(outf, "turbostat: re-initialized with num_cpus %d\n", topo.num_cpus);
3059 }
3060
3061 void set_max_cpu_num(void)
3062 {
3063         FILE *filep;
3064         int base_cpu;
3065         unsigned long dummy;
3066         char pathname[64];
3067
3068         base_cpu = sched_getcpu();
3069         if (base_cpu < 0)
3070                 err(1, "cannot find calling cpu ID");
3071         sprintf(pathname, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings", base_cpu);
3072
3073         filep = fopen_or_die(pathname, "r");
3074         topo.max_cpu_num = 0;
3075         while (fscanf(filep, "%lx,", &dummy) == 1)
3076                 topo.max_cpu_num += BITMASK_SIZE;
3077         fclose(filep);
3078         topo.max_cpu_num--;     /* 0 based */
3079 }
3080
3081 /*
3082  * count_cpus()
3083  * remember the last one seen, it will be the max
3084  */
3085 int count_cpus(int cpu)
3086 {
3087         UNUSED(cpu);
3088
3089         topo.num_cpus++;
3090         return 0;
3091 }
3092
3093 int mark_cpu_present(int cpu)
3094 {
3095         CPU_SET_S(cpu, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
3096         return 0;
3097 }
3098
3099 int init_thread_id(int cpu)
3100 {
3101         cpus[cpu].thread_id = -1;
3102         return 0;
3103 }
3104
3105 /*
3106  * snapshot_proc_interrupts()
3107  *
3108  * read and record summary of /proc/interrupts
3109  *
3110  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3111  */
3112 int snapshot_proc_interrupts(void)
3113 {
3114         static FILE *fp;
3115         int column, retval;
3116
3117         if (fp == NULL)
3118                 fp = fopen_or_die("/proc/interrupts", "r");
3119         else
3120                 rewind(fp);
3121
3122         /* read 1st line of /proc/interrupts to get cpu* name for each column */
3123         for (column = 0; column < topo.num_cpus; ++column) {
3124                 int cpu_number;
3125
3126                 retval = fscanf(fp, " CPU%d", &cpu_number);
3127                 if (retval != 1)
3128                         break;
3129
3130                 if (cpu_number > topo.max_cpu_num) {
3131                         warn("/proc/interrupts: cpu%d: > %d", cpu_number, topo.max_cpu_num);
3132                         return 1;
3133                 }
3134
3135                 irq_column_2_cpu[column] = cpu_number;
3136                 irqs_per_cpu[cpu_number] = 0;
3137         }
3138
3139         /* read /proc/interrupt count lines and sum up irqs per cpu */
3140         while (1) {
3141                 int column;
3142                 char buf[64];
3143
3144                 retval = fscanf(fp, " %s:", buf);       /* flush irq# "N:" */
3145                 if (retval != 1)
3146                         break;
3147
3148                 /* read the count per cpu */
3149                 for (column = 0; column < topo.num_cpus; ++column) {
3150
3151                         int cpu_number, irq_count;
3152
3153                         retval = fscanf(fp, " %d", &irq_count);
3154                         if (retval != 1)
3155                                 break;
3156
3157                         cpu_number = irq_column_2_cpu[column];
3158                         irqs_per_cpu[cpu_number] += irq_count;
3159
3160                 }
3161
3162                 while (getc(fp) != '\n') ;      /* flush interrupt description */
3163
3164         }
3165         return 0;
3166 }
3167
3168 /*
3169  * snapshot_gfx_rc6_ms()
3170  *
3171  * record snapshot of
3172  * /sys/class/drm/card0/power/rc6_residency_ms
3173  *
3174  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3175  */
3176 int snapshot_gfx_rc6_ms(void)
3177 {
3178         FILE *fp;
3179         int retval;
3180
3181         fp = fopen_or_die("/sys/class/drm/card0/power/rc6_residency_ms", "r");
3182
3183         retval = fscanf(fp, "%lld", &gfx_cur_rc6_ms);
3184         if (retval != 1)
3185                 err(1, "GFX rc6");
3186
3187         fclose(fp);
3188
3189         return 0;
3190 }
3191
3192 /*
3193  * snapshot_gfx_mhz()
3194  *
3195  * record snapshot of
3196  * /sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_cur_freq_mhz
3197  *
3198  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3199  */
3200 int snapshot_gfx_mhz(void)
3201 {
3202         static FILE *fp;
3203         int retval;
3204
3205         if (fp == NULL)
3206                 fp = fopen_or_die("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_cur_freq_mhz", "r");
3207         else {
3208                 rewind(fp);
3209                 fflush(fp);
3210         }
3211
3212         retval = fscanf(fp, "%d", &gfx_cur_mhz);
3213         if (retval != 1)
3214                 err(1, "GFX MHz");
3215
3216         return 0;
3217 }
3218
3219 /*
3220  * snapshot_gfx_cur_mhz()
3221  *
3222  * record snapshot of
3223  * /sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_act_freq_mhz
3224  *
3225  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3226  */
3227 int snapshot_gfx_act_mhz(void)
3228 {
3229         static FILE *fp;
3230         int retval;
3231
3232         if (fp == NULL)
3233                 fp = fopen_or_die("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_act_freq_mhz", "r");
3234         else {
3235                 rewind(fp);
3236                 fflush(fp);
3237         }
3238
3239         retval = fscanf(fp, "%d", &gfx_act_mhz);
3240         if (retval != 1)
3241                 err(1, "GFX ACT MHz");
3242
3243         return 0;
3244 }
3245
3246 /*
3247  * snapshot_cpu_lpi()
3248  *
3249  * record snapshot of
3250  * /sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_cpu_residency_us
3251  */
3252 int snapshot_cpu_lpi_us(void)
3253 {
3254         FILE *fp;
3255         int retval;
3256
3257         fp = fopen_or_die("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_cpu_residency_us", "r");
3258
3259         retval = fscanf(fp, "%lld", &cpuidle_cur_cpu_lpi_us);
3260         if (retval != 1) {
3261                 fprintf(stderr, "Disabling Low Power Idle CPU output\n");
3262                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_LPI);
3263                 fclose(fp);
3264                 return -1;
3265         }
3266
3267         fclose(fp);
3268
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * snapshot_sys_lpi()
3274  *
3275  * record snapshot of sys_lpi_file
3276  */
3277 int snapshot_sys_lpi_us(void)
3278 {
3279         FILE *fp;
3280         int retval;
3281
3282         fp = fopen_or_die(sys_lpi_file, "r");
3283
3284         retval = fscanf(fp, "%lld", &cpuidle_cur_sys_lpi_us);
3285         if (retval != 1) {
3286                 fprintf(stderr, "Disabling Low Power Idle System output\n");
3287                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_SYS_LPI);
3288                 fclose(fp);
3289                 return -1;
3290         }
3291         fclose(fp);
3292
3293         return 0;
3294 }
3295
3296 /*
3297  * snapshot /proc and /sys files
3298  *
3299  * return 1 if configuration restart needed, else return 0
3300  */
3301 int snapshot_proc_sysfs_files(void)
3302 {
3303         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
3304                 if (snapshot_proc_interrupts())
3305                         return 1;
3306
3307         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
3308                 snapshot_gfx_rc6_ms();
3309
3310         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
3311                 snapshot_gfx_mhz();
3312
3313         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
3314                 snapshot_gfx_act_mhz();
3315
3316         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
3317                 snapshot_cpu_lpi_us();
3318
3319         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
3320                 snapshot_sys_lpi_us();
3321
3322         return 0;
3323 }
3324
3325 int exit_requested;
3326
3327 static void signal_handler(int signal)
3328 {
3329         switch (signal) {
3330         case SIGINT:
3331                 exit_requested = 1;
3332                 if (debug)
3333                         fprintf(stderr, " SIGINT\n");
3334                 break;
3335         case SIGUSR1:
3336                 if (debug > 1)
3337                         fprintf(stderr, "SIGUSR1\n");
3338                 break;
3339         }
3340 }
3341
3342 void setup_signal_handler(void)
3343 {
3344         struct sigaction sa;
3345
3346         memset(&sa, 0, sizeof(sa));
3347
3348         sa.sa_handler = &signal_handler;
3349
3350         if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) < 0)
3351                 err(1, "sigaction SIGINT");
3352         if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) < 0)
3353                 err(1, "sigaction SIGUSR1");
3354 }
3355
3356 void do_sleep(void)
3357 {
3358         struct timeval tout;
3359         struct timespec rest;
3360         fd_set readfds;
3361         int retval;
3362
3363         FD_ZERO(&readfds);
3364         FD_SET(0, &readfds);
3365
3366         if (ignore_stdin) {
3367                 nanosleep(&interval_ts, NULL);
3368                 return;
3369         }
3370
3371         tout = interval_tv;
3372         retval = select(1, &readfds, NULL, NULL, &tout);
3373
3374         if (retval == 1) {
3375                 switch (getc(stdin)) {
3376                 case 'q':
3377                         exit_requested = 1;
3378                         break;
3379                 case EOF:
3380                         /*
3381                          * 'stdin' is a pipe closed on the other end. There
3382                          * won't be any further input.
3383                          */
3384                         ignore_stdin = 1;
3385                         /* Sleep the rest of the time */
3386                         rest.tv_sec = (tout.tv_sec + tout.tv_usec / 1000000);
3387                         rest.tv_nsec = (tout.tv_usec % 1000000) * 1000;
3388                         nanosleep(&rest, NULL);
3389                 }
3390         }
3391 }
3392
3393 int get_msr_sum(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr)
3394 {
3395         int ret, idx;
3396         unsigned long long msr_cur, msr_last;
3397
3398         if (!per_cpu_msr_sum)
3399                 return 1;
3400
3401         idx = offset_to_idx(offset);
3402         if (idx < 0)
3403                 return idx;
3404         /* get_msr_sum() = sum + (get_msr() - last) */
3405         ret = get_msr(cpu, offset, &msr_cur);
3406         if (ret)
3407                 return ret;
3408         msr_last = per_cpu_msr_sum[cpu].entries[idx].last;
3409         DELTA_WRAP32(msr_cur, msr_last);
3410         *msr = msr_last + per_cpu_msr_sum[cpu].entries[idx].sum;
3411
3412         return 0;
3413 }
3414
3415 timer_t timerid;
3416
3417 /* Timer callback, update the sum of MSRs periodically. */
3418 static int update_msr_sum(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
3419 {
3420         int i, ret;
3421         int cpu = t->cpu_id;
3422
3423         UNUSED(c);
3424         UNUSED(p);
3425
3426         for (i = IDX_PKG_ENERGY; i < IDX_COUNT; i++) {
3427                 unsigned long long msr_cur, msr_last;
3428                 off_t offset;
3429
3430                 if (!idx_valid(i))
3431                         continue;
3432                 offset = idx_to_offset(i);
3433                 if (offset < 0)
3434                         continue;
3435                 ret = get_msr(cpu, offset, &msr_cur);
3436                 if (ret) {
3437                         fprintf(outf, "Can not update msr(0x%llx)\n", (unsigned long long)offset);
3438                         continue;
3439                 }
3440
3441                 msr_last = per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].last;
3442                 per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].last = msr_cur & 0xffffffff;
3443
3444                 DELTA_WRAP32(msr_cur, msr_last);
3445                 per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].sum += msr_last;
3446         }
3447         return 0;
3448 }
3449
3450 static void msr_record_handler(union sigval v)
3451 {
3452         UNUSED(v);
3453
3454         for_all_cpus(update_msr_sum, EVEN_COUNTERS);
3455 }
3456
3457 void msr_sum_record(void)
3458 {
3459         struct itimerspec its;
3460         struct sigevent sev;
3461
3462         per_cpu_msr_sum = calloc(topo.max_cpu_num + 1, sizeof(struct msr_sum_array));
3463         if (!per_cpu_msr_sum) {
3464                 fprintf(outf, "Can not allocate memory for long time MSR.\n");
3465                 return;
3466         }
3467         /*
3468          * Signal handler might be restricted, so use thread notifier instead.
3469          */
3470         memset(&sev, 0, sizeof(struct sigevent));
3471         sev.sigev_notify = SIGEV_THREAD;
3472         sev.sigev_notify_function = msr_record_handler;
3473
3474         sev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;
3475         if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid) == -1) {
3476                 fprintf(outf, "Can not create timer.\n");
3477                 goto release_msr;
3478         }
3479
3480         its.it_value.tv_sec = 0;
3481         its.it_value.tv_nsec = 1;
3482         /*
3483          * A wraparound time has been calculated early.
3484          * Some sources state that the peak power for a
3485          * microprocessor is usually 1.5 times the TDP rating,
3486          * use 2 * TDP for safety.
