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) 2023 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\"", progname);
 674                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_IPC);
 675         }
 676
 677         return fd;
 678 }
 679
 680 int get_instr_count_fd(int cpu)
 681 {
 682         if (fd_instr_count_percpu[cpu])
 683                 return fd_instr_count_percpu[cpu];
 684
 685         fd_instr_count_percpu[cpu] = perf_instr_count_open(cpu);
 686
 687         return fd_instr_count_percpu[cpu];
 688 }
 689
 690 int get_msr(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr)
 691 {
 692         ssize_t retval;
 693
 694         retval = pread(get_msr_fd(cpu), msr, sizeof(*msr), offset);
 695
 696         if (retval != sizeof *msr)
 697                 err(-1, "cpu%d: msr offset 0x%llx read failed", cpu, (unsigned long long)offset);
 698
 699         return 0;
 700 }
 701
 702 #define MAX_DEFERRED 16
 703 char *deferred_add_names[MAX_DEFERRED];
 704 char *deferred_skip_names[MAX_DEFERRED];
 705 int deferred_add_index;
 706 int deferred_skip_index;
 707
 708 /*
 709  * HIDE_LIST - hide this list of counters, show the rest [default]
 710  * SHOW_LIST - show this list of counters, hide the rest
 711  */
 712 enum show_hide_mode { SHOW_LIST, HIDE_LIST } global_show_hide_mode = HIDE_LIST;
 713
 714 void help(void)
 715 {
 716         fprintf(outf,
 717                 "Usage: turbostat [OPTIONS][(--interval seconds) | COMMAND ...]\n"
 718                 "\n"
 719                 "Turbostat forks the specified COMMAND and prints statistics\n"
 720                 "when COMMAND completes.\n"
 721                 "If no COMMAND is specified, turbostat wakes every 5-seconds\n"
 722                 "to print statistics, until interrupted.\n"
 723                 "  -a, --add    add a counter\n"
 724                 "                 eg. --add msr0x10,u64,cpu,delta,MY_TSC\n"
 725                 "  -c, --cpu    cpu-set limit output to summary plus cpu-set:\n"
 726                 "                 {core | package | j,k,l..m,n-p }\n"
 727                 "  -d, --debug  displays usec, Time_Of_Day_Seconds and more debugging\n"
 728                 "  -D, --Dump   displays the raw counter values\n"
 729                 "  -e, --enable [all | column]\n"
 730                 "               shows all or the specified disabled column\n"
 731                 "  -H, --hide [column|column,column,...]\n"
 732                 "               hide the specified column(s)\n"
 733                 "  -i, --interval sec.subsec\n"
 734                 "               Override default 5-second measurement interval\n"
 735                 "  -J, --Joules displays energy in Joules instead of Watts\n"
 736                 "  -l, --list   list column headers only\n"
 737                 "  -n, --num_iterations num\n"
 738                 "               number of the measurement iterations\n"
 739                 "  -N, --header_iterations num\n"
 740                 "               print header every num iterations\n"
 741                 "  -o, --out file\n"
 742                 "               create or truncate \"file\" for all output\n"
 743                 "  -q, --quiet  skip decoding system configuration header\n"
 744                 "  -s, --show [column|column,column,...]\n"
 745                 "               show only the specified column(s)\n"
 746                 "  -S, --Summary\n"
 747                 "               limits output to 1-line system summary per interval\n"
 748                 "  -T, --TCC temperature\n"
 749                 "               sets the Thermal Control Circuit temperature in\n"
 750                 "                 degrees Celsius\n"
 751                 "  -h, --help   print this help message\n"
 752                 "  -v, --version        print version information\n" "\n" "For more help, run \"man turbostat\"\n");
 753 }
 754
 755 /*
 756  * bic_lookup
 757  * for all the strings in comma separate name_list,
 758  * set the approprate bit in return value.
 759  */
 760 unsigned long long bic_lookup(char *name_list, enum show_hide_mode mode)
 761 {
 762         unsigned int i;
 763         unsigned long long retval = 0;
 764
 765         while (name_list) {
 766                 char *comma;
 767
 768                 comma = strchr(name_list, ',');
 769
 770                 if (comma)
 771                         *comma = '\0';
 772
 773                 for (i = 0; i < MAX_BIC; ++i) {
 774                         if (!strcmp(name_list, bic[i].name)) {
 775                                 retval |= (1ULL << i);
 776                                 break;
 777                         }
 778                         if (!strcmp(name_list, "all")) {
 779                                 retval |= ~0;
 780                                 break;
 781                         } else if (!strcmp(name_list, "topology")) {
 782                                 retval |= BIC_TOPOLOGY;
 783                                 break;
 784                         } else if (!strcmp(name_list, "power")) {
 785                                 retval |= BIC_THERMAL_PWR;
 786                                 break;
 787                         } else if (!strcmp(name_list, "idle")) {
 788                                 retval |= BIC_IDLE;
 789                                 break;
 790                         } else if (!strcmp(name_list, "frequency")) {
 791                                 retval |= BIC_FREQUENCY;
 792                                 break;
 793                         } else if (!strcmp(name_list, "other")) {
 794                                 retval |= BIC_OTHER;
 795                                 break;
 796                         }
 797
 798                 }
 799                 if (i == MAX_BIC) {
 800                         if (mode == SHOW_LIST) {
 801                                 deferred_add_names[deferred_add_index++] = name_list;
 802                                 if (deferred_add_index >= MAX_DEFERRED) {
 803                                         fprintf(stderr, "More than max %d un-recognized --add options '%s'\n",
 804                                                 MAX_DEFERRED, name_list);
 805                                         help();
 806                                         exit(1);
 807                                 }
 808                         } else {
 809                                 deferred_skip_names[deferred_skip_index++] = name_list;
 810                                 if (debug)
 811                                         fprintf(stderr, "deferred \"%s\"\n", name_list);
 812                                 if (deferred_skip_index >= MAX_DEFERRED) {
 813                                         fprintf(stderr, "More than max %d un-recognized --skip options '%s'\n",
 814                                                 MAX_DEFERRED, name_list);
 815                                         help();
 816                                         exit(1);
 817                                 }
 818                         }
 819                 }
 820
 821                 name_list = comma;
 822                 if (name_list)
 823                         name_list++;
 824
 825         }
 826         return retval;
 827 }
 828
 829 void print_header(char *delim)
 830 {
 831         struct msr_counter *mp;
 832         int printed = 0;
 833
 834         if (DO_BIC(BIC_USEC))
 835                 outp += sprintf(outp, "%susec", (printed++ ? delim : ""));
 836         if (DO_BIC(BIC_TOD))
 837                 outp += sprintf(outp, "%sTime_Of_Day_Seconds", (printed++ ? delim : ""));
 838         if (DO_BIC(BIC_Package))
 839                 outp += sprintf(outp, "%sPackage", (printed++ ? delim : ""));
 840         if (DO_BIC(BIC_Die))
 841                 outp += sprintf(outp, "%sDie", (printed++ ? delim : ""));
 842         if (DO_BIC(BIC_Node))
 843                 outp += sprintf(outp, "%sNode", (printed++ ? delim : ""));
 844         if (DO_BIC(BIC_Core))
 845                 outp += sprintf(outp, "%sCore", (printed++ ? delim : ""));
 846         if (DO_BIC(BIC_CPU))
 847                 outp += sprintf(outp, "%sCPU", (printed++ ? delim : ""));
 848         if (DO_BIC(BIC_APIC))
 849                 outp += sprintf(outp, "%sAPIC", (printed++ ? delim : ""));
 850         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
 851                 outp += sprintf(outp, "%sX2APIC", (printed++ ? delim : ""));
 852         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz))
 853                 outp += sprintf(outp, "%sAvg_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 854         if (DO_BIC(BIC_Busy))
 855                 outp += sprintf(outp, "%sBusy%%", (printed++ ? delim : ""));
 856         if (DO_BIC(BIC_Bzy_MHz))
 857                 outp += sprintf(outp, "%sBzy_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 858         if (DO_BIC(BIC_TSC_MHz))
 859                 outp += sprintf(outp, "%sTSC_MHz", (printed++ ? delim : ""));
 860
 861         if (DO_BIC(BIC_IPC))
 862                 outp += sprintf(outp, "%sIPC", (printed++ ? delim : ""));
 863
 864         if (DO_BIC(BIC_IRQ)) {
 865                 if (sums_need_wide_columns)
 866                         outp += sprintf(outp, "%s     IRQ", (printed++ ? delim : ""));
 867                 else
 868                         outp += sprintf(outp, "%sIRQ", (printed++ ? delim : ""));
 869         }
 870
 871         if (DO_BIC(BIC_SMI))
 872                 outp += sprintf(outp, "%sSMI", (printed++ ? delim : ""));
 873
 874         for (mp = sys.tp; mp; mp = mp->next) {
 875
 876                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
 877                         if (mp->width == 64)
 878                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 879                         else
 880                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 881                 } else {
 882                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
 883                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 884                         else
 885                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", (printed++ ? delim : ""), mp->name);
 886                 }
 887         }
 888
 889         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1))
 890                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c1", (printed++ ? delim : ""));
 891         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3))
 892                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c3", (printed++ ? delim : ""));
 893         if (DO_BIC(BIC_CPU_c6))
 894                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c6", (printed++ ? delim : ""));
 895         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7))
 896                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%c7", (printed++ ? delim : ""));
 897
 898         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
 899                 outp += sprintf(outp, "%sMod%%c6", (printed++ ? delim : ""));
 900