3487          */
3488         its.it_interval.tv_sec = rapl_joule_counter_range / 2;
3489         its.it_interval.tv_nsec = 0;
3490
3491         if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1) {
3492                 fprintf(outf, "Can not set timer.\n");
3493                 goto release_timer;
3494         }
3495         return;
3496
3497 release_timer:
3498         timer_delete(timerid);
3499 release_msr:
3500         free(per_cpu_msr_sum);
3501 }
3502
3503 /*
3504  * set_my_sched_priority(pri)
3505  * return previous
3506  */
3507 int set_my_sched_priority(int priority)
3508 {
3509         int retval;
3510         int original_priority;
3511
3512         errno = 0;
3513         original_priority = getpriority(PRIO_PROCESS, 0);
3514         if (errno && (original_priority == -1))
3515                 err(errno, "getpriority");
3516
3517         retval = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, priority);
3518         if (retval)
3519                 errx(retval, "capget(CAP_SYS_NICE) failed,try \"# setcap cap_sys_nice=ep %s\"",
3520                      progname);
3521
3522         errno = 0;
3523         retval = getpriority(PRIO_PROCESS, 0);
3524         if (retval != priority)
3525                 err(retval, "getpriority(%d) != setpriority(%d)", retval, priority);
3526
3527         return original_priority;
3528 }
3529
3530 void turbostat_loop()
3531 {
3532         int retval;
3533         int restarted = 0;
3534         unsigned int done_iters = 0;
3535
3536         setup_signal_handler();
3537
3538         /*
3539          * elevate own priority for interval mode
3540          */
3541         set_my_sched_priority(-20);
3542
3543 restart:
3544         restarted++;
3545
3546         snapshot_proc_sysfs_files();
3547         retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
3548         first_counter_read = 0;
3549         if (retval < -1) {
3550                 exit(retval);
3551         } else if (retval == -1) {
3552                 if (restarted > 10) {
3553                         exit(retval);
3554                 }
3555                 re_initialize();
3556                 goto restart;
3557         }
3558         restarted = 0;
3559         done_iters = 0;
3560         gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
3561
3562         while (1) {
3563                 if (for_all_proc_cpus(cpu_is_not_present)) {
3564                         re_initialize();
3565                         goto restart;
3566                 }
3567                 do_sleep();
3568                 if (snapshot_proc_sysfs_files())
3569                         goto restart;
3570                 retval = for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
3571                 if (retval < -1) {
3572                         exit(retval);
3573                 } else if (retval == -1) {
3574                         re_initialize();
3575                         goto restart;
3576                 }
3577                 gettimeofday(&tv_odd, (struct timezone *)NULL);
3578                 timersub(&tv_odd, &tv_even, &tv_delta);
3579                 if (for_all_cpus_2(delta_cpu, ODD_COUNTERS, EVEN_COUNTERS)) {
3580                         re_initialize();
3581                         goto restart;
3582                 }
3583                 compute_average(EVEN_COUNTERS);
3584                 format_all_counters(EVEN_COUNTERS);
3585                 flush_output_stdout();
3586                 if (exit_requested)
3587                         break;
3588                 if (num_iterations && ++done_iters >= num_iterations)
3589                         break;
3590                 do_sleep();
3591                 if (snapshot_proc_sysfs_files())
3592                         goto restart;
3593                 retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
3594                 if (retval < -1) {
3595                         exit(retval);
3596                 } else if (retval == -1) {
3597                         re_initialize();
3598                         goto restart;
3599                 }
3600                 gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
3601                 timersub(&tv_even, &tv_odd, &tv_delta);
3602                 if (for_all_cpus_2(delta_cpu, EVEN_COUNTERS, ODD_COUNTERS)) {
3603                         re_initialize();
3604                         goto restart;
3605                 }
3606                 compute_average(ODD_COUNTERS);
3607                 format_all_counters(ODD_COUNTERS);
3608                 flush_output_stdout();
3609                 if (exit_requested)
3610                         break;
3611                 if (num_iterations && ++done_iters >= num_iterations)
3612                         break;
3613         }
3614 }
3615
3616 void check_dev_msr()
3617 {
3618         struct stat sb;
3619         char pathname[32];
3620
3621         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", base_cpu);
3622         if (stat(pathname, &sb))
3623                 if (system("/sbin/modprobe msr > /dev/null 2>&1"))
3624                         err(-5, "no /dev/cpu/0/msr, Try \"# modprobe msr\" ");
3625 }
3626
3627 /*
3628  * check for CAP_SYS_RAWIO
3629  * return 0 on success
3630  * return 1 on fail
3631  */
3632 int check_for_cap_sys_rawio(void)
3633 {
3634         cap_t caps;
3635         cap_flag_value_t cap_flag_value;
3636
3637         caps = cap_get_proc();
3638         if (caps == NULL)
3639                 err(-6, "cap_get_proc\n");
3640
3641         if (cap_get_flag(caps, CAP_SYS_RAWIO, CAP_EFFECTIVE, &cap_flag_value))
3642                 err(-6, "cap_get\n");
3643
3644         if (cap_flag_value != CAP_SET) {
3645                 warnx("capget(CAP_SYS_RAWIO) failed," " try \"# setcap cap_sys_rawio=ep %s\"", progname);
3646                 return 1;
3647         }
3648
3649         if (cap_free(caps) == -1)
3650                 err(-6, "cap_free\n");
3651
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 void check_permissions(void)
3656 {
3657         int do_exit = 0;
3658         char pathname[32];
3659
3660         /* check for CAP_SYS_RAWIO */
3661         do_exit += check_for_cap_sys_rawio();
3662
3663         /* test file permissions */
3664         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", base_cpu);
3665         if (euidaccess(pathname, R_OK)) {
3666                 do_exit++;
3667                 warn("/dev/cpu/0/msr open failed, try chown or chmod +r /dev/cpu/*/msr");
3668         }
3669
3670         /* if all else fails, thell them to be root */
3671         if (do_exit)
3672                 if (getuid() != 0)
3673                         warnx("... or simply run as root");
3674
3675         if (do_exit)
3676                 exit(-6);
3677 }
3678
3679 /*
3680  * NHM adds support for additional MSRs:
3681  *
3682  * MSR_SMI_COUNT                   0x00000034
3683  *
3684  * MSR_PLATFORM_INFO               0x000000ce
3685  * MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL     0x000000e2
3686  *
3687  * MSR_MISC_PWR_MGMT               0x000001aa
3688  *
3689  * MSR_PKG_C3_RESIDENCY            0x000003f8
3690  * MSR_PKG_C6_RESIDENCY            0x000003f9
3691  * MSR_CORE_C3_RESIDENCY           0x000003fc
3692  * MSR_CORE_C6_RESIDENCY           0x000003fd
3693  *
3694  * Side effect:
3695  * sets global pkg_cstate_limit to decode MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL
3696  * sets has_misc_feature_control
3697  */
3698 int probe_nhm_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
3699 {
3700         unsigned long long msr;
3701         unsigned int base_ratio;
3702         int *pkg_cstate_limits;
3703
3704         if (!genuine_intel)
3705                 return 0;
3706
3707         if (family != 6)
3708                 return 0;
3709
3710         bclk = discover_bclk(family, model);
3711
3712         switch (model) {
3713         case INTEL_FAM6_NEHALEM:        /* Core i7 and i5 Processor - Clarksfield, Lynnfield, Jasper Forest */
3714         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
3715                 pkg_cstate_limits = nhm_pkg_cstate_limits;
3716                 break;
3717         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:    /* SNB */
3718         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:  /* SNB Xeon */
3719         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
3720         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
3721                 pkg_cstate_limits = snb_pkg_cstate_limits;
3722                 has_misc_feature_control = 1;
3723                 break;
3724         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
3725         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
3726         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
3727         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
3728         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
3729         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
3730         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
3731         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
3732         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
3733                 pkg_cstate_limits = hsw_pkg_cstate_limits;
3734                 has_misc_feature_control = 1;
3735                 break;
3736         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
3737         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
3738                 pkg_cstate_limits = skx_pkg_cstate_limits;
3739                 has_misc_feature_control = 1;
3740                 break;
3741         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
3742                 pkg_cstate_limits = icx_pkg_cstate_limits;
3743                 has_misc_feature_control = 1;
3744                 break;
3745         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
3746                 no_MSR_MISC_PWR_MGMT = 1;
3747                 /* FALLTHRU */
3748         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
3749                 pkg_cstate_limits = slv_pkg_cstate_limits;
3750                 break;
3751         case INTEL_FAM6_ATOM_AIRMONT:   /* AMT */
3752                 pkg_cstate_limits = amt_pkg_cstate_limits;
3753                 no_MSR_MISC_PWR_MGMT = 1;
3754                 break;
3755         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* PHI */
3756                 pkg_cstate_limits = phi_pkg_cstate_limits;
3757                 break;
3758         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
3759         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
3760         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
3761         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
3762         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
3763                 pkg_cstate_limits = glm_pkg_cstate_limits;
3764                 break;
3765         default:
3766                 return 0;
3767         }
3768         get_msr(base_cpu, MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL, &msr);
3769         pkg_cstate_limit = pkg_cstate_limits[msr & 0xF];
3770
3771         get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr);
3772         base_ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
3773
3774         base_hz = base_ratio * bclk * 1000000;
3775         has_base_hz = 1;
3776         return 1;
3777 }
3778
3779 /*
3780  * SLV client has support for unique MSRs:
3781  *
3782  * MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
3783  * MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
3784  */
3785
3786 int has_slv_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
3787 {
3788         if (!genuine_intel)
3789                 return 0;
3790
3791         if (family != 6)
3792                 return 0;
3793
3794         switch (model) {
3795         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:
3796         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_MID:
3797         case INTEL_FAM6_ATOM_AIRMONT_MID:
3798                 return 1;
3799         }
3800         return 0;
3801 }
3802
3803 int is_dnv(unsigned int family, unsigned int model)
3804 {
3805
3806         if (!genuine_intel)
3807                 return 0;
3808
3809         if (family != 6)
3810                 return 0;
3811
3812         switch (model) {
3813         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:
3814                 return 1;
3815         }
3816         return 0;
3817 }
3818
3819 int is_bdx(unsigned int family, unsigned int model)
3820 {
3821
3822         if (!genuine_intel)
3823                 return 0;
3824
3825         if (family != 6)
3826                 return 0;
3827
3828         switch (model) {
3829         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
3830                 return 1;
3831         }
3832         return 0;
3833 }
3834
3835 int is_skx(unsigned int family, unsigned int model)
3836 {
3837
3838         if (!genuine_intel)
3839                 return 0;
3840
3841         if (family != 6)
3842                 return 0;
3843
3844         switch (model) {
3845         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
3846                 return 1;
3847         }
3848         return 0;
3849 }
3850
3851 int is_icx(unsigned int family, unsigned int model)
3852 {
3853
3854         if (!genuine_intel)
3855                 return 0;
3856
3857         if (family != 6)
3858                 return 0;
3859
3860         switch (model) {
3861         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
3862                 return 1;
3863         }
3864         return 0;
3865 }
3866
3867 int is_spr(unsigned int family, unsigned int model)
3868 {
3869
3870         if (!genuine_intel)
3871                 return 0;
3872
3873         if (family != 6)
3874                 return 0;
3875
3876         switch (model) {
3877         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
3878                 return 1;
3879         }
3880         return 0;
3881 }
3882
3883 int is_ehl(unsigned int family, unsigned int model)
3884 {
3885         if (!genuine_intel)
3886                 return 0;
3887
3888         if (family != 6)
3889                 return 0;
3890
3891         switch (model) {
3892         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:
3893                 return 1;
3894         }
3895         return 0;
3896 }
3897
3898 int is_jvl(unsigned int family, unsigned int model)
3899 {
3900         if (!genuine_intel)
3901                 return 0;
3902
3903         if (family != 6)
3904                 return 0;
3905
3906         switch (model) {
3907         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D:
3908                 return 1;
3909         }
3910         return 0;
3911 }
3912
3913 int has_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3914 {
3915         if (has_slv_msrs(family, model))
3916                 return 0;
3917
3918         if (family != 6)
3919                 return 0;
3920
3921         switch (model) {
3922                 /* Nehalem compatible, but do not include turbo-ratio limit support */
3923         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
3924         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* PHI - Knights Landing (different MSR definition) */
3925                 return 0;
3926         default:
3927                 return 1;
3928         }
3929 }
3930
3931 int has_atom_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3932 {
3933         if (has_slv_msrs(family, model))
3934                 return 1;
3935
3936         return 0;
3937 }
3938
3939 int has_ivt_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3940 {
3941         if (!genuine_intel)
3942                 return 0;
3943
3944         if (family != 6)
3945                 return 0;
3946
3947         switch (model) {
3948         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
3949         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW Xeon */
3950                 return 1;
3951         default:
3952                 return 0;
3953         }
3954 }
3955
3956 int has_hsw_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3957 {
3958         if (!genuine_intel)
3959                 return 0;
3960
3961         if (family != 6)
3962                 return 0;
3963
3964         switch (model) {
3965         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW Xeon */
3966                 return 1;
3967         default:
3968                 return 0;
3969         }
3970 }
3971
3972 int has_knl_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3973 {
3974         if (!genuine_intel)
3975                 return 0;
3976
3977         if (family != 6)
3978                 return 0;
3979
3980         switch (model) {
3981         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* Knights Landing */
3982                 return 1;
3983         default:
3984                 return 0;
3985         }
3986 }
3987
3988 int has_glm_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3989 {
3990         if (!genuine_intel)
3991                 return 0;
3992
3993         if (family != 6)
3994                 return 0;
3995
3996         switch (model) {
3997         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
3998         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
3999         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
4000         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
4001                 return 1;
4002         default:
4003                 return 0;
4004         }
4005 }
4006
4007 int has_config_tdp(unsigned int family, unsigned int model)
4008 {
4009         if (!genuine_intel)
4010                 return 0;
4011
4012         if (family != 6)
4013                 return 0;
4014
4015         switch (model) {
4016         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
4017         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4018         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4019         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4020         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4021         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
4022         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
4023         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4024         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
4025         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
4026         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4027         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4028         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
4029         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* Knights Landing */
4030                 return 1;
4031         default:
4032                 return 0;
4033         }
4034 }
4035
4036 /*
4037  * tcc_offset_bits:
4038  * 0: Tcc Offset not supported (Default)
4039  * 6: Bit 29:24 of MSR_PLATFORM_INFO
4040  * 4: Bit 27:24 of MSR_PLATFORM_INFO
4041  */
4042 void check_tcc_offset(int model)
4043 {
4044         unsigned long long msr;
4045
4046         if (!genuine_intel)
4047                 return;
4048
4049         switch (model) {
4050         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:
4051         case INTEL_FAM6_SKYLAKE:
4052         case INTEL_FAM6_KABYLAKE_L:
4053         case INTEL_FAM6_KABYLAKE:
4054         case INTEL_FAM6_ICELAKE_L:
4055         case INTEL_FAM6_ICELAKE:
4056         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE_L:
4057         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE:
4058         case INTEL_FAM6_COMETLAKE:
4059                 if (!get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr)) {
4060                         msr = (msr >> 30) & 1;
4061                         if (msr)
4062                                 tcc_offset_bits = 6;
4063                 }
4064                 return;
4065         default:
4066                 return;
4067         }
4068 }
4069
4070 static void remove_underbar(char *s)
4071 {
4072         char *to = s;
4073
4074         while (*s) {
4075                 if (*s != '_')
4076                         *to++ = *s;
4077                 s++;
4078         }
4079
4080         *to = 0;
4081 }
4082