 901         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp))
 902                 outp += sprintf(outp, "%sCoreTmp", (printed++ ? delim : ""));
 903
 904         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
 905                 outp += sprintf(outp, "%sCoreThr", (printed++ ? delim : ""));
 906
 907         if (do_rapl && !rapl_joules) {
 908                 if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 909                         outp += sprintf(outp, "%sCorWatt", (printed++ ? delim : ""));
 910         } else if (do_rapl && rapl_joules) {
 911                 if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 912                         outp += sprintf(outp, "%sCor_J", (printed++ ? delim : ""));
 913         }
 914
 915         for (mp = sys.cp; mp; mp = mp->next) {
 916                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
 917                         if (mp->width == 64)
 918                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", delim, mp->name);
 919                         else
 920                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", delim, mp->name);
 921                 } else {
 922                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
 923                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", delim, mp->name);
 924                         else
 925                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", delim, mp->name);
 926                 }
 927         }
 928
 929         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp))
 930                 outp += sprintf(outp, "%sPkgTmp", (printed++ ? delim : ""));
 931
 932         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
 933                 outp += sprintf(outp, "%sGFX%%rc6", (printed++ ? delim : ""));
 934
 935         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
 936                 outp += sprintf(outp, "%sGFXMHz", (printed++ ? delim : ""));
 937
 938         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
 939                 outp += sprintf(outp, "%sGFXAMHz", (printed++ ? delim : ""));
 940
 941         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
 942                 outp += sprintf(outp, "%sTotl%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 943         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
 944                 outp += sprintf(outp, "%sAny%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 945         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
 946                 outp += sprintf(outp, "%sGFX%%C0", (printed++ ? delim : ""));
 947         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
 948                 outp += sprintf(outp, "%sCPUGFX%%", (printed++ ? delim : ""));
 949
 950         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
 951                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc2", (printed++ ? delim : ""));
 952         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
 953                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc3", (printed++ ? delim : ""));
 954         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
 955                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc6", (printed++ ? delim : ""));
 956         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
 957                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc7", (printed++ ? delim : ""));
 958         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
 959                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc8", (printed++ ? delim : ""));
 960         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
 961                 outp += sprintf(outp, "%sPkg%%pc9", (printed++ ? delim : ""));
 962         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
 963                 outp += sprintf(outp, "%sPk%%pc10", (printed++ ? delim : ""));
 964         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
 965                 outp += sprintf(outp, "%sCPU%%LPI", (printed++ ? delim : ""));
 966         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
 967                 outp += sprintf(outp, "%sSYS%%LPI", (printed++ ? delim : ""));
 968
 969         if (do_rapl && !rapl_joules) {
 970                 if (DO_BIC(BIC_PkgWatt))
 971                         outp += sprintf(outp, "%sPkgWatt", (printed++ ? delim : ""));
 972                 if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 973                         outp += sprintf(outp, "%sCorWatt", (printed++ ? delim : ""));
 974                 if (DO_BIC(BIC_GFXWatt))
 975                         outp += sprintf(outp, "%sGFXWatt", (printed++ ? delim : ""));
 976                 if (DO_BIC(BIC_RAMWatt))
 977                         outp += sprintf(outp, "%sRAMWatt", (printed++ ? delim : ""));
 978                 if (DO_BIC(BIC_PKG__))
 979                         outp += sprintf(outp, "%sPKG_%%", (printed++ ? delim : ""));
 980                 if (DO_BIC(BIC_RAM__))
 981                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_%%", (printed++ ? delim : ""));
 982         } else if (do_rapl && rapl_joules) {
 983                 if (DO_BIC(BIC_Pkg_J))
 984                         outp += sprintf(outp, "%sPkg_J", (printed++ ? delim : ""));
 985                 if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
 986                         outp += sprintf(outp, "%sCor_J", (printed++ ? delim : ""));
 987                 if (DO_BIC(BIC_GFX_J))
 988                         outp += sprintf(outp, "%sGFX_J", (printed++ ? delim : ""));
 989                 if (DO_BIC(BIC_RAM_J))
 990                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_J", (printed++ ? delim : ""));
 991                 if (DO_BIC(BIC_PKG__))
 992                         outp += sprintf(outp, "%sPKG_%%", (printed++ ? delim : ""));
 993                 if (DO_BIC(BIC_RAM__))
 994                         outp += sprintf(outp, "%sRAM_%%", (printed++ ? delim : ""));
 995         }
 996         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
 997                 outp += sprintf(outp, "%sUncMHz", (printed++ ? delim : ""));
 998
 999         for (mp = sys.pp; mp; mp = mp->next) {
1000                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1001                         if (mp->width == 64)
1002                                 outp += sprintf(outp, "%s%18.18s", delim, mp->name);
1003                         else
1004                                 outp += sprintf(outp, "%s%10.10s", delim, mp->name);
1005                 } else {
1006                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1007                                 outp += sprintf(outp, "%s%8s", delim, mp->name);
1008                         else
1009                                 outp += sprintf(outp, "%s%s", delim, mp->name);
1010                 }
1011         }
1012
1013         outp += sprintf(outp, "\n");
1014 }
1015
1016 int dump_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1017 {
1018         int i;
1019         struct msr_counter *mp;
1020
1021         outp += sprintf(outp, "t %p, c %p, p %p\n", t, c, p);
1022
1023         if (t) {
1024                 outp += sprintf(outp, "CPU: %d flags 0x%x\n", t->cpu_id, t->flags);
1025                 outp += sprintf(outp, "TSC: %016llX\n", t->tsc);
1026                 outp += sprintf(outp, "aperf: %016llX\n", t->aperf);
1027                 outp += sprintf(outp, "mperf: %016llX\n", t->mperf);
1028                 outp += sprintf(outp, "c1: %016llX\n", t->c1);
1029
1030                 if (DO_BIC(BIC_IPC))
1031                         outp += sprintf(outp, "IPC: %lld\n", t->instr_count);
1032
1033                 if (DO_BIC(BIC_IRQ))
1034                         outp += sprintf(outp, "IRQ: %lld\n", t->irq_count);
1035                 if (DO_BIC(BIC_SMI))
1036                         outp += sprintf(outp, "SMI: %d\n", t->smi_count);
1037
1038                 for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1039                         outp += sprintf(outp, "tADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, t->counter[i]);
1040                 }
1041         }
1042
1043         if (c) {
1044                 outp += sprintf(outp, "core: %d\n", c->core_id);
1045                 outp += sprintf(outp, "c3: %016llX\n", c->c3);
1046                 outp += sprintf(outp, "c6: %016llX\n", c->c6);
1047                 outp += sprintf(outp, "c7: %016llX\n", c->c7);
1048                 outp += sprintf(outp, "DTS: %dC\n", c->core_temp_c);
1049                 outp += sprintf(outp, "cpu_throt_count: %016llX\n", c->core_throt_cnt);
1050                 outp += sprintf(outp, "Joules: %0X\n", c->core_energy);
1051
1052                 for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1053                         outp += sprintf(outp, "cADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, c->counter[i]);
1054                 }
1055                 outp += sprintf(outp, "mc6_us: %016llX\n", c->mc6_us);
1056         }
1057
1058         if (p) {
1059                 outp += sprintf(outp, "package: %d\n", p->package_id);
1060
1061                 outp += sprintf(outp, "Weighted cores: %016llX\n", p->pkg_wtd_core_c0);
1062                 outp += sprintf(outp, "Any cores: %016llX\n", p->pkg_any_core_c0);
1063                 outp += sprintf(outp, "Any GFX: %016llX\n", p->pkg_any_gfxe_c0);
1064                 outp += sprintf(outp, "CPU + GFX: %016llX\n", p->pkg_both_core_gfxe_c0);
1065
1066                 outp += sprintf(outp, "pc2: %016llX\n", p->pc2);
1067                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1068                         outp += sprintf(outp, "pc3: %016llX\n", p->pc3);
1069                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1070                         outp += sprintf(outp, "pc6: %016llX\n", p->pc6);
1071                 if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1072                         outp += sprintf(outp, "pc7: %016llX\n", p->pc7);
1073                 outp += sprintf(outp, "pc8: %016llX\n", p->pc8);
1074                 outp += sprintf(outp, "pc9: %016llX\n", p->pc9);
1075                 outp += sprintf(outp, "pc10: %016llX\n", p->pc10);
1076                 outp += sprintf(outp, "cpu_lpi: %016llX\n", p->cpu_lpi);
1077                 outp += sprintf(outp, "sys_lpi: %016llX\n", p->sys_lpi);
1078                 outp += sprintf(outp, "Joules PKG: %0llX\n", p->energy_pkg);
1079                 outp += sprintf(outp, "Joules COR: %0llX\n", p->energy_cores);
1080                 outp += sprintf(outp, "Joules GFX: %0llX\n", p->energy_gfx);
1081                 outp += sprintf(outp, "Joules RAM: %0llX\n", p->energy_dram);
1082                 outp += sprintf(outp, "Throttle PKG: %0llX\n", p->rapl_pkg_perf_status);
1083                 outp += sprintf(outp, "Throttle RAM: %0llX\n", p->rapl_dram_perf_status);
1084                 outp += sprintf(outp, "PTM: %dC\n", p->pkg_temp_c);
1085
1086                 for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1087                         outp += sprintf(outp, "pADDED [%d] msr0x%x: %08llX\n", i, mp->msr_num, p->counter[i]);
1088                 }
1089         }
1090
1091         outp += sprintf(outp, "\n");
1092
1093         return 0;
1094 }
1095
1096 /*
1097  * column formatting convention & formats
1098  */
1099 int format_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1100 {
1101         double interval_float, tsc;
1102         char *fmt8;
1103         int i;
1104         struct msr_counter *mp;
1105         char *delim = "\t";
1106         int printed = 0;
1107
1108         /* if showing only 1st thread in core and this isn't one, bail out */
1109         if (show_core_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1110                 return 0;
1111
1112         /* if showing only 1st thread in pkg and this isn't one, bail out */
1113         if (show_pkg_only && !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1114                 return 0;
1115
1116         /*if not summary line and --cpu is used */
1117         if ((t != &average.threads) && (cpu_subset && !CPU_ISSET_S(t->cpu_id, cpu_subset_size, cpu_subset)))
1118                 return 0;
1119
1120         if (DO_BIC(BIC_USEC)) {
1121                 /* on each row, print how many usec each timestamp took to gather */
1122                 struct timeval tv;
1123
1124                 timersub(&t->tv_end, &t->tv_begin, &tv);
1125                 outp += sprintf(outp, "%5ld\t", tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec);
1126         }
1127
1128         /* Time_Of_Day_Seconds: on each row, print sec.usec last timestamp taken */
1129         if (DO_BIC(BIC_TOD))
1130                 outp += sprintf(outp, "%10ld.%06ld\t", t->tv_end.tv_sec, t->tv_end.tv_usec);
1131
1132         interval_float = t->tv_delta.tv_sec + t->tv_delta.tv_usec / 1000000.0;
1133
1134         tsc = t->tsc * tsc_tweak;
1135
1136         /* topo columns, print blanks on 1st (average) line */
1137         if (t == &average.threads) {
1138                 if (DO_BIC(BIC_Package))
1139                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1140                 if (DO_BIC(BIC_Die))
1141                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1142                 if (DO_BIC(BIC_Node))
1143                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1144                 if (DO_BIC(BIC_Core))
1145                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1146                 if (DO_BIC(BIC_CPU))
1147                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1148                 if (DO_BIC(BIC_APIC))
1149                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1150                 if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1151                         outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1152         } else {
1153                 if (DO_BIC(BIC_Package)) {
1154                         if (p)
1155                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->package_id);
1156                         else
1157                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1158                 }