4083 static void dump_turbo_ratio_info(unsigned int family, unsigned int model)
4084 {
4085         if (!has_turbo)
4086                 return;
4087
4088         if (has_hsw_turbo_ratio_limit(family, model))
4089                 dump_hsw_turbo_ratio_limits();
4090
4091         if (has_ivt_turbo_ratio_limit(family, model))
4092                 dump_ivt_turbo_ratio_limits();
4093
4094         if (has_turbo_ratio_limit(family, model)) {
4095                 dump_turbo_ratio_limits(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, family, model);
4096
4097                 if (is_hybrid)
4098                         dump_turbo_ratio_limits(MSR_SECONDARY_TURBO_RATIO_LIMIT, family, model);
4099         }
4100
4101         if (has_atom_turbo_ratio_limit(family, model))
4102                 dump_atom_turbo_ratio_limits();
4103
4104         if (has_knl_turbo_ratio_limit(family, model))
4105                 dump_knl_turbo_ratio_limits();
4106
4107         if (has_config_tdp(family, model))
4108                 dump_config_tdp();
4109 }
4110
4111 static void dump_cstate_pstate_config_info(unsigned int family, unsigned int model)
4112 {
4113         if (!do_nhm_platform_info)
4114                 return;
4115
4116         dump_nhm_platform_info();
4117         dump_turbo_ratio_info(family, model);
4118         dump_nhm_cst_cfg();
4119 }
4120
4121 static int read_sysfs_int(char *path)
4122 {
4123         FILE *input;
4124         int retval = -1;
4125
4126         input = fopen(path, "r");
4127         if (input == NULL) {
4128                 if (debug)
4129                         fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4130                 return (-1);
4131         }
4132         if (fscanf(input, "%d", &retval) != 1)
4133                 err(1, "%s: failed to read int from file", path);
4134         fclose(input);
4135
4136         return (retval);
4137 }
4138
4139 static void dump_sysfs_file(char *path)
4140 {
4141         FILE *input;
4142         char cpuidle_buf[64];
4143
4144         input = fopen(path, "r");
4145         if (input == NULL) {
4146                 if (debug)
4147                         fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4148                 return;
4149         }
4150         if (!fgets(cpuidle_buf, sizeof(cpuidle_buf), input))
4151                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4152         fclose(input);
4153
4154         fprintf(outf, "%s: %s", strrchr(path, '/') + 1, cpuidle_buf);
4155 }
4156
4157 static void intel_uncore_frequency_probe(void)
4158 {
4159         int i, j;
4160         char path[128];
4161
4162         if (!genuine_intel)
4163                 return;
4164
4165         if (access("/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_00_die_00", R_OK))
4166                 return;
4167
4168         if (!access("/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_00_die_00/current_freq_khz", R_OK))
4169                 BIC_PRESENT(BIC_UNCORE_MHZ);
4170
4171         if (quiet)
4172                 return;
4173
4174         for (i = 0; i < topo.num_packages; ++i) {
4175                 for (j = 0; j < topo.num_die; ++j) {
4176                         int k, l;
4177
4178                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/min_freq_khz",
4179                                 i, j);
4180                         k = read_sysfs_int(path);
4181                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/max_freq_khz",
4182                                 i, j);
4183                         l = read_sysfs_int(path);
4184                         fprintf(outf, "Uncore Frequency pkg%d die%d: %d - %d MHz ", i, j, k / 1000, l / 1000);
4185
4186                         sprintf(path,
4187                                 "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/initial_min_freq_khz",
4188                                 i, j);
4189                         k = read_sysfs_int(path);
4190                         sprintf(path,
4191                                 "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/initial_max_freq_khz",
4192                                 i, j);
4193                         l = read_sysfs_int(path);
4194                         fprintf(outf, "(%d - %d MHz)\n", k / 1000, l / 1000);
4195                 }
4196         }
4197 }
4198
4199 static void dump_sysfs_cstate_config(void)
4200 {
4201         char path[64];
4202         char name_buf[16];
4203         char desc[64];
4204         FILE *input;
4205         int state;
4206         char *sp;
4207
4208         if (access("/sys/devices/system/cpu/cpuidle", R_OK)) {
4209                 fprintf(outf, "cpuidle not loaded\n");
4210                 return;
4211         }
4212
4213         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_driver");
4214         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_governor");
4215         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_governor_ro");
4216
4217         for (state = 0; state < 10; ++state) {
4218
4219                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/name", base_cpu, state);
4220                 input = fopen(path, "r");
4221                 if (input == NULL)
4222                         continue;
4223                 if (!fgets(name_buf, sizeof(name_buf), input))
4224                         err(1, "%s: failed to read file", path);
4225
4226                 /* truncate "C1-HSW\n" to "C1", or truncate "C1\n" to "C1" */
4227                 sp = strchr(name_buf, '-');
4228                 if (!sp)
4229                         sp = strchrnul(name_buf, '\n');
4230                 *sp = '\0';
4231                 fclose(input);
4232
4233                 remove_underbar(name_buf);
4234
4235                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/desc", base_cpu, state);
4236                 input = fopen(path, "r");
4237                 if (input == NULL)
4238                         continue;
4239                 if (!fgets(desc, sizeof(desc), input))
4240                         err(1, "%s: failed to read file", path);
4241
4242                 fprintf(outf, "cpu%d: %s: %s", base_cpu, name_buf, desc);
4243                 fclose(input);
4244         }
4245 }
4246
4247 static void dump_sysfs_pstate_config(void)
4248 {
4249         char path[64];
4250         char driver_buf[64];
4251         char governor_buf[64];
4252         FILE *input;
4253         int turbo;
4254
4255         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpufreq/scaling_driver", base_cpu);
4256         input = fopen(path, "r");
4257         if (input == NULL) {
4258                 fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4259                 return;
4260         }
4261         if (!fgets(driver_buf, sizeof(driver_buf), input))
4262                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4263         fclose(input);
4264
4265         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpufreq/scaling_governor", base_cpu);
4266         input = fopen(path, "r");
4267         if (input == NULL) {
4268                 fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4269                 return;
4270         }
4271         if (!fgets(governor_buf, sizeof(governor_buf), input))
4272                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4273         fclose(input);
4274
4275         fprintf(outf, "cpu%d: cpufreq driver: %s", base_cpu, driver_buf);
4276         fprintf(outf, "cpu%d: cpufreq governor: %s", base_cpu, governor_buf);
4277
4278         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpufreq/boost");
4279         input = fopen(path, "r");
4280         if (input != NULL) {
4281                 if (fscanf(input, "%d", &turbo) != 1)
4282                         err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
4283                 fprintf(outf, "cpufreq boost: %d\n", turbo);
4284                 fclose(input);
4285         }
4286
4287         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo");
4288         input = fopen(path, "r");
4289         if (input != NULL) {
4290                 if (fscanf(input, "%d", &turbo) != 1)
4291                         err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
4292                 fprintf(outf, "cpufreq intel_pstate no_turbo: %d\n", turbo);
4293                 fclose(input);
4294         }
4295 }
4296
4297 /*
4298  * print_epb()
4299  * Decode the ENERGY_PERF_BIAS MSR
4300  */
4301 int print_epb(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4302 {
4303         char *epb_string;
4304         int cpu, epb;
4305
4306         UNUSED(c);
4307         UNUSED(p);
4308
4309         if (!has_epb)
4310                 return 0;
4311
4312         cpu = t->cpu_id;
4313
4314         /* EPB is per-package */
4315         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4316                 return 0;
4317
4318         if (cpu_migrate(cpu)) {
4319                 fprintf(outf, "print_epb: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4320                 return -1;
4321         }
4322
4323         epb = get_epb(cpu);
4324         if (epb < 0)
4325                 return 0;
4326
4327         switch (epb) {
4328         case ENERGY_PERF_BIAS_PERFORMANCE:
4329                 epb_string = "performance";
4330                 break;
4331         case ENERGY_PERF_BIAS_NORMAL:
4332                 epb_string = "balanced";
4333                 break;
4334         case ENERGY_PERF_BIAS_POWERSAVE:
4335                 epb_string = "powersave";
4336                 break;
4337         default:
4338                 epb_string = "custom";
4339                 break;
4340         }
4341         fprintf(outf, "cpu%d: EPB: %d (%s)\n", cpu, epb, epb_string);
4342
4343         return 0;
4344 }
4345
4346 /*
4347  * print_hwp()
4348  * Decode the MSR_HWP_CAPABILITIES
4349  */
4350 int print_hwp(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4351 {
4352         unsigned long long msr;
4353         int cpu;
4354
4355         UNUSED(c);
4356         UNUSED(p);
4357
4358         if (!has_hwp)
4359                 return 0;
4360
4361         cpu = t->cpu_id;
4362
4363         /* MSR_HWP_CAPABILITIES is per-package */
4364         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4365                 return 0;
4366
4367         if (cpu_migrate(cpu)) {
4368                 fprintf(outf, "print_hwp: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4369                 return -1;
4370         }
4371
4372         if (get_msr(cpu, MSR_PM_ENABLE, &msr))
4373                 return 0;
4374
4375         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PM_ENABLE: 0x%08llx (%sHWP)\n", cpu, msr, (msr & (1 << 0)) ? "" : "No-");
4376
4377         /* MSR_PM_ENABLE[1] == 1 if HWP is enabled and MSRs visible */
4378         if ((msr & (1 << 0)) == 0)
4379                 return 0;
4380
4381         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_CAPABILITIES, &msr))
4382                 return 0;
4383
4384         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_CAPABILITIES: 0x%08llx "
4385                 "(high %d guar %d eff %d low %d)\n",
4386                 cpu, msr,
4387                 (unsigned int)HWP_HIGHEST_PERF(msr),
4388                 (unsigned int)HWP_GUARANTEED_PERF(msr),
4389                 (unsigned int)HWP_MOSTEFFICIENT_PERF(msr), (unsigned int)HWP_LOWEST_PERF(msr));
4390
4391         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_REQUEST, &msr))
4392                 return 0;
4393
4394         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_REQUEST: 0x%08llx "
4395                 "(min %d max %d des %d epp 0x%x window 0x%x pkg 0x%x)\n",
4396                 cpu, msr,
4397                 (unsigned int)(((msr) >> 0) & 0xff),
4398                 (unsigned int)(((msr) >> 8) & 0xff),
4399                 (unsigned int)(((msr) >> 16) & 0xff),
4400                 (unsigned int)(((msr) >> 24) & 0xff),
4401                 (unsigned int)(((msr) >> 32) & 0xff3), (unsigned int)(((msr) >> 42) & 0x1));
4402
4403         if (has_hwp_pkg) {
4404                 if (get_msr(cpu, MSR_HWP_REQUEST_PKG, &msr))
4405                         return 0;
4406
4407                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_REQUEST_PKG: 0x%08llx "
4408                         "(min %d max %d des %d epp 0x%x window 0x%x)\n",
4409                         cpu, msr,
4410                         (unsigned int)(((msr) >> 0) & 0xff),
4411                         (unsigned int)(((msr) >> 8) & 0xff),
4412                         (unsigned int)(((msr) >> 16) & 0xff),
4413                         (unsigned int)(((msr) >> 24) & 0xff), (unsigned int)(((msr) >> 32) & 0xff3));
4414         }
4415         if (has_hwp_notify) {
4416                 if (get_msr(cpu, MSR_HWP_INTERRUPT, &msr))
4417                         return 0;
4418
4419                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_INTERRUPT: 0x%08llx "
4420                         "(%s_Guaranteed_Perf_Change, %s_Excursion_Min)\n",
4421                         cpu, msr, ((msr) & 0x1) ? "EN" : "Dis", ((msr) & 0x2) ? "EN" : "Dis");
4422         }
4423         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_STATUS, &msr))
4424                 return 0;
4425
4426         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_STATUS: 0x%08llx "
4427                 "(%sGuaranteed_Perf_Change, %sExcursion_Min)\n",
4428                 cpu, msr, ((msr) & 0x1) ? "" : "No-", ((msr) & 0x2) ? "" : "No-");
4429
4430         return 0;
4431 }
4432
4433 /*
4434  * print_perf_limit()
4435  */
4436 int print_perf_limit(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4437 {
4438         unsigned long long msr;
4439         int cpu;
4440
4441         UNUSED(c);
4442         UNUSED(p);
4443
4444         cpu = t->cpu_id;
4445
4446         /* per-package */
4447         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4448                 return 0;
4449
4450         if (cpu_migrate(cpu)) {
4451                 fprintf(outf, "print_perf_limit: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4452                 return -1;
4453         }
4454
4455         if (do_core_perf_limit_reasons) {
4456                 get_msr(cpu, MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4457                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4458                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s)",
4459                         (msr & 1 << 15) ? "bit15, " : "",
4460                         (msr & 1 << 14) ? "bit14, " : "",
4461                         (msr & 1 << 13) ? "Transitions, " : "",
4462                         (msr & 1 << 12) ? "MultiCoreTurbo, " : "",
4463                         (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "",
4464                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "",
4465                         (msr & 1 << 9) ? "CorePwr, " : "",
4466                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4467                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4468                         (msr & 1 << 5) ? "Auto-HWP, " : "",
4469                         (msr & 1 << 4) ? "Graphics, " : "",
4470                         (msr & 1 << 2) ? "bit2, " : "",
4471                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "", (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "");
4472                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s)\n",
4473                         (msr & 1 << 31) ? "bit31, " : "",
4474                         (msr & 1 << 30) ? "bit30, " : "",
4475                         (msr & 1 << 29) ? "Transitions, " : "",
4476                         (msr & 1 << 28) ? "MultiCoreTurbo, " : "",
4477                         (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "",
4478                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "",
4479                         (msr & 1 << 25) ? "CorePwr, " : "",
4480                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4481                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4482                         (msr & 1 << 21) ? "Auto-HWP, " : "",
4483                         (msr & 1 << 20) ? "Graphics, " : "",
4484                         (msr & 1 << 18) ? "bit18, " : "",
4485                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "", (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "");
4486
4487         }
4488         if (do_gfx_perf_limit_reasons) {
4489                 get_msr(cpu, MSR_GFX_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4490                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_GFX_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4491                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s%s%s)",
4492                         (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "",
4493                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "",
4494                         (msr & 1 << 4) ? "Graphics, " : "",
4495                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4496                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4497                         (msr & 1 << 9) ? "GFXPwr, " : "",
4498                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "");
4499                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s%s%s)\n",
4500                         (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "",
4501                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "",
4502                         (msr & 1 << 20) ? "Graphics, " : "",
4503                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4504                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4505                         (msr & 1 << 25) ? "GFXPwr, " : "",
4506                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "");
4507         }
4508         if (do_ring_perf_limit_reasons) {
4509                 get_msr(cpu, MSR_RING_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4510                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_RING_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4511                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s)",
4512                         (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "",
4513                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "",
4514                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4515                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4516                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "");
4517                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s)\n",
4518                         (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "",
4519                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "",
4520                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4521                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4522                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "");
4523         }
4524         return 0;
4525 }
4526
4527 #define RAPL_POWER_GRANULARITY  0x7FFF  /* 15 bit power granularity */
4528 #define RAPL_TIME_GRANULARITY   0x3F    /* 6 bit time granularity */
4529
4530 double get_tdp_intel(unsigned int model)
4531 {
4532         unsigned long long msr;
4533
4534         if (do_rapl & RAPL_PKG_POWER_INFO)
4535                 if (!get_msr(base_cpu, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
4536                         return ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units;
4537
4538         switch (model) {
4539         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:
4540         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:
4541                 return 30.0;
4542         default:
4543                 return 135.0;
4544         }
4545 }
4546
4547 double get_tdp_amd(unsigned int family)
4548 {
4549         UNUSED(family);
4550
4551         /* This is the max stock TDP of HEDT/Server Fam17h+ chips */
4552         return 280.0;
4553 }
4554
4555 /*
4556  * rapl_dram_energy_units_probe()
4557  * Energy units are either hard-coded, or come from RAPL Energy Unit MSR.