1159                 if (DO_BIC(BIC_Die)) {
1160                         if (c)
1161                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), cpus[t->cpu_id].die_id);
1162                         else
1163                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1164                 }
1165                 if (DO_BIC(BIC_Node)) {
1166                         if (t)
1167                                 outp += sprintf(outp, "%s%d",
1168                                                 (printed++ ? delim : ""), cpus[t->cpu_id].physical_node_id);
1169                         else
1170                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1171                 }
1172                 if (DO_BIC(BIC_Core)) {
1173                         if (c)
1174                                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), c->core_id);
1175                         else
1176                                 outp += sprintf(outp, "%s-", (printed++ ? delim : ""));
1177                 }
1178                 if (DO_BIC(BIC_CPU))
1179                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->cpu_id);
1180                 if (DO_BIC(BIC_APIC))
1181                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->apic_id);
1182                 if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1183                         outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->x2apic_id);
1184         }
1185
1186         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz))
1187                 outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 / units * t->aperf / interval_float);
1188
1189         if (DO_BIC(BIC_Busy))
1190                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->mperf / tsc);
1191
1192         if (DO_BIC(BIC_Bzy_MHz)) {
1193                 if (has_base_hz)
1194                         outp +=
1195                             sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), base_hz / units * t->aperf / t->mperf);
1196                 else
1197                         outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""),
1198                                         tsc / units * t->aperf / t->mperf / interval_float);
1199         }
1200
1201         if (DO_BIC(BIC_TSC_MHz))
1202                 outp += sprintf(outp, "%s%.0f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 * t->tsc / units / interval_float);
1203
1204         if (DO_BIC(BIC_IPC))
1205                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 1.0 * t->instr_count / t->aperf);
1206
1207         /* IRQ */
1208         if (DO_BIC(BIC_IRQ)) {
1209                 if (sums_need_wide_columns)
1210                         outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), t->irq_count);
1211                 else
1212                         outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), t->irq_count);
1213         }
1214
1215         /* SMI */
1216         if (DO_BIC(BIC_SMI))
1217                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), t->smi_count);
1218
1219         /* Added counters */
1220         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1221                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1222                         if (mp->width == 32)
1223                                 outp +=
1224                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)t->counter[i]);
1225                         else
1226                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1227                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1228                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1229                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1230                         else
1231                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), t->counter[i]);
1232                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1233                         if (mp->type == COUNTER_USEC)
1234                                 outp +=
1235                                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""),
1236                                             t->counter[i] / interval_float / 10000);
1237                         else
1238                                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->counter[i] / tsc);
1239                 }
1240         }
1241
1242         /* C1 */
1243         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1))
1244                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * t->c1 / tsc);
1245
1246         /* print per-core data only for 1st thread in core */
1247         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1248                 goto done;
1249
1250         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3))
1251                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c3 / tsc);
1252         if (DO_BIC(BIC_CPU_c6))
1253                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c6 / tsc);
1254         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7))
1255                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->c7 / tsc);
1256
1257         /* Mod%c6 */
1258         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
1259                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->mc6_us / tsc);
1260
1261         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp))
1262                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), c->core_temp_c);
1263
1264         /* Core throttle count */
1265         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
1266                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), c->core_throt_cnt);
1267
1268         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1269                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1270                         if (mp->width == 32)
1271                                 outp +=
1272                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)c->counter[i]);
1273                         else
1274                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1275                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1276                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1277                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1278                         else
1279                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), c->counter[i]);
1280                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1281                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * c->counter[i] / tsc);
1282                 }
1283         }
1284
1285         fmt8 = "%s%.2f";
1286
1287         if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1288                 outp +=
1289                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), c->core_energy * rapl_energy_units / interval_float);
1290         if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && (do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1291                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), c->core_energy * rapl_energy_units);
1292
1293         /* print per-package data only for 1st core in package */
1294         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1295                 goto done;
1296
1297         /* PkgTmp */
1298         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp))
1299                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->pkg_temp_c);
1300
1301         /* GFXrc6 */
1302         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6)) {
1303                 if (p->gfx_rc6_ms == -1) {      /* detect GFX counter reset */
1304                         outp += sprintf(outp, "%s**.**", (printed++ ? delim : ""));
1305                 } else {
1306                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""),
1307                                         p->gfx_rc6_ms / 10.0 / interval_float);
1308                 }
1309         }
1310
1311         /* GFXMHz */
1312         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
1313                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->gfx_mhz);
1314
1315         /* GFXACTMHz */
1316         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
1317                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->gfx_act_mhz);
1318
1319         /* Totl%C0, Any%C0 GFX%C0 CPUGFX% */
1320         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1321                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_wtd_core_c0 / tsc);
1322         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1323                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_any_core_c0 / tsc);
1324         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1325                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_any_gfxe_c0 / tsc);
1326         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1327                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pkg_both_core_gfxe_c0 / tsc);
1328
1329         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
1330                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc2 / tsc);
1331         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1332                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc3 / tsc);
1333         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1334                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc6 / tsc);
1335         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1336                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc7 / tsc);
1337         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
1338                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc8 / tsc);
1339         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
1340                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc9 / tsc);
1341         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
1342                 outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->pc10 / tsc);
1343
1344         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
1345                 outp +=
1346                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->cpu_lpi / 1000000.0 / interval_float);
1347         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
1348                 outp +=
1349                     sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->sys_lpi / 1000000.0 / interval_float);
1350
1351         if (DO_BIC(BIC_PkgWatt))
1352                 outp +=
1353                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_pkg * rapl_energy_units / interval_float);
1354
1355         if (DO_BIC(BIC_CorWatt) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1356                 outp +=
1357                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_cores * rapl_energy_units / interval_float);
1358         if (DO_BIC(BIC_GFXWatt))
1359                 outp +=
1360                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_gfx * rapl_energy_units / interval_float);
1361         if (DO_BIC(BIC_RAMWatt))
1362                 outp +=
1363                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1364                             p->energy_dram * rapl_dram_energy_units / interval_float);
1365         if (DO_BIC(BIC_Pkg_J))
1366                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_pkg * rapl_energy_units);
1367         if (DO_BIC(BIC_Cor_J) && !(do_rapl & RAPL_PER_CORE_ENERGY))
1368                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_cores * rapl_energy_units);
1369         if (DO_BIC(BIC_GFX_J))
1370                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_gfx * rapl_energy_units);
1371         if (DO_BIC(BIC_RAM_J))
1372                 outp += sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""), p->energy_dram * rapl_dram_energy_units);
1373         if (DO_BIC(BIC_PKG__))
1374                 outp +=
1375                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1376                             100.0 * p->rapl_pkg_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
1377         if (DO_BIC(BIC_RAM__))
1378                 outp +=
1379                     sprintf(outp, fmt8, (printed++ ? delim : ""),
1380                             100.0 * p->rapl_dram_perf_status * rapl_time_units / interval_float);
1381         /* UncMHz */
1382         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
1383                 outp += sprintf(outp, "%s%d", (printed++ ? delim : ""), p->uncore_mhz);
1384
1385         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1386                 if (mp->format == FORMAT_RAW) {
1387                         if (mp->width == 32)
1388                                 outp +=
1389                                     sprintf(outp, "%s0x%08x", (printed++ ? delim : ""), (unsigned int)p->counter[i]);
1390                         else
1391                                 outp += sprintf(outp, "%s0x%016llx", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1392                 } else if (mp->format == FORMAT_DELTA) {
1393                         if ((mp->type == COUNTER_ITEMS) && sums_need_wide_columns)
1394                                 outp += sprintf(outp, "%s%8lld", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1395                         else
1396                                 outp += sprintf(outp, "%s%lld", (printed++ ? delim : ""), p->counter[i]);
1397                 } else if (mp->format == FORMAT_PERCENT) {
1398                         outp += sprintf(outp, "%s%.2f", (printed++ ? delim : ""), 100.0 * p->counter[i] / tsc);
1399                 }
1400         }
1401
1402 done:
1403         if (*(outp - 1) != '\n')
1404                 outp += sprintf(outp, "\n");
1405
1406         return 0;
1407 }
1408
1409 void flush_output_stdout(void)
1410 {
1411         FILE *filep;
1412
1413         if (outf == stderr)