4558  */
4559 static double rapl_dram_energy_units_probe(int model, double rapl_energy_units)
4560 {
4561         /* only called for genuine_intel, family 6 */
4562
4563         switch (model) {
4564         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4565         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4566         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4567         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
4568         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4569                 return (rapl_dram_energy_units = 15.3 / 1000000);
4570         default:
4571                 return (rapl_energy_units);
4572         }
4573 }
4574
4575 void rapl_probe_intel(unsigned int family, unsigned int model)
4576 {
4577         unsigned long long msr;
4578         unsigned int time_unit;
4579         double tdp;
4580
4581         if (family != 6)
4582                 return;
4583
4584         switch (model) {
4585         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:
4586         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:
4587         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4588         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4589         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4590         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
4591         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
4592                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4593                 if (rapl_joules) {
4594                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4595                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4596                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4597                 } else {
4598                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4599                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4600                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4601                 }
4602                 break;
4603         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
4604         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
4605                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4606                 if (rapl_joules)
4607                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4608                 else
4609                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4610                 break;
4611         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
4612                 do_rapl =
4613                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS
4614                     | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4615                 if (rapl_joules) {
4616                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4617                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4618                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4619                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4620                 } else {
4621                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4622                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4623                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4624                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4625                 }
4626                 break;
4627         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
4628                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_PKG_PERF_STATUS | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4629                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4630                 if (rapl_joules)
4631                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4632                 else
4633                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4634                 break;
4635         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
4636         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
4637                 do_rapl =
4638                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS
4639                     | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4640                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4641                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4642                 if (rapl_joules) {
4643                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4644                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4645                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4646                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4647                 } else {
4648                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4649                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4650                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4651                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4652                 }
4653                 break;
4654         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4655         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4656         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4657         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4658         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
4659         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
4660                 do_rapl =
4661                     RAPL_PKG | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4662                     RAPL_PKG_POWER_INFO;
4663                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4664                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4665                 if (rapl_joules) {
4666                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4667                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4668                 } else {
4669                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4670                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4671                 }
4672                 break;
4673         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:
4674         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:
4675                 do_rapl =
4676                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4677                     RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4678                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4679                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4680                 if (rapl_joules) {
4681                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4682                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4683                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4684                 } else {
4685                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4686                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4687                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4688                 }
4689                 break;
4690         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
4691         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
4692                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES;
4693                 if (rapl_joules) {
4694                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4695                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4696                 } else {
4697                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4698                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4699                 }
4700                 break;
4701         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
4702                 do_rapl =
4703                     RAPL_PKG | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4704                     RAPL_PKG_POWER_INFO | RAPL_CORES_ENERGY_STATUS;
4705                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4706                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4707                 if (rapl_joules) {
4708                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4709                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4710                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4711                 } else {
4712                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4713                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4714                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4715                 }
4716                 break;
4717         default:
4718                 return;
4719         }
4720
4721         /* units on package 0, verify later other packages match */
4722         if (get_msr(base_cpu, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
4723                 return;
4724
4725         rapl_power_units = 1.0 / (1 << (msr & 0xF));
4726         if (model == INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT)
4727                 rapl_energy_units = 1.0 * (1 << (msr >> 8 & 0x1F)) / 1000000;
4728         else
4729                 rapl_energy_units = 1.0 / (1 << (msr >> 8 & 0x1F));
4730
4731         rapl_dram_energy_units = rapl_dram_energy_units_probe(model, rapl_energy_units);
4732
4733         time_unit = msr >> 16 & 0xF;
4734         if (time_unit == 0)
4735                 time_unit = 0xA;
4736
4737         rapl_time_units = 1.0 / (1 << (time_unit));
4738
4739         tdp = get_tdp_intel(model);
4740
4741         rapl_joule_counter_range = 0xFFFFFFFF * rapl_energy_units / tdp;
4742         if (!quiet)
4743                 fprintf(outf, "RAPL: %.0f sec. Joule Counter Range, at %.0f Watts\n", rapl_joule_counter_range, tdp);
4744 }
4745
4746 void rapl_probe_amd(unsigned int family, unsigned int model)
4747 {
4748         unsigned long long msr;
4749         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
4750         unsigned int has_rapl = 0;
4751         double tdp;
4752
4753         UNUSED(model);
4754
4755         if (max_extended_level >= 0x80000007) {
4756                 __cpuid(0x80000007, eax, ebx, ecx, edx);
4757                 /* RAPL (Fam 17h+) */
4758                 has_rapl = edx & (1 << 14);
4759         }
4760
4761         if (!has_rapl || family < 0x17)
4762                 return;
4763
4764         do_rapl = RAPL_AMD_F17H | RAPL_PER_CORE_ENERGY;
4765         if (rapl_joules) {
4766                 BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4767                 BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4768         } else {
4769                 BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4770                 BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4771         }
4772
4773         if (get_msr(base_cpu, MSR_RAPL_PWR_UNIT, &msr))
4774                 return;
4775
4776         rapl_time_units = ldexp(1.0, -(msr >> 16 & 0xf));
4777         rapl_energy_units = ldexp(1.0, -(msr >> 8 & 0x1f));
4778         rapl_power_units = ldexp(1.0, -(msr & 0xf));
4779
4780         tdp = get_tdp_amd(family);
4781
4782         rapl_joule_counter_range = 0xFFFFFFFF * rapl_energy_units / tdp;
4783         if (!quiet)
4784                 fprintf(outf, "RAPL: %.0f sec. Joule Counter Range, at %.0f Watts\n", rapl_joule_counter_range, tdp);
4785 }
4786
4787 /*
4788  * rapl_probe()
4789  *
4790  * sets do_rapl, rapl_power_units, rapl_energy_units, rapl_time_units
4791  */
4792 void rapl_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4793 {
4794         if (genuine_intel)
4795                 rapl_probe_intel(family, model);
4796         if (authentic_amd || hygon_genuine)
4797                 rapl_probe_amd(family, model);
4798 }
4799
4800 void perf_limit_reasons_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4801 {
4802         if (!genuine_intel)
4803                 return;
4804
4805         if (family != 6)
4806                 return;
4807
4808         switch (model) {
4809         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4810         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4811         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4812                 do_gfx_perf_limit_reasons = 1;
4813                 /* FALLTHRU */
4814         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4815                 do_core_perf_limit_reasons = 1;
4816                 do_ring_perf_limit_reasons = 1;
4817         default:
4818                 return;
4819         }
4820 }
4821
4822 void automatic_cstate_conversion_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4823 {
4824         if (family != 6)
4825                 return;
4826
4827         switch (model) {
4828         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
4829         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
4830                 has_automatic_cstate_conversion = 1;
4831         }
4832 }
4833
4834 void prewake_cstate_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4835 {
4836         if (is_icx(family, model) || is_spr(family, model))
4837                 dis_cstate_prewake = 1;
4838 }
4839
4840 int print_thermal(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4841 {
4842         unsigned long long msr;
4843         unsigned int dts, dts2;
4844         int cpu;
4845
4846         UNUSED(c);
4847         UNUSED(p);
4848
4849         if (!(do_dts || do_ptm))
4850                 return 0;
4851
4852         cpu = t->cpu_id;
4853
4854         /* DTS is per-core, no need to print for each thread */
4855         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
4856                 return 0;
4857
4858         if (cpu_migrate(cpu)) {
4859                 fprintf(outf, "print_thermal: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4860                 return -1;
4861         }
4862
4863         if (do_ptm && (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)) {
4864                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
4865                         return 0;
4866
4867                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4868                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C)\n", cpu, msr, tj_max - dts);
4869
4870                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, &msr))
4871                         return 0;
4872
4873                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4874                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
4875                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
4876                         cpu, msr, tj_max - dts, tj_max - dts2);
4877         }
4878
4879         if (do_dts && debug) {
4880                 unsigned int resolution;
4881
4882                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
4883                         return 0;
4884
4885                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4886                 resolution = (msr >> 27) & 0xF;
4887                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C +/- %d)\n",
4888                         cpu, msr, tj_max - dts, resolution);
4889
4890                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_INTERRUPT, &msr))
4891                         return 0;
4892
4893                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4894                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
4895                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
4896                         cpu, msr, tj_max - dts, tj_max - dts2);
4897         }
4898
4899         return 0;
4900 }
4901
4902 void print_power_limit_msr(int cpu, unsigned long long msr, char *label)
4903 {
4904         fprintf(outf, "cpu%d: %s: %sabled (%0.3f Watts, %f sec, clamp %sabled)\n",
4905                 cpu, label,
4906                 ((msr >> 15) & 1) ? "EN" : "DIS",
4907                 ((msr >> 0) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
4908                 (1.0 + (((msr >> 22) & 0x3) / 4.0)) * (1 << ((msr >> 17) & 0x1F)) * rapl_time_units,
4909                 (((msr >> 16) & 1) ? "EN" : "DIS"));
4910
4911         return;
4912 }
4913
4914 int print_rapl(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4915 {
4916         unsigned long long msr;
4917         const char *msr_name;
4918         int cpu;
4919
4920         UNUSED(c);
4921         UNUSED(p);
4922
4923         if (!do_rapl)
4924                 return 0;
4925
4926         /* RAPL counters are per package, so print only for 1st thread/package */
4927         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4928                 return 0;
4929
4930         cpu = t->cpu_id;
4931         if (cpu_migrate(cpu)) {
4932                 fprintf(outf, "print_rapl: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4933                 return -1;
4934         }
4935
4936         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
4937                 msr_name = "MSR_RAPL_PWR_UNIT";
4938                 if (get_msr(cpu, MSR_RAPL_PWR_UNIT, &msr))
4939                         return -1;
4940         } else {
4941                 msr_name = "MSR_RAPL_POWER_UNIT";
4942                 if (get_msr(cpu, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
4943                         return -1;
4944         }
4945
4946         fprintf(outf, "cpu%d: %s: 0x%08llx (%f Watts, %f Joules, %f sec.)\n", cpu, msr_name, msr,
4947                 rapl_power_units, rapl_energy_units, rapl_time_units);
4948
4949         if (do_rapl & RAPL_PKG_POWER_INFO) {
4950
4951                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
4952                         return -5;
4953
4954                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_INFO: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
4955                         cpu, msr,
4956                         ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4957                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4958                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4959                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
4960
4961         }
4962         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
4963
4964                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_LIMIT, &msr))
4965                         return -9;
4966
4967                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
4968                         cpu, msr, (msr >> 63) & 1 ? "" : "UN");
4969
4970                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "PKG Limit #1");
4971                 fprintf(outf, "cpu%d: PKG Limit #2: %sabled (%0.3f Watts, %f* sec, clamp %sabled)\n",
4972                         cpu,
4973                         ((msr >> 47) & 1) ? "EN" : "DIS",
4974                         ((msr >> 32) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
4975                         (1.0 + (((msr >> 54) & 0x3) / 4.0)) * (1 << ((msr >> 49) & 0x1F)) * rapl_time_units,
4976                         ((msr >> 48) & 1) ? "EN" : "DIS");
4977
4978                 if (get_msr(cpu, MSR_VR_CURRENT_CONFIG, &msr))
4979                         return -9;
4980
4981                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_VR_CURRENT_CONFIG: 0x%08llx\n", cpu, msr);
4982                 fprintf(outf, "cpu%d: PKG Limit #4: %f Watts (%slocked)\n",
4983                         cpu, ((msr >> 0) & 0x1FFF) * rapl_power_units, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
4984         }
4985
4986         if (do_rapl & RAPL_DRAM_POWER_INFO) {
4987                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_INFO, &msr))
4988                         return -6;
4989
4990                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_INFO,: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
4991                         cpu, msr,
4992                         ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4993                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4994                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4995                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
4996         }
4997         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
4998                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_LIMIT, &msr))
4999                         return -9;
5000                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
5001                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5002
5003                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "DRAM Limit");
5004         }
5005         if (do_rapl & RAPL_CORE_POLICY) {
5006                 if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POLICY, &msr))
5007                         return -7;
5008
5009                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP0_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
5010         }
5011         if (do_rapl & RAPL_CORES_POWER_LIMIT) {
5012                 if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POWER_LIMIT, &msr))
5013                         return -9;
5014                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP0_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
5015                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5016                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "Cores Limit");
5017         }
5018         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
5019                 if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POLICY, &msr))
5020                         return -8;
5021
5022                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP1_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
5023
5024                 if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POWER_LIMIT, &msr))
5025                         return -9;
5026                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP1_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
5027                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5028                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "GFX Limit");
5029         }
5030         return 0;
5031 }
5032
5033 /*
5034  * SNB adds support for additional MSRs:
5035  *
5036  * MSR_PKG_C7_RESIDENCY            0x000003fa
5037  * MSR_CORE_C7_RESIDENCY           0x000003fe
5038  * MSR_PKG_C2_RESIDENCY            0x0000060d
5039  */
5040
5041 int has_snb_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5042 {
5043         if (!genuine_intel)
5044                 return 0;
5045
5046         if (family != 6)
5047                 return 0;
5048
5049         switch (model) {
5050         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:
5051         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:
5052         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
5053         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
5054         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
5055         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW */
5056         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
5057         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
5058         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
5059         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
5060         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
5061         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5062         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5063         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
5064         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
5065         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
5066         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
5067         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
5068         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
5069         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
5070         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
5071                 return 1;
5072         }
5073         return 0;
5074 }
5075
5076 /*
5077  * HSW ULT added support for C8/C9/C10 MSRs:
5078  *
5079  * MSR_PKG_C8_RESIDENCY         0x00000630
5080  * MSR_PKG_C9_RESIDENCY         0x00000631
5081  * MSR_PKG_C10_RESIDENCY        0x00000632
5082  *
5083  * MSR_PKGC8_IRTL               0x00000633
5084  * MSR_PKGC9_IRTL               0x00000634
5085  * MSR_PKGC10_IRTL              0x00000635
5086  *
5087  */
5088 int has_c8910_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5089 {
5090         if (!genuine_intel)
5091                 return 0;
5092
5093         if (family != 6)
5094                 return 0;
5095
5096         switch (model) {
5097         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
5098         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
5099         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5100         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5101         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
5102         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
5103         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
5104                 return 1;
5105         }
5106         return 0;
5107 }
5108
5109 /*
5110  * SKL adds support for additional MSRS:
5111  *
5112  * MSR_PKG_WEIGHTED_CORE_C0_RES    0x00000658
5113  * MSR_PKG_ANY_CORE_C0_RES         0x00000659
5114  * MSR_PKG_ANY_GFXE_C0_RES         0x0000065A
5115  * MSR_PKG_BOTH_CORE_GFXE_C0_RES   0x0000065B
5116  */
5117 int has_skl_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5118 {
5119         if (!genuine_intel)
5120                 return 0;
5121
5122         if (family != 6)
5123                 return 0;
5124
5125         switch (model) {
5126         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5127         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5128                 return 1;
5129         }
5130         return 0;
5131 }
5132
5133 int is_slm(unsigned int family, unsigned int model)
5134 {
5135         if (!genuine_intel)
5136                 return 0;
5137
5138         if (family != 6)
5139                 return 0;
5140
5141         switch (model) {
5142         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
5143         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
5144                 return 1;
5145         }
5146         return 0;
5147 }
5148
5149 int is_knl(unsigned int family, unsigned int model)
5150 {
5151         if (!genuine_intel)
5152                 return 0;
5153
5154         if (family != 6)
5155                 return 0;
5156
5157         switch (model) {
5158         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
5159                 return 1;
5160         }
5161         return 0;
5162 }
5163
5164 int is_cnl(unsigned int family, unsigned int model)
5165 {
5166         if (!genuine_intel)
5167                 return 0;
5168
5169         if (family != 6)
5170                 return 0;
5171
5172         switch (model) {
5173         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5174                 return 1;
5175         }
5176
5177         return 0;
5178 }
5179
5180 unsigned int get_aperf_mperf_multiplier(unsigned int family, unsigned int model)
5181 {
5182         if (is_knl(family, model))
5183                 return 1024;
5184         return 1;
5185 }
5186
5187 #define SLM_BCLK_FREQS 5
5188 double slm_freq_table[SLM_BCLK_FREQS] = { 83.3, 100.0, 133.3, 116.7, 80.0 };
5189
5190 double slm_bclk(void)
5191 {
5192         unsigned long long msr = 3;
5193         unsigned int i;
5194         double freq;
5195
5196         if (get_msr(base_cpu, MSR_FSB_FREQ, &msr))
5197                 fprintf(outf, "SLM BCLK: unknown\n");
5198
5199         i = msr & 0xf;
5200         if (i >= SLM_BCLK_FREQS) {
5201                 fprintf(outf, "SLM BCLK[%d] invalid\n", i);
5202                 i = 3;
5203         }
5204         freq = slm_freq_table[i];
5205
5206         if (!quiet)
5207                 fprintf(outf, "SLM BCLK: %.1f Mhz\n", freq);
5208
5209         return freq;
5210 }
5211
5212 double discover_bclk(unsigned int family, unsigned int model)
5213 {
5214         if (has_snb_msrs(family, model) || is_knl(family, model))
5215                 return 100.00;
5216         else if (is_slm(family, model))
5217                 return slm_bclk();
5218         else
5219                 return 133.33;
5220 }
5221
5222 int get_cpu_type(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
5223 {
5224         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
5225
5226         UNUSED(c);
5227         UNUSED(p);
5228
5229         if (!genuine_intel)
5230                 return 0;
5231
5232         if (cpu_migrate(t->cpu_id)) {
5233                 fprintf(outf, "Could not migrate to CPU %d\n", t->cpu_id);
5234                 return -1;
5235         }
5236
5237         if (max_level < 0x1a)
5238                 return 0;
5239
5240         __cpuid(0x1a, eax, ebx, ecx, edx);
5241         eax = (eax >> 24) & 0xFF;
5242         if (eax == 0x20)
5243                 t->is_atom = true;
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 /*
5248  * MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET indicates the temperature where
5249  * the Thermal Control Circuit (TCC) activates.
5250  * This is usually equal to tjMax.
5251  *
5252  * Older processors do not have this MSR, so there we guess,
5253  * but also allow cmdline over-ride with -T.
5254  *
5255  * Several MSR temperature values are in units of degrees-C
5256  * below this value, including the Digital Thermal Sensor (DTS),
5257  * Package Thermal Management Sensor (PTM), and thermal event thresholds.
5258  */
5259 int set_temperature_target(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
5260 {
5261         unsigned long long msr;
5262         unsigned int tcc_default, tcc_offset;
5263         int cpu;
5264
5265         UNUSED(c);
5266         UNUSED(p);
5267
5268         /* tj_max is used only for dts or ptm */
5269         if (!(do_dts || do_ptm))
5270                 return 0;
5271
5272         /* this is a per-package concept */
5273         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
5274                 return 0;
5275
5276         cpu = t->cpu_id;
5277         if (cpu_migrate(cpu)) {
5278                 fprintf(outf, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
5279                 return -1;
5280         }
5281
5282         if (tj_max_override != 0) {
5283                 tj_max = tj_max_override;
5284                 fprintf(outf, "cpu%d: Using cmdline TCC Target (%d C)\n", cpu, tj_max);
5285                 return 0;
5286         }
5287
5288         /* Temperature Target MSR is Nehalem and newer only */
5289         if (!do_nhm_platform_info)
5290                 goto guess;
5291
5292         if (get_msr(base_cpu, MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET, &msr))
5293                 goto guess;
5294
5295         tcc_default = (msr >> 16) & 0xFF;
5296
5297         if (!quiet) {
5298                 switch (tcc_offset_bits) {
5299                 case 4:
5300                         tcc_offset = (msr >> 24) & 0xF;
5301                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C) (%d default - %d offset)\n",
5302                                 cpu, msr, tcc_default - tcc_offset, tcc_default, tcc_offset);
5303                         break;
5304                 case 6:
5305                         tcc_offset = (msr >> 24) & 0x3F;
5306                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C) (%d default - %d offset)\n",
5307                                 cpu, msr, tcc_default - tcc_offset, tcc_default, tcc_offset);
5308                         break;
5309                 default:
5310                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C)\n", cpu, msr, tcc_default);
5311                         break;
5312                 }
5313         }
5314
5315         if (!tcc_default)
5316                 goto guess;
5317
5318         tj_max = tcc_default;
5319
5320         return 0;
5321
5322 guess:
5323         tj_max = TJMAX_DEFAULT;
5324         fprintf(outf, "cpu%d: Guessing tjMax %d C, Please use -T to specify\n", cpu, tj_max);
5325
5326         return 0;
5327 }
5328
5329 void decode_feature_control_msr(void)
5330 {
5331         unsigned long long msr;
5332
5333         if (!get_msr(base_cpu, MSR_IA32_FEAT_CTL, &msr))
5334                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_FEATURE_CONTROL: 0x%08llx (%sLocked %s)\n",
5335                         base_cpu, msr, msr & FEAT_CTL_LOCKED ? "" : "UN-", msr & (1 << 18) ? "SGX" : "");
5336 }
5337
5338 void decode_misc_enable_msr(void)
5339 {
5340         unsigned long long msr;
5341
5342         if (!genuine_intel)
5343                 return;
5344
5345         if (!get_msr(base_cpu, MSR_IA32_MISC_ENABLE, &msr))
5346                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_MISC_ENABLE: 0x%08llx (%sTCC %sEIST %sMWAIT %sPREFETCH %sTURBO)\n",
5347                         base_cpu, msr,
5348                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TM1 ? "" : "No-",
5349                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_ENHANCED_SPEEDSTEP ? "" : "No-",
5350                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_MWAIT ? "" : "No-",
5351                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_PREFETCH_DISABLE ? "No-" : "",
5352                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE ? "No-" : "");
5353 }
5354
5355 void decode_misc_feature_control(void)
5356 {
5357         unsigned long long msr;
5358
5359         if (!has_misc_feature_control)
5360                 return;
5361
5362         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, &msr))
5363                 fprintf(outf,
5364                         "cpu%d: MSR_MISC_FEATURE_CONTROL: 0x%08llx (%sL2-Prefetch %sL2-Prefetch-pair %sL1-Prefetch %sL1-IP-Prefetch)\n",
5365                         base_cpu, msr, msr & (0 << 0) ? "No-" : "", msr & (1 << 0) ? "No-" : "",
5366                         msr & (2 << 0) ? "No-" : "", msr & (3 << 0) ? "No-" : "");
5367 }
5368
5369 /*
5370  * Decode MSR_MISC_PWR_MGMT
5371  *
5372  * Decode the bits according to the Nehalem documentation
5373  * bit[0] seems to continue to have same meaning going forward
5374  * bit[1] less so...
5375  */
5376 void decode_misc_pwr_mgmt_msr(void)
5377 {
5378         unsigned long long msr;
5379
5380         if (!do_nhm_platform_info)
5381                 return;
5382
5383         if (no_MSR_MISC_PWR_MGMT)
5384                 return;
5385
5386         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MISC_PWR_MGMT, &msr))
5387                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_MISC_PWR_MGMT: 0x%08llx (%sable-EIST_Coordination %sable-EPB %sable-OOB)\n",
5388                         base_cpu, msr,
5389                         msr & (1 << 0) ? "DIS" : "EN", msr & (1 << 1) ? "EN" : "DIS", msr & (1 << 8) ? "EN" : "DIS");
5390 }
5391
5392 /*
5393  * Decode MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
5394  *
5395  * This MSRs are present on Silvermont processors,
5396  * Intel Atom processor E3000 series (Baytrail), and friends.
5397  */
5398 void decode_c6_demotion_policy_msr(void)
5399 {
5400         unsigned long long msr;
5401
5402         if (!get_msr(base_cpu, MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, &msr))
5403                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG: 0x%08llx (%sable-CC6-Demotion)\n",
5404                         base_cpu, msr, msr & (1 << 0) ? "EN" : "DIS");
5405
5406         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, &msr))
5407                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG: 0x%08llx (%sable-MC6-Demotion)\n",
5408                         base_cpu, msr, msr & (1 << 0) ? "EN" : "DIS");
5409 }
5410
5411 /*
5412  * When models are the same, for the purpose of turbostat, reuse
5413  */
5414 unsigned int intel_model_duplicates(unsigned int model)
5415 {
5416
5417         switch (model) {
5418         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EP:     /* Core i7, Xeon 5500 series - Bloomfield, Gainstown NHM-EP */
5419         case INTEL_FAM6_NEHALEM:        /* Core i7 and i5 Processor - Clarksfield, Lynnfield, Jasper Forest */
5420         case 0x1F:              /* Core i7 and i5 Processor - Nehalem */
5421         case INTEL_FAM6_WESTMERE:       /* Westmere Client - Clarkdale, Arrandale */
5422         case INTEL_FAM6_WESTMERE_EP:    /* Westmere EP - Gulftown */
5423                 return INTEL_FAM6_NEHALEM;
5424
5425         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
5426         case INTEL_FAM6_WESTMERE_EX:    /* Westmere-EX Xeon - Eagleton */
5427                 return INTEL_FAM6_NEHALEM_EX;
5428
5429         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNM:
5430                 return INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL;
5431
5432         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
5433         case INTEL_FAM6_BROADWELL_D:    /* BDX-DE */
5434                 return INTEL_FAM6_BROADWELL_X;
5435
5436         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:
5437         case INTEL_FAM6_SKYLAKE:
5438         case INTEL_FAM6_KABYLAKE_L:
5439         case INTEL_FAM6_KABYLAKE:
5440         case INTEL_FAM6_COMETLAKE_L:
5441         case INTEL_FAM6_COMETLAKE:
5442                 return INTEL_FAM6_SKYLAKE_L;
5443
5444         case INTEL_FAM6_ICELAKE_L:
5445         case INTEL_FAM6_ICELAKE_NNPI:
5446         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE_L:
5447         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE:
5448         case INTEL_FAM6_ROCKETLAKE:
5449         case INTEL_FAM6_LAKEFIELD:
5450         case INTEL_FAM6_ALDERLAKE:
5451         case INTEL_FAM6_ALDERLAKE_L:
5452         case INTEL_FAM6_ALDERLAKE_N:
5453         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE:
5454         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE_P:
5455         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE_S:
5456         case INTEL_FAM6_METEORLAKE:
5457         case INTEL_FAM6_METEORLAKE_L:
5458                 return INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L;
5459
5460         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_L:
5461                 return INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT;
5462
5463         case INTEL_FAM6_ICELAKE_D:
5464                 return INTEL_FAM6_ICELAKE_X;
5465         }
5466         return model;
5467 }
5468
5469 void print_dev_latency(void)
5470 {
5471         char *path = "/dev/cpu_dma_latency";
5472         int fd;
5473         int value;
5474         int retval;
5475
5476         fd = open(path, O_RDONLY);
5477         if (fd < 0) {
5478                 warnx("capget(CAP_SYS_ADMIN) failed, try \"# setcap cap_sys_admin=ep %s\"",
5479                       progname);
5480                 return;
5481         }
5482
5483         retval = read(fd, (void *)&value, sizeof(int));
5484         if (retval != sizeof(int)) {
5485                 warn("read failed %s", path);
5486                 close(fd);
5487                 return;
5488         }
5489         fprintf(outf, "/dev/cpu_dma_latency: %d usec (%s)\n", value, value == 2000000000 ? "default" : "constrained");
5490
5491         close(fd);
5492 }
5493
5494 /*
5495  * Linux-perf manages the HW instructions-retired counter
5496  * by enabling when requested, and hiding rollover
5497  */
5498 void linux_perf_init(void)
5499 {
5500         if (!BIC_IS_ENABLED(BIC_IPC))
5501                 return;
5502
5503         if (access("/proc/sys/kernel/perf_event_paranoid", F_OK))
5504                 return;
5505
5506         fd_instr_count_percpu = calloc(topo.max_cpu_num + 1, sizeof(int));
5507         if (fd_instr_count_percpu == NULL)
5508                 err(-1, "calloc fd_instr_count_percpu");
5509
5510         BIC_PRESENT(BIC_IPC);
5511 }
5512
5513 void process_cpuid()
5514 {
5515         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
5516         unsigned int fms, family, model, stepping, ecx_flags, edx_flags;
5517         unsigned long long ucode_patch = 0;
5518
5519         eax = ebx = ecx = edx = 0;
5520
5521         __cpuid(0, max_level, ebx, ecx, edx);
5522
5523         if (ebx == 0x756e6547 && ecx == 0x6c65746e && edx == 0x49656e69)
5524                 genuine_intel = 1;
5525         else if (ebx == 0x68747541 && ecx == 0x444d4163 && edx == 0x69746e65)
5526                 authentic_amd = 1;
5527         else if (ebx == 0x6f677948 && ecx == 0x656e6975 && edx == 0x6e65476e)
5528                 hygon_genuine = 1;
5529
5530         if (!quiet)
5531                 fprintf(outf, "CPUID(0): %.4s%.4s%.4s 0x%x CPUID levels\n",
5532                         (char *)&ebx, (char *)&edx, (char *)&ecx, max_level);
5533
5534         __cpuid(1, fms, ebx, ecx, edx);
5535         family = (fms >> 8) & 0xf;
5536         model = (fms >> 4) & 0xf;
5537         stepping = fms & 0xf;
5538         if (family == 0xf)
5539                 family += (fms >> 20) & 0xff;
5540         if (family >= 6)
5541                 model += ((fms >> 16) & 0xf) << 4;
5542         ecx_flags = ecx;
5543         edx_flags = edx;
5544
5545         if (get_msr(sched_getcpu(), MSR_IA32_UCODE_REV, &ucode_patch))
5546                 warnx("get_msr(UCODE)");
5547
5548         /*
5549          * check max extended function levels of CPUID.