1414                 filep = stdout;
1415         else
1416                 filep = outf;
1417
1418         fputs(output_buffer, filep);
1419         fflush(filep);
1420
1421         outp = output_buffer;
1422 }
1423
1424 void flush_output_stderr(void)
1425 {
1426         fputs(output_buffer, outf);
1427         fflush(outf);
1428         outp = output_buffer;
1429 }
1430
1431 void format_all_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1432 {
1433         static int count;
1434
1435         if ((!count || (header_iterations && !(count % header_iterations))) || !summary_only)
1436                 print_header("\t");
1437
1438         format_counters(&average.threads, &average.cores, &average.packages);
1439
1440         count++;
1441
1442         if (summary_only)
1443                 return;
1444
1445         for_all_cpus(format_counters, t, c, p);
1446 }
1447
1448 #define DELTA_WRAP32(new, old)                  \
1449         old = ((((unsigned long long)new << 32) - ((unsigned long long)old << 32)) >> 32);
1450
1451 int delta_package(struct pkg_data *new, struct pkg_data *old)
1452 {
1453         int i;
1454         struct msr_counter *mp;
1455
1456         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1457                 old->pkg_wtd_core_c0 = new->pkg_wtd_core_c0 - old->pkg_wtd_core_c0;
1458         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1459                 old->pkg_any_core_c0 = new->pkg_any_core_c0 - old->pkg_any_core_c0;
1460         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1461                 old->pkg_any_gfxe_c0 = new->pkg_any_gfxe_c0 - old->pkg_any_gfxe_c0;
1462         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1463                 old->pkg_both_core_gfxe_c0 = new->pkg_both_core_gfxe_c0 - old->pkg_both_core_gfxe_c0;
1464
1465         old->pc2 = new->pc2 - old->pc2;
1466         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1467                 old->pc3 = new->pc3 - old->pc3;
1468         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1469                 old->pc6 = new->pc6 - old->pc6;
1470         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1471                 old->pc7 = new->pc7 - old->pc7;
1472         old->pc8 = new->pc8 - old->pc8;
1473         old->pc9 = new->pc9 - old->pc9;
1474         old->pc10 = new->pc10 - old->pc10;
1475         old->cpu_lpi = new->cpu_lpi - old->cpu_lpi;
1476         old->sys_lpi = new->sys_lpi - old->sys_lpi;
1477         old->pkg_temp_c = new->pkg_temp_c;
1478
1479         /* flag an error when rc6 counter resets/wraps */
1480         if (old->gfx_rc6_ms > new->gfx_rc6_ms)
1481                 old->gfx_rc6_ms = -1;
1482         else
1483                 old->gfx_rc6_ms = new->gfx_rc6_ms - old->gfx_rc6_ms;
1484
1485         old->uncore_mhz = new->uncore_mhz;
1486         old->gfx_mhz = new->gfx_mhz;
1487         old->gfx_act_mhz = new->gfx_act_mhz;
1488
1489         old->energy_pkg = new->energy_pkg - old->energy_pkg;
1490         old->energy_cores = new->energy_cores - old->energy_cores;
1491         old->energy_gfx = new->energy_gfx - old->energy_gfx;
1492         old->energy_dram = new->energy_dram - old->energy_dram;
1493         old->rapl_pkg_perf_status = new->rapl_pkg_perf_status - old->rapl_pkg_perf_status;
1494         old->rapl_dram_perf_status = new->rapl_dram_perf_status - old->rapl_dram_perf_status;
1495
1496         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1497                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1498                         old->counter[i] = new->counter[i];
1499                 else
1500                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1501         }
1502
1503         return 0;
1504 }
1505
1506 void delta_core(struct core_data *new, struct core_data *old)
1507 {
1508         int i;
1509         struct msr_counter *mp;
1510
1511         old->c3 = new->c3 - old->c3;
1512         old->c6 = new->c6 - old->c6;
1513         old->c7 = new->c7 - old->c7;
1514         old->core_temp_c = new->core_temp_c;
1515         old->core_throt_cnt = new->core_throt_cnt;
1516         old->mc6_us = new->mc6_us - old->mc6_us;
1517
1518         DELTA_WRAP32(new->core_energy, old->core_energy);
1519
1520         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1521                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1522                         old->counter[i] = new->counter[i];
1523                 else
1524                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1525         }
1526 }
1527
1528 int soft_c1_residency_display(int bic)
1529 {
1530         if (!DO_BIC(BIC_CPU_c1) || use_c1_residency_msr)
1531                 return 0;
1532
1533         return DO_BIC_READ(bic);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * old = new - old
1538  */
1539 int delta_thread(struct thread_data *new, struct thread_data *old, struct core_data *core_delta)
1540 {
1541         int i;
1542         struct msr_counter *mp;
1543
1544         /* we run cpuid just the 1st time, copy the results */
1545         if (DO_BIC(BIC_APIC))
1546                 new->apic_id = old->apic_id;
1547         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1548                 new->x2apic_id = old->x2apic_id;
1549
1550         /*
1551          * the timestamps from start of measurement interval are in "old"
1552          * the timestamp from end of measurement interval are in "new"
1553          * over-write old w/ new so we can print end of interval values
1554          */
1555
1556         timersub(&new->tv_begin, &old->tv_begin, &old->tv_delta);
1557         old->tv_begin = new->tv_begin;
1558         old->tv_end = new->tv_end;
1559
1560         old->tsc = new->tsc - old->tsc;
1561
1562         /* check for TSC < 1 Mcycles over interval */
1563         if (old->tsc < (1000 * 1000))
1564                 errx(-3, "Insanely slow TSC rate, TSC stops in idle?\n"
1565                      "You can disable all c-states by booting with \"idle=poll\"\n"
1566                      "or just the deep ones with \"processor.max_cstate=1\"");
1567
1568         old->c1 = new->c1 - old->c1;
1569
1570         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz) || DO_BIC(BIC_Busy) || DO_BIC(BIC_Bzy_MHz) || soft_c1_residency_display(BIC_Avg_MHz)) {
1571                 if ((new->aperf > old->aperf) && (new->mperf > old->mperf)) {
1572                         old->aperf = new->aperf - old->aperf;
1573                         old->mperf = new->mperf - old->mperf;
1574                 } else {
1575                         return -1;
1576                 }
1577         }
1578
1579         if (use_c1_residency_msr) {
1580                 /*
1581                  * Some models have a dedicated C1 residency MSR,
1582                  * which should be more accurate than the derivation below.
1583                  */
1584         } else {
1585                 /*
1586                  * As counter collection is not atomic,
1587                  * it is possible for mperf's non-halted cycles + idle states
1588                  * to exceed TSC's all cycles: show c1 = 0% in that case.