5550          * This is needed to check for invariant TSC.
5551          * This check is valid for both Intel and AMD.
5552          */
5553         ebx = ecx = edx = 0;
5554         __cpuid(0x80000000, max_extended_level, ebx, ecx, edx);
5555
5556         if (!quiet) {
5557                 fprintf(outf, "CPUID(1): family:model:stepping 0x%x:%x:%x (%d:%d:%d) microcode 0x%x\n",
5558                         family, model, stepping, family, model, stepping,
5559                         (unsigned int)((ucode_patch >> 32) & 0xFFFFFFFF));
5560                 fprintf(outf, "CPUID(0x80000000): max_extended_levels: 0x%x\n", max_extended_level);
5561                 fprintf(outf, "CPUID(1): %s %s %s %s %s %s %s %s %s %s\n",
5562                         ecx_flags & (1 << 0) ? "SSE3" : "-",
5563                         ecx_flags & (1 << 3) ? "MONITOR" : "-",
5564                         ecx_flags & (1 << 6) ? "SMX" : "-",
5565                         ecx_flags & (1 << 7) ? "EIST" : "-",
5566                         ecx_flags & (1 << 8) ? "TM2" : "-",
5567                         edx_flags & (1 << 4) ? "TSC" : "-",
5568                         edx_flags & (1 << 5) ? "MSR" : "-",
5569                         edx_flags & (1 << 22) ? "ACPI-TM" : "-",
5570                         edx_flags & (1 << 28) ? "HT" : "-", edx_flags & (1 << 29) ? "TM" : "-");
5571         }
5572         if (genuine_intel) {
5573                 model_orig = model;
5574                 model = intel_model_duplicates(model);
5575         }
5576
5577         if (!(edx_flags & (1 << 5)))
5578                 errx(1, "CPUID: no MSR");
5579
5580         if (max_extended_level >= 0x80000007) {
5581
5582                 /*
5583                  * Non-Stop TSC is advertised by CPUID.EAX=0x80000007: EDX.bit8
5584                  * this check is valid for both Intel and AMD
5585                  */
5586                 __cpuid(0x80000007, eax, ebx, ecx, edx);
5587                 has_invariant_tsc = edx & (1 << 8);
5588         }
5589
5590         /*
5591          * APERF/MPERF is advertised by CPUID.EAX=0x6: ECX.bit0
5592          * this check is valid for both Intel and AMD
5593          */
5594
5595         __cpuid(0x6, eax, ebx, ecx, edx);
5596         has_aperf = ecx & (1 << 0);
5597         if (has_aperf) {
5598                 BIC_PRESENT(BIC_Avg_MHz);
5599                 BIC_PRESENT(BIC_Busy);
5600                 BIC_PRESENT(BIC_Bzy_MHz);
5601         }
5602         do_dts = eax & (1 << 0);
5603         if (do_dts)
5604                 BIC_PRESENT(BIC_CoreTmp);
5605         has_turbo = eax & (1 << 1);
5606         do_ptm = eax & (1 << 6);
5607         if (do_ptm)
5608                 BIC_PRESENT(BIC_PkgTmp);
5609         has_hwp = eax & (1 << 7);
5610         has_hwp_notify = eax & (1 << 8);
5611         has_hwp_activity_window = eax & (1 << 9);
5612         has_hwp_epp = eax & (1 << 10);
5613         has_hwp_pkg = eax & (1 << 11);
5614         has_epb = ecx & (1 << 3);
5615
5616         if (!quiet)
5617                 fprintf(outf, "CPUID(6): %sAPERF, %sTURBO, %sDTS, %sPTM, %sHWP, "
5618                         "%sHWPnotify, %sHWPwindow, %sHWPepp, %sHWPpkg, %sEPB\n",
5619                         has_aperf ? "" : "No-",
5620                         has_turbo ? "" : "No-",
5621                         do_dts ? "" : "No-",
5622                         do_ptm ? "" : "No-",
5623                         has_hwp ? "" : "No-",
5624                         has_hwp_notify ? "" : "No-",
5625                         has_hwp_activity_window ? "" : "No-",
5626                         has_hwp_epp ? "" : "No-", has_hwp_pkg ? "" : "No-", has_epb ? "" : "No-");
5627
5628         if (!quiet)
5629                 decode_misc_enable_msr();
5630
5631         if (max_level >= 0x7 && !quiet) {
5632                 int has_sgx;
5633
5634                 ecx = 0;
5635
5636                 __cpuid_count(0x7, 0, eax, ebx, ecx, edx);
5637
5638                 has_sgx = ebx & (1 << 2);
5639
5640                 is_hybrid = edx & (1 << 15);
5641
5642                 fprintf(outf, "CPUID(7): %sSGX %sHybrid\n", has_sgx ? "" : "No-", is_hybrid ? "" : "No-");
5643
5644                 if (has_sgx)
5645                         decode_feature_control_msr();
5646         }
5647
5648         if (max_level >= 0x15) {
5649                 unsigned int eax_crystal;
5650                 unsigned int ebx_tsc;
5651
5652                 /*
5653                  * CPUID 15H TSC/Crystal ratio, possibly Crystal Hz
5654                  */
5655                 eax_crystal = ebx_tsc = crystal_hz = edx = 0;
5656                 __cpuid(0x15, eax_crystal, ebx_tsc, crystal_hz, edx);
5657
5658                 if (ebx_tsc != 0) {
5659
5660                         if (!quiet && (ebx != 0))
5661                                 fprintf(outf, "CPUID(0x15): eax_crystal: %d ebx_tsc: %d ecx_crystal_hz: %d\n",
5662                                         eax_crystal, ebx_tsc, crystal_hz);
5663
5664                         if (crystal_hz == 0)
5665                                 switch (model) {
5666                                 case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5667                                         crystal_hz = 24000000;  /* 24.0 MHz */
5668                                         break;
5669                                 case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
5670                                         crystal_hz = 25000000;  /* 25.0 MHz */
5671                                         break;
5672                                 case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
5673                                 case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
5674                                         crystal_hz = 19200000;  /* 19.2 MHz */
5675                                         break;
5676                                 default:
5677                                         crystal_hz = 0;
5678                                 }
5679
5680                         if (crystal_hz) {
5681                                 tsc_hz = (unsigned long long)crystal_hz *ebx_tsc / eax_crystal;
5682                                 if (!quiet)
5683                                         fprintf(outf, "TSC: %lld MHz (%d Hz * %d / %d / 1000000)\n",
5684                                                 tsc_hz / 1000000, crystal_hz, ebx_tsc, eax_crystal);
5685                         }
5686                 }
5687         }
5688         if (max_level >= 0x16) {
5689                 unsigned int base_mhz, max_mhz, bus_mhz, edx;
5690
5691                 /*
5692                  * CPUID 16H Base MHz, Max MHz, Bus MHz
5693                  */
5694                 base_mhz = max_mhz = bus_mhz = edx = 0;
5695
5696                 __cpuid(0x16, base_mhz, max_mhz, bus_mhz, edx);
5697                 if (!quiet)
5698                         fprintf(outf, "CPUID(0x16): base_mhz: %d max_mhz: %d bus_mhz: %d\n",
5699                                 base_mhz, max_mhz, bus_mhz);
5700         }
5701
5702         if (has_aperf)
5703                 aperf_mperf_multiplier = get_aperf_mperf_multiplier(family, model);
5704
5705         BIC_PRESENT(BIC_IRQ);
5706         BIC_PRESENT(BIC_TSC_MHz);
5707
5708         if (probe_nhm_msrs(family, model)) {
5709                 do_nhm_platform_info = 1;
5710                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_c1);
5711                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_c3);
5712                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_c6);
5713                 BIC_PRESENT(BIC_SMI);
5714         }
5715         do_snb_cstates = has_snb_msrs(family, model);
5716
5717         if (do_snb_cstates)
5718                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_c7);
5719
5720         do_irtl_snb = has_snb_msrs(family, model);
5721         if (do_snb_cstates && (pkg_cstate_limit >= PCL__2))
5722                 BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc2);
5723         if (pkg_cstate_limit >= PCL__3)
5724                 BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc3);
5725         if (pkg_cstate_limit >= PCL__6)
5726                 BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc6);
5727         if (do_snb_cstates && (pkg_cstate_limit >= PCL__7))
5728                 BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5729         if (has_slv_msrs(family, model)) {
5730                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc2);
5731                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc3);
5732                 BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc6);
5733                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5734                 BIC_PRESENT(BIC_Mod_c6);
5735                 use_c1_residency_msr = 1;
5736         }
5737         if (is_jvl(family, model)) {
5738                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c3);
5739                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c7);
5740                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc2);
5741                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc3);
5742                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc6);
5743                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5744         }
5745         if (is_dnv(family, model)) {
5746                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_c1);
5747                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c3);
5748                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc3);
5749                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c7);
5750                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5751                 use_c1_residency_msr = 1;
5752         }
5753         if (is_skx(family, model) || is_icx(family, model) || is_spr(family, model)) {
5754                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c3);
5755                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc3);
5756                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c7);
5757                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5758         }
5759         if (is_bdx(family, model)) {
5760                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c7);
5761                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_Pkgpc7);
5762         }
5763         if (has_c8910_msrs(family, model)) {
5764                 if (pkg_cstate_limit >= PCL__8)
5765                         BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc8);
5766                 if (pkg_cstate_limit >= PCL__9)
5767                         BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc9);
5768                 if (pkg_cstate_limit >= PCL_10)
5769                         BIC_PRESENT(BIC_Pkgpc10);
5770         }
5771         do_irtl_hsw = has_c8910_msrs(family, model);
5772         if (has_skl_msrs(family, model)) {
5773                 BIC_PRESENT(BIC_Totl_c0);
5774                 BIC_PRESENT(BIC_Any_c0);
5775                 BIC_PRESENT(BIC_GFX_c0);
5776                 BIC_PRESENT(BIC_CPUGFX);
5777         }
5778         do_slm_cstates = is_slm(family, model);
5779         do_knl_cstates = is_knl(family, model);
5780
5781         if (do_slm_cstates || do_knl_cstates || is_cnl(family, model) || is_ehl(family, model))
5782                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_c3);
5783
5784         if (!quiet)
5785                 decode_misc_pwr_mgmt_msr();
5786
5787         if (!quiet && has_slv_msrs(family, model))
5788                 decode_c6_demotion_policy_msr();
5789
5790         rapl_probe(family, model);
5791         perf_limit_reasons_probe(family, model);
5792         automatic_cstate_conversion_probe(family, model);
5793
5794         check_tcc_offset(model_orig);
5795
5796         if (!quiet)
5797                 dump_cstate_pstate_config_info(family, model);
5798         intel_uncore_frequency_probe();
5799
5800         if (!quiet)
5801                 print_dev_latency();
5802         if (!quiet)
5803                 dump_sysfs_cstate_config();
5804         if (!quiet)
5805                 dump_sysfs_pstate_config();
5806
5807         if (has_skl_msrs(family, model) || is_ehl(family, model))
5808                 calculate_tsc_tweak();
5809
5810         if (!access("/sys/class/drm/card0/power/rc6_residency_ms", R_OK))
5811                 BIC_PRESENT(BIC_GFX_rc6);
5812
5813         if (!access("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_cur_freq_mhz", R_OK))
5814                 BIC_PRESENT(BIC_GFXMHz);
5815
5816         if (!access("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_act_freq_mhz", R_OK))
5817                 BIC_PRESENT(BIC_GFXACTMHz);
5818
5819         if (!access("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_cpu_residency_us", R_OK))
5820                 BIC_PRESENT(BIC_CPU_LPI);
5821         else
5822                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_LPI);
5823
5824         if (!access("/sys/devices/system/cpu/cpu0/thermal_throttle/core_throttle_count", R_OK))
5825                 BIC_PRESENT(BIC_CORE_THROT_CNT);
5826         else
5827                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CORE_THROT_CNT);
5828
5829         if (!access(sys_lpi_file_sysfs, R_OK)) {
5830                 sys_lpi_file = sys_lpi_file_sysfs;
5831                 BIC_PRESENT(BIC_SYS_LPI);
5832         } else if (!access(sys_lpi_file_debugfs, R_OK)) {
5833                 sys_lpi_file = sys_lpi_file_debugfs;
5834                 BIC_PRESENT(BIC_SYS_LPI);
5835         } else {
5836                 sys_lpi_file_sysfs = NULL;
5837                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_SYS_LPI);
5838         }
5839
5840         if (!quiet)
5841                 decode_misc_feature_control();
5842
5843         return;
5844 }
5845
5846 /*
5847  * in /dev/cpu/ return success for names that are numbers
5848  * ie. filter out ".", "..", "microcode".
5849  */
5850 int dir_filter(const struct dirent *dirp)
5851 {
5852         if (isdigit(dirp->d_name[0]))
5853                 return 1;
5854         else
5855                 return 0;
5856 }
5857
5858 void topology_probe()
5859 {
5860         int i;
5861         int max_core_id = 0;
5862         int max_package_id = 0;
5863         int max_die_id = 0;
5864         int max_siblings = 0;
5865
5866         /* Initialize num_cpus, max_cpu_num */
5867         set_max_cpu_num();
5868         topo.num_cpus = 0;
5869         for_all_proc_cpus(count_cpus);
5870         if (!summary_only && topo.num_cpus > 1)
5871                 BIC_PRESENT(BIC_CPU);
5872
5873         if (debug > 1)
5874                 fprintf(outf, "num_cpus %d max_cpu_num %d\n", topo.num_cpus, topo.max_cpu_num);
5875
5876         cpus = calloc(1, (topo.max_cpu_num + 1) * sizeof(struct cpu_topology));
5877         if (cpus == NULL)
5878                 err(1, "calloc cpus");
5879
5880         /*
5881          * Allocate and initialize cpu_present_set
5882          */
5883         cpu_present_set = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
5884         if (cpu_present_set == NULL)
5885                 err(3, "CPU_ALLOC");
5886         cpu_present_setsize = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
5887         CPU_ZERO_S(cpu_present_setsize, cpu_present_set);
5888         for_all_proc_cpus(mark_cpu_present);
5889
5890         /*
5891          * Validate that all cpus in cpu_subset are also in cpu_present_set
5892          */
5893         for (i = 0; i < CPU_SUBSET_MAXCPUS; ++i) {
5894                 if (CPU_ISSET_S(i, cpu_subset_size, cpu_subset))
5895                         if (!CPU_ISSET_S(i, cpu_present_setsize, cpu_present_set))
5896                                 err(1, "cpu%d not present", i);
5897         }
5898
5899         /*
5900          * Allocate and initialize cpu_affinity_set
5901          */
5902         cpu_affinity_set = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
5903         if (cpu_affinity_set == NULL)
5904                 err(3, "CPU_ALLOC");
5905         cpu_affinity_setsize = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
5906         CPU_ZERO_S(cpu_affinity_setsize, cpu_affinity_set);
5907
5908         for_all_proc_cpus(init_thread_id);
5909
5910         /*
5911          * For online cpus
5912          * find max_core_id, max_package_id
5913          */
5914         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; ++i) {
5915                 int siblings;
5916
5917                 if (cpu_is_not_present(i)) {
5918                         if (debug > 1)
5919                                 fprintf(outf, "cpu%d NOT PRESENT\n", i);
5920                         continue;
5921                 }
5922
5923                 cpus[i].logical_cpu_id = i;
5924
5925                 /* get package information */
5926                 cpus[i].physical_package_id = get_physical_package_id(i);
5927                 if (cpus[i].physical_package_id > max_package_id)
5928                         max_package_id = cpus[i].physical_package_id;
5929
5930                 /* get die information */
5931                 cpus[i].die_id = get_die_id(i);
5932                 if (cpus[i].die_id > max_die_id)
5933                         max_die_id = cpus[i].die_id;
5934
5935                 /* get numa node information */
5936                 cpus[i].physical_node_id = get_physical_node_id(&cpus[i]);
5937                 if (cpus[i].physical_node_id > topo.max_node_num)
5938                         topo.max_node_num = cpus[i].physical_node_id;
5939
5940                 /* get core information */
5941                 cpus[i].physical_core_id = get_core_id(i);
5942                 if (cpus[i].physical_core_id > max_core_id)
5943                         max_core_id = cpus[i].physical_core_id;
5944
5945                 /* get thread information */
5946                 siblings = get_thread_siblings(&cpus[i]);
5947                 if (siblings > max_siblings)
5948                         max_siblings = siblings;
5949                 if (cpus[i].thread_id == 0)
5950                         topo.num_cores++;
5951         }
5952
5953         topo.cores_per_node = max_core_id + 1;
5954         if (debug > 1)
5955                 fprintf(outf, "max_core_id %d, sizing for %d cores per package\n", max_core_id, topo.cores_per_node);
5956         if (!summary_only && topo.cores_per_node > 1)
5957                 BIC_PRESENT(BIC_Core);
5958
5959         topo.num_die = max_die_id + 1;
5960         if (debug > 1)
5961                 fprintf(outf, "max_die_id %d, sizing for %d die\n", max_die_id, topo.num_die);
5962         if (!summary_only && topo.num_die > 1)
5963                 BIC_PRESENT(BIC_Die);
5964
5965         topo.num_packages = max_package_id + 1;
5966         if (debug > 1)
5967                 fprintf(outf, "max_package_id %d, sizing for %d packages\n", max_package_id, topo.num_packages);
5968         if (!summary_only && topo.num_packages > 1)
5969                 BIC_PRESENT(BIC_Package);
5970
5971         set_node_data();
5972         if (debug > 1)
5973                 fprintf(outf, "nodes_per_pkg %d\n", topo.nodes_per_pkg);
5974         if (!summary_only && topo.nodes_per_pkg > 1)
5975                 BIC_PRESENT(BIC_Node);
5976
5977         topo.threads_per_core = max_siblings;
5978         if (debug > 1)
5979                 fprintf(outf, "max_siblings %d\n", max_siblings);
5980
5981         if (debug < 1)
5982                 return;
5983
5984         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; ++i) {
5985                 if (cpu_is_not_present(i))
5986                         continue;
5987                 fprintf(outf,
5988                         "cpu %d pkg %d die %d node %d lnode %d core %d thread %d\n",
5989                         i, cpus[i].physical_package_id, cpus[i].die_id,
5990                         cpus[i].physical_node_id, cpus[i].logical_node_id, cpus[i].physical_core_id, cpus[i].thread_id);
5991         }
5992
5993 }
5994
5995 void allocate_counters(struct thread_data **t, struct core_data **c, struct pkg_data **p)
5996 {
5997         int i;
5998         int num_cores = topo.cores_per_node * topo.nodes_per_pkg * topo.num_packages;
5999         int num_threads = topo.threads_per_core * num_cores;
6000
6001         *t = calloc(num_threads, sizeof(struct thread_data));
6002         if (*t == NULL)
6003                 goto error;
6004
6005         for (i = 0; i < num_threads; i++)
6006                 (*t)[i].cpu_id = -1;
6007
6008         *c = calloc(num_cores, sizeof(struct core_data));
6009         if (*c == NULL)
6010                 goto error;
6011
6012         for (i = 0; i < num_cores; i++)
6013                 (*c)[i].core_id = -1;
6014
6015         *p = calloc(topo.num_packages, sizeof(struct pkg_data));
6016         if (*p == NULL)
6017                 goto error;
6018
6019         for (i = 0; i < topo.num_packages; i++)
6020                 (*p)[i].package_id = i;
6021
6022         return;
6023 error:
6024         err(1, "calloc counters");
6025 }
6026
6027 /*
6028  * init_counter()
6029  *
6030  * set FIRST_THREAD_IN_CORE and FIRST_CORE_IN_PACKAGE
6031  */
6032 void init_counter(struct thread_data *thread_base, struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base, int cpu_id)
6033 {
6034         int pkg_id = cpus[cpu_id].physical_package_id;
6035         int node_id = cpus[cpu_id].logical_node_id;
6036         int core_id = cpus[cpu_id].physical_core_id;
6037         int thread_id = cpus[cpu_id].thread_id;
6038         struct thread_data *t;
6039         struct core_data *c;
6040         struct pkg_data *p;
6041
6042         /* Workaround for systems where physical_node_id==-1
6043          * and logical_node_id==(-1 - topo.num_cpus)
6044          */
6045         if (node_id < 0)
6046                 node_id = 0;
6047
6048         t = GET_THREAD(thread_base, thread_id, core_id, node_id, pkg_id);
6049         c = GET_CORE(core_base, core_id, node_id, pkg_id);
6050         p = GET_PKG(pkg_base, pkg_id);
6051
6052         t->cpu_id = cpu_id;
6053         if (thread_id == 0) {
6054                 t->flags |= CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE;
6055                 if (cpu_is_first_core_in_package(cpu_id))
6056                         t->flags |= CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE;
6057         }
6058
6059         c->core_id = core_id;
6060         p->package_id = pkg_id;
6061 }
6062
6063 int initialize_counters(int cpu_id)
6064 {
6065         init_counter(EVEN_COUNTERS, cpu_id);
6066         init_counter(ODD_COUNTERS, cpu_id);
6067         return 0;
6068 }
6069
6070 void allocate_output_buffer()
6071 {
6072         output_buffer = calloc(1, (1 + topo.num_cpus) * 2048);
6073         outp = output_buffer;
6074         if (outp == NULL)
6075                 err(-1, "calloc output buffer");
6076 }
6077
6078 void allocate_fd_percpu(void)
6079 {
6080         fd_percpu = calloc(topo.max_cpu_num + 1, sizeof(int));
6081         if (fd_percpu == NULL)
6082                 err(-1, "calloc fd_percpu");
6083 }
6084
6085 void allocate_irq_buffers(void)
6086 {
6087         irq_column_2_cpu = calloc(topo.num_cpus, sizeof(int));
6088         if (irq_column_2_cpu == NULL)
6089                 err(-1, "calloc %d", topo.num_cpus);
6090
6091         irqs_per_cpu = calloc(topo.max_cpu_num + 1, sizeof(int));
6092         if (irqs_per_cpu == NULL)
6093                 err(-1, "calloc %d", topo.max_cpu_num + 1);
6094 }
6095
6096 void setup_all_buffers(void)
6097 {
6098         topology_probe();
6099         allocate_irq_buffers();
6100         allocate_fd_percpu();
6101         allocate_counters(&thread_even, &core_even, &package_even);
6102         allocate_counters(&thread_odd, &core_odd, &package_odd);
6103         allocate_output_buffer();
6104         for_all_proc_cpus(initialize_counters);
6105 }
6106
6107 void set_base_cpu(void)
6108 {
6109         base_cpu = sched_getcpu();
6110         if (base_cpu < 0)
6111                 err(-ENODEV, "No valid cpus found");
6112
6113         if (debug > 1)
6114                 fprintf(outf, "base_cpu = %d\n", base_cpu);
6115 }
6116
6117 void turbostat_init()
6118 {
6119         setup_all_buffers();
6120         set_base_cpu();
6121         check_dev_msr();
6122         check_permissions();
6123         process_cpuid();
6124         linux_perf_init();
6125
6126         if (!quiet)
6127                 for_all_cpus(print_hwp, ODD_COUNTERS);
6128
6129         if (!quiet)
6130                 for_all_cpus(print_epb, ODD_COUNTERS);
6131
6132         if (!quiet)
6133                 for_all_cpus(print_perf_limit, ODD_COUNTERS);
6134
6135         if (!quiet)
6136                 for_all_cpus(print_rapl, ODD_COUNTERS);
6137
6138         for_all_cpus(set_temperature_target, ODD_COUNTERS);
6139
6140         for_all_cpus(get_cpu_type, ODD_COUNTERS);
6141         for_all_cpus(get_cpu_type, EVEN_COUNTERS);
6142
6143         if (!quiet)
6144                 for_all_cpus(print_thermal, ODD_COUNTERS);
6145
6146         if (!quiet && do_irtl_snb)
6147                 print_irtl();
6148
6149         if (DO_BIC(BIC_IPC))
6150                 (void)get_instr_count_fd(base_cpu);
6151 }
6152
6153 int fork_it(char **argv)
6154 {
6155         pid_t child_pid;
6156         int status;
6157
6158         snapshot_proc_sysfs_files();
6159         status = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
6160         first_counter_read = 0;
6161         if (status)
6162                 exit(status);
6163         /* clear affinity side-effect of get_counters() */
6164         sched_setaffinity(0, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
6165         gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
6166
6167         child_pid = fork();
6168         if (!child_pid) {
6169                 /* child */
6170                 execvp(argv[0], argv);
6171                 err(errno, "exec %s", argv[0]);
6172         } else {
6173
6174                 /* parent */
6175                 if (child_pid == -1)
6176                         err(1, "fork");
6177
6178                 signal(SIGINT, SIG_IGN);
6179                 signal(SIGQUIT, SIG_IGN);
6180                 if (waitpid(child_pid, &status, 0) == -1)
6181                         err(status, "waitpid");
6182
6183                 if (WIFEXITED(status))
6184                         status = WEXITSTATUS(status);
6185         }
6186         /*
6187          * n.b. fork_it() does not check for errors from for_all_cpus()
6188          * because re-starting is problematic when forking
6189          */
6190         snapshot_proc_sysfs_files();
6191         for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
6192         gettimeofday(&tv_odd, (struct timezone *)NULL);
6193         timersub(&tv_odd, &tv_even, &tv_delta);
6194         if (for_all_cpus_2(delta_cpu, ODD_COUNTERS, EVEN_COUNTERS))
6195                 fprintf(outf, "%s: Counter reset detected\n", progname);
6196         else {
6197                 compute_average(EVEN_COUNTERS);
6198                 format_all_counters(EVEN_COUNTERS);
6199         }
6200
6201         fprintf(outf, "%.6f sec\n", tv_delta.tv_sec + tv_delta.tv_usec / 1000000.0);
6202
6203         flush_output_stderr();
6204
6205         return status;
6206 }
6207
6208 int get_and_dump_counters(void)
6209 {
6210         int status;
6211
6212         snapshot_proc_sysfs_files();
6213         status = for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
6214         if (status)
6215                 return status;
6216
6217         status = for_all_cpus(dump_counters, ODD_COUNTERS);
6218         if (status)
6219                 return status;
6220
6221         flush_output_stdout();
6222
6223         return status;
6224 }
6225
6226 void print_version()
6227 {
6228         fprintf(outf, "turbostat version 2022.10.04 - Len Brown <lenb@kernel.org>\n");
6229 }
6230
6231 #define COMMAND_LINE_SIZE 2048
6232
6233 void print_bootcmd(void)
6234 {
6235         char bootcmd[COMMAND_LINE_SIZE];
6236         FILE *fp;
6237         int ret;
6238
6239         memset(bootcmd, 0, COMMAND_LINE_SIZE);
6240         fp = fopen("/proc/cmdline", "r");
6241         if (!fp)
6242                 return;
6243
6244         ret = fread(bootcmd, sizeof(char), COMMAND_LINE_SIZE - 1, fp);
6245         if (ret) {
6246                 bootcmd[ret] = '\0';
6247                 /* the last character is already '\n' */
6248                 fprintf(outf, "Kernel command line: %s", bootcmd);
6249         }
6250
6251         fclose(fp);
6252 }
6253
6254 int add_counter(unsigned int msr_num, char *path, char *name,
6255                 unsigned int width, enum counter_scope scope,
6256                 enum counter_type type, enum counter_format format, int flags)
6257 {
6258         struct msr_counter *msrp;
6259
6260         msrp = calloc(1, sizeof(struct msr_counter));
6261         if (msrp == NULL) {
6262                 perror("calloc");
6263                 exit(1);
6264         }
6265
6266         msrp->msr_num = msr_num;
6267         strncpy(msrp->name, name, NAME_BYTES - 1);
6268         if (path)
6269                 strncpy(msrp->path, path, PATH_BYTES - 1);
6270         msrp->width = width;
6271         msrp->type = type;
6272         msrp->format = format;
6273         msrp->flags = flags;
6274
6275         switch (scope) {
6276
6277         case SCOPE_CPU:
6278                 msrp->next = sys.tp;
6279                 sys.tp = msrp;
6280                 sys.added_thread_counters++;
6281                 if (sys.added_thread_counters > MAX_ADDED_THREAD_COUNTERS) {
6282                         fprintf(stderr, "exceeded max %d added thread counters\n", MAX_ADDED_COUNTERS);
6283                         exit(-1);
6284                 }
6285                 break;
6286
6287         case SCOPE_CORE:
6288                 msrp->next = sys.cp;
6289                 sys.cp = msrp;
6290                 sys.added_core_counters++;
6291                 if (sys.added_core_counters > MAX_ADDED_COUNTERS) {
6292                         fprintf(stderr, "exceeded max %d added core counters\n", MAX_ADDED_COUNTERS);
6293                         exit(-1);
6294                 }
6295                 break;
6296
6297         case SCOPE_PACKAGE:
6298                 msrp->next = sys.pp;
6299                 sys.pp = msrp;
6300                 sys.added_package_counters++;
6301                 if (sys.added_package_counters > MAX_ADDED_COUNTERS) {
6302                         fprintf(stderr, "exceeded max %d added package counters\n", MAX_ADDED_COUNTERS);
6303                         exit(-1);
6304                 }
6305                 break;
6306         }
6307
6308         return 0;
6309 }
6310
6311 void parse_add_command(char *add_command)
6312 {
6313         int msr_num = 0;
6314         char *path = NULL;
6315         char name_buffer[NAME_BYTES] = "";
6316         int width = 64;
6317         int fail = 0;
6318         enum counter_scope scope = SCOPE_CPU;
6319         enum counter_type type = COUNTER_CYCLES;
6320         enum counter_format format = FORMAT_DELTA;
6321
6322         while (add_command) {
6323
6324                 if (sscanf(add_command, "msr0x%x", &msr_num) == 1)
6325                         goto next;
6326
6327                 if (sscanf(add_command, "msr%d", &msr_num) == 1)
6328                         goto next;
6329
6330                 if (*add_command == '/') {
6331                         path = add_command;
6332                         goto next;
6333                 }
6334
6335                 if (sscanf(add_command, "u%d", &width) == 1) {
6336                         if ((width == 32) || (width == 64))
6337                                 goto next;
6338                         width = 64;
6339                 }
6340                 if (!strncmp(add_command, "cpu", strlen("cpu"))) {
6341                         scope = SCOPE_CPU;
6342                         goto next;
6343                 }
6344                 if (!strncmp(add_command, "core", strlen("core"))) {
6345                         scope = SCOPE_CORE;
6346                         goto next;
6347                 }
6348                 if (!strncmp(add_command, "package", strlen("package"))) {
6349                         scope = SCOPE_PACKAGE;
6350                         goto next;
6351                 }
6352                 if (!strncmp(add_command, "cycles", strlen("cycles"))) {
6353                         type = COUNTER_CYCLES;
6354                         goto next;
6355                 }
6356                 if (!strncmp(add_command, "seconds", strlen("seconds"))) {
6357                         type = COUNTER_SECONDS;
6358                         goto next;
6359                 }
6360                 if (!strncmp(add_command, "usec", strlen("usec"))) {
6361                         type = COUNTER_USEC;
6362                         goto next;
6363                 }
6364                 if (!strncmp(add_command, "raw", strlen("raw"))) {
6365                         format = FORMAT_RAW;
6366                         goto next;
6367                 }
6368                 if (!strncmp(add_command, "delta", strlen("delta"))) {
6369                         format = FORMAT_DELTA;
6370                         goto next;
6371                 }
6372                 if (!strncmp(add_command, "percent", strlen("percent"))) {
6373                         format = FORMAT_PERCENT;
6374                         goto next;
6375                 }
6376
6377                 if (sscanf(add_command, "%18s,%*s", name_buffer) == 1) {        /* 18 < NAME_BYTES */
6378                         char *eos;
6379
6380                         eos = strchr(name_buffer, ',');
6381                         if (eos)
6382                                 *eos = '\0';
6383                         goto next;
6384                 }
6385
6386 next:
6387                 add_command = strchr(add_command, ',');
6388                 if (add_command) {
6389                         *add_command = '\0';
6390                         add_command++;
6391                 }
6392
6393         }
6394         if ((msr_num == 0) && (path == NULL)) {
6395                 fprintf(stderr, "--add: (msrDDD | msr0xXXX | /path_to_counter ) required\n");
6396                 fail++;
6397         }
6398
6399         /* generate default column header */
6400         if (*name_buffer == '\0') {
6401                 if (width == 32)
6402                         sprintf(name_buffer, "M0x%x%s", msr_num, format == FORMAT_PERCENT ? "%" : "");
6403                 else
6404                         sprintf(name_buffer, "M0X%x%s", msr_num, format == FORMAT_PERCENT ? "%" : "");
6405         }
6406
6407         if (add_counter(msr_num, path, name_buffer, width, scope, type, format, 0))
6408                 fail++;
6409
6410         if (fail) {
6411                 help();
6412                 exit(1);
6413         }
6414 }
6415
6416 int is_deferred_add(char *name)
6417 {
6418         int i;
6419
6420         for (i = 0; i < deferred_add_index; ++i)
6421                 if (!strcmp(name, deferred_add_names[i]))
6422                         return 1;
6423         return 0;
6424 }
6425
6426 int is_deferred_skip(char *name)
6427 {
6428         int i;
6429
6430         for (i = 0; i < deferred_skip_index; ++i)
6431                 if (!strcmp(name, deferred_skip_names[i]))
6432                         return 1;
6433         return 0;
6434 }
6435
6436 void probe_sysfs(void)
6437 {
6438         char path[64];
6439         char name_buf[16];
6440         FILE *input;
6441         int state;
6442         char *sp;
6443
6444         for (state = 10; state >= 0; --state) {
6445
6446                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/name", base_cpu, state);
6447                 input = fopen(path, "r");
6448                 if (input == NULL)
6449                         continue;
6450                 if (!fgets(name_buf, sizeof(name_buf), input))
6451                         err(1, "%s: failed to read file", path);
6452
6453                 /* truncate "C1-HSW\n" to "C1", or truncate "C1\n" to "C1" */
6454                 sp = strchr(name_buf, '-');
6455                 if (!sp)
6456                         sp = strchrnul(name_buf, '\n');
6457                 *sp = '%';
6458                 *(sp + 1) = '\0';
6459
6460                 remove_underbar(name_buf);
6461
6462                 fclose(input);
6463
6464                 sprintf(path, "cpuidle/state%d/time", state);
6465
6466                 if (!DO_BIC(BIC_sysfs) && !is_deferred_add(name_buf))
6467                         continue;
6468
6469                 if (is_deferred_skip(name_buf))
6470                         continue;
6471
6472                 add_counter(0, path, name_buf, 64, SCOPE_CPU, COUNTER_USEC, FORMAT_PERCENT, SYSFS_PERCPU);
6473         }
6474
6475         for (state = 10; state >= 0; --state) {
6476
6477                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/name", base_cpu, state);
6478                 input = fopen(path, "r");
6479                 if (input == NULL)
6480                         continue;
6481                 if (!fgets(name_buf, sizeof(name_buf), input))
6482                         err(1, "%s: failed to read file", path);
6483                 /* truncate "C1-HSW\n" to "C1", or truncate "C1\n" to "C1" */
6484                 sp = strchr(name_buf, '-');
6485                 if (!sp)
6486                         sp = strchrnul(name_buf, '\n');
6487                 *sp = '\0';
6488                 fclose(input);
6489
6490                 remove_underbar(name_buf);
6491
6492                 sprintf(path, "cpuidle/state%d/usage", state);
6493
6494                 if (!DO_BIC(BIC_sysfs) && !is_deferred_add(name_buf))
6495                         continue;
6496
6497                 if (is_deferred_skip(name_buf))
6498                         continue;
6499
6500                 add_counter(0, path, name_buf, 64, SCOPE_CPU, COUNTER_ITEMS, FORMAT_DELTA, SYSFS_PERCPU);
6501         }
6502
6503 }
6504
6505 /*
6506  * parse cpuset with following syntax
6507  * 1,2,4..6,8-10 and set bits in cpu_subset
6508  */
6509 void parse_cpu_command(char *optarg)
6510 {
6511         unsigned int start, end;
6512         char *next;
6513
6514         if (!strcmp(optarg, "core")) {
6515                 if (cpu_subset)
6516                         goto error;
6517                 show_core_only++;
6518                 return;
6519         }
6520         if (!strcmp(optarg, "package")) {
6521                 if (cpu_subset)
6522                         goto error;
6523                 show_pkg_only++;
6524                 return;
6525         }
6526         if (show_core_only || show_pkg_only)
6527                 goto error;
6528
6529         cpu_subset = CPU_ALLOC(CPU_SUBSET_MAXCPUS);
6530         if (cpu_subset == NULL)
6531                 err(3, "CPU_ALLOC");
6532         cpu_subset_size = CPU_ALLOC_SIZE(CPU_SUBSET_MAXCPUS);
6533
6534         CPU_ZERO_S(cpu_subset_size, cpu_subset);
6535
6536         next = optarg;
6537
6538         while (next && *next) {
6539
6540                 if (*next == '-')       /* no negative cpu numbers */
6541                         goto error;
6542
6543                 start = strtoul(next, &next, 10);
6544
6545                 if (start >= CPU_SUBSET_MAXCPUS)
6546                         goto error;
6547                 CPU_SET_S(start, cpu_subset_size, cpu_subset);
6548
6549                 if (*next == '\0')
6550                         break;
6551
6552                 if (*next == ',') {
6553                         next += 1;
6554                         continue;
6555                 }
6556
6557                 if (*next == '-') {
6558                         next += 1;      /* start range */
6559                 } else if (*next == '.') {
6560                         next += 1;
6561                         if (*next == '.')
6562                                 next += 1;      /* start range */
6563                         else
6564                                 goto error;
6565                 }
6566
6567                 end = strtoul(next, &next, 10);
6568                 if (end <= start)
6569                         goto error;
6570
6571                 while (++start <= end) {
6572                         if (start >= CPU_SUBSET_MAXCPUS)
6573                                 goto error;
6574                         CPU_SET_S(start, cpu_subset_size, cpu_subset);
6575                 }
6576
6577                 if (*next == ',')
6578                         next += 1;
6579                 else if (*next != '\0')
6580                         goto error;
6581         }
6582
6583         return;
6584
6585 error:
6586         fprintf(stderr, "\"--cpu %s\" malformed\n", optarg);
6587         help();
6588         exit(-1);
6589 }
6590
6591 void cmdline(int argc, char **argv)
6592 {
6593         int opt;
6594         int option_index = 0;
6595         static struct option long_options[] = {
6596                 { "add", required_argument, 0, 'a' },
6597                 { "cpu", required_argument, 0, 'c' },
6598                 { "Dump", no_argument, 0, 'D' },
6599                 { "debug", no_argument, 0, 'd' },       /* internal, not documented */
6600                 { "enable", required_argument, 0, 'e' },
6601                 { "interval", required_argument, 0, 'i' },
6602                 { "IPC", no_argument, 0, 'I' },
6603                 { "num_iterations", required_argument, 0, 'n' },
6604                 { "header_iterations", required_argument, 0, 'N' },
6605                 { "help", no_argument, 0, 'h' },
6606                 { "hide", required_argument, 0, 'H' },  // meh, -h taken by --help
6607                 { "Joules", no_argument, 0, 'J' },
6608                 { "list", no_argument, 0, 'l' },
6609                 { "out", required_argument, 0, 'o' },
6610                 { "quiet", no_argument, 0, 'q' },
6611                 { "show", required_argument, 0, 's' },
6612                 { "Summary", no_argument, 0, 'S' },
6613                 { "TCC", required_argument, 0, 'T' },
6614                 { "version", no_argument, 0, 'v' },
6615                 { 0, 0, 0, 0 }
6616         };
6617
6618         progname = argv[0];
6619
6620         while ((opt = getopt_long_only(argc, argv, "+C:c:Dde:hi:Jn:o:qST:v", long_options, &option_index)) != -1) {
6621                 switch (opt) {
6622                 case 'a':
6623                         parse_add_command(optarg);
6624                         break;
6625                 case 'c':
6626                         parse_cpu_command(optarg);
6627                         break;
6628                 case 'D':
6629                         dump_only++;
6630                         break;
6631                 case 'e':
6632                         /* --enable specified counter */
6633                         bic_enabled = bic_enabled | bic_lookup(optarg, SHOW_LIST);
6634                         break;
6635                 case 'd':
6636                         debug++;
6637                         ENABLE_BIC(BIC_DISABLED_BY_DEFAULT);
6638                         break;
6639                 case 'H':
6640                         /*
6641                          * --hide: do not show those specified
6642                          *  multiple invocations simply clear more bits in enabled mask
6643                          */
6644                         bic_enabled &= ~bic_lookup(optarg, HIDE_LIST);
6645                         break;
6646                 case 'h':
6647                 default:
6648                         help();
6649                         exit(1);
6650                 case 'i':
6651                         {
6652                                 double interval = strtod(optarg, NULL);
6653
6654                                 if (interval < 0.001) {
6655                                         fprintf(outf, "interval %f seconds is too small\n", interval);
6656                                         exit(2);
6657                                 }
6658
6659                                 interval_tv.tv_sec = interval_ts.tv_sec = interval;
6660                                 interval_tv.tv_usec = (interval - interval_tv.tv_sec) * 1000000;
6661                                 interval_ts.tv_nsec = (interval - interval_ts.tv_sec) * 1000000000;
6662                         }
6663                         break;
6664                 case 'J':
6665                         rapl_joules++;
6666                         break;
6667                 case 'l':
6668                         ENABLE_BIC(BIC_DISABLED_BY_DEFAULT);
6669                         list_header_only++;
6670                         quiet++;
6671                         break;
6672                 case 'o':
6673                         outf = fopen_or_die(optarg, "w");
6674                         break;
6675                 case 'q':
6676                         quiet = 1;
6677                         break;
6678                 case 'n':
6679                         num_iterations = strtod(optarg, NULL);
6680
6681                         if (num_iterations <= 0) {
6682                                 fprintf(outf, "iterations %d should be positive number\n", num_iterations);
6683                                 exit(2);
6684                         }
6685                         break;
6686                 case 'N':
6687                         header_iterations = strtod(optarg, NULL);
6688
6689                         if (header_iterations <= 0) {
6690                                 fprintf(outf, "iterations %d should be positive number\n", header_iterations);
6691                                 exit(2);
6692                         }
6693                         break;
6694                 case 's':
6695                         /*
6696                          * --show: show only those specified
6697                          *  The 1st invocation will clear and replace the enabled mask
6698                          *  subsequent invocations can add to it.
6699                          */
6700                         if (shown == 0)
6701                                 bic_enabled = bic_lookup(optarg, SHOW_LIST);
6702                         else
6703                                 bic_enabled |= bic_lookup(optarg, SHOW_LIST);
6704                         shown = 1;
6705                         break;
6706                 case 'S':
6707                         summary_only++;
6708                         break;
6709                 case 'T':
6710                         tj_max_override = atoi(optarg);
6711                         break;
6712                 case 'v':
6713                         print_version();
6714                         exit(0);
6715                         break;
6716                 }
6717         }
6718 }
6719
6720 int main(int argc, char **argv)
6721 {
6722         outf = stderr;
6723         cmdline(argc, argv);
6724
6725         if (!quiet) {
6726                 print_version();
6727                 print_bootcmd();
6728         }
6729
6730         probe_sysfs();
6731
6732         turbostat_init();
6733
6734         msr_sum_record();
6735
6736         /* dump counters and exit */
6737         if (dump_only)
6738                 return get_and_dump_counters();
6739
6740         /* list header and exit */
6741         if (list_header_only) {
6742                 print_header(",");
6743                 flush_output_stdout();
6744                 return 0;
6745         }
6746
6747         /*
6748          * if any params left, it must be a command to fork
6749          */
6750         if (argc - optind)
6751                 return fork_it(argv + optind);
6752         else
6753                 turbostat_loop();
6754
6755         return 0;
6756 }