1589                  */
1590                 if ((old->mperf + core_delta->c3 + core_delta->c6 + core_delta->c7) > (old->tsc * tsc_tweak))
1591                         old->c1 = 0;
1592                 else {
1593                         /* normal case, derive c1 */
1594                         old->c1 = (old->tsc * tsc_tweak) - old->mperf - core_delta->c3
1595                             - core_delta->c6 - core_delta->c7;
1596                 }
1597         }
1598
1599         if (old->mperf == 0) {
1600                 if (debug > 1)
1601                         fprintf(outf, "cpu%d MPERF 0!\n", old->cpu_id);
1602                 old->mperf = 1; /* divide by 0 protection */
1603         }
1604
1605         if (DO_BIC(BIC_IPC))
1606                 old->instr_count = new->instr_count - old->instr_count;
1607
1608         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
1609                 old->irq_count = new->irq_count - old->irq_count;
1610
1611         if (DO_BIC(BIC_SMI))
1612                 old->smi_count = new->smi_count - old->smi_count;
1613
1614         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1615                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1616                         old->counter[i] = new->counter[i];
1617                 else
1618                         old->counter[i] = new->counter[i] - old->counter[i];
1619         }
1620         return 0;
1621 }
1622
1623 int delta_cpu(struct thread_data *t, struct core_data *c,
1624               struct pkg_data *p, struct thread_data *t2, struct core_data *c2, struct pkg_data *p2)
1625 {
1626         int retval = 0;
1627
1628         /* calculate core delta only for 1st thread in core */
1629         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE)
1630                 delta_core(c, c2);
1631
1632         /* always calculate thread delta */
1633         retval = delta_thread(t, t2, c2);       /* c2 is core delta */
1634         if (retval)
1635                 return retval;
1636
1637         /* calculate package delta only for 1st core in package */
1638         if (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)
1639                 retval = delta_package(p, p2);
1640
1641         return retval;
1642 }
1643
1644 void clear_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1645 {
1646         int i;
1647         struct msr_counter *mp;
1648
1649         t->tv_begin.tv_sec = 0;
1650         t->tv_begin.tv_usec = 0;
1651         t->tv_end.tv_sec = 0;
1652         t->tv_end.tv_usec = 0;
1653         t->tv_delta.tv_sec = 0;
1654         t->tv_delta.tv_usec = 0;
1655
1656         t->tsc = 0;
1657         t->aperf = 0;
1658         t->mperf = 0;
1659         t->c1 = 0;
1660
1661         t->instr_count = 0;
1662
1663         t->irq_count = 0;
1664         t->smi_count = 0;
1665
1666         /* tells format_counters to dump all fields from this set */
1667         t->flags = CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE | CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE;
1668
1669         c->c3 = 0;
1670         c->c6 = 0;
1671         c->c7 = 0;
1672         c->mc6_us = 0;
1673         c->core_temp_c = 0;
1674         c->core_energy = 0;
1675         c->core_throt_cnt = 0;
1676
1677         p->pkg_wtd_core_c0 = 0;
1678         p->pkg_any_core_c0 = 0;
1679         p->pkg_any_gfxe_c0 = 0;
1680         p->pkg_both_core_gfxe_c0 = 0;
1681
1682         p->pc2 = 0;
1683         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1684                 p->pc3 = 0;
1685         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1686                 p->pc6 = 0;
1687         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1688                 p->pc7 = 0;
1689         p->pc8 = 0;
1690         p->pc9 = 0;
1691         p->pc10 = 0;
1692         p->cpu_lpi = 0;
1693         p->sys_lpi = 0;
1694
1695         p->energy_pkg = 0;
1696         p->energy_dram = 0;
1697         p->energy_cores = 0;
1698         p->energy_gfx = 0;
1699         p->rapl_pkg_perf_status = 0;
1700         p->rapl_dram_perf_status = 0;
1701         p->pkg_temp_c = 0;
1702
1703         p->gfx_rc6_ms = 0;
1704         p->uncore_mhz = 0;
1705         p->gfx_mhz = 0;
1706         p->gfx_act_mhz = 0;
1707         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next)
1708                 t->counter[i] = 0;
1709
1710         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next)
1711                 c->counter[i] = 0;
1712
1713         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next)
1714                 p->counter[i] = 0;
1715 }
1716
1717 int sum_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1718 {
1719         int i;
1720         struct msr_counter *mp;
1721
1722         /* copy un-changing apic_id's */
1723         if (DO_BIC(BIC_APIC))
1724                 average.threads.apic_id = t->apic_id;
1725         if (DO_BIC(BIC_X2APIC))
1726                 average.threads.x2apic_id = t->x2apic_id;
1727
1728         /* remember first tv_begin */
1729         if (average.threads.tv_begin.tv_sec == 0)
1730                 average.threads.tv_begin = t->tv_begin;
1731
1732         /* remember last tv_end */
1733         average.threads.tv_end = t->tv_end;
1734
1735         average.threads.tsc += t->tsc;
1736         average.threads.aperf += t->aperf;
1737         average.threads.mperf += t->mperf;
1738         average.threads.c1 += t->c1;
1739
1740         average.threads.instr_count += t->instr_count;
1741
1742         average.threads.irq_count += t->irq_count;
1743         average.threads.smi_count += t->smi_count;
1744
1745         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1746                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1747                         continue;
1748                 average.threads.counter[i] += t->counter[i];
1749         }
1750
1751         /* sum per-core values only for 1st thread in core */
1752         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
1753                 return 0;
1754
1755         average.cores.c3 += c->c3;
1756         average.cores.c6 += c->c6;
1757         average.cores.c7 += c->c7;
1758         average.cores.mc6_us += c->mc6_us;
1759
1760         average.cores.core_temp_c = MAX(average.cores.core_temp_c, c->core_temp_c);
1761         average.cores.core_throt_cnt = MAX(average.cores.core_throt_cnt, c->core_throt_cnt);
1762
1763         average.cores.core_energy += c->core_energy;
1764
1765         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1766                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1767                         continue;
1768                 average.cores.counter[i] += c->counter[i];
1769         }
1770
1771         /* sum per-pkg values only for 1st core in pkg */
1772         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
1773                 return 0;
1774
1775         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1776                 average.packages.pkg_wtd_core_c0 += p->pkg_wtd_core_c0;
1777         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1778                 average.packages.pkg_any_core_c0 += p->pkg_any_core_c0;
1779         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1780                 average.packages.pkg_any_gfxe_c0 += p->pkg_any_gfxe_c0;
1781         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1782                 average.packages.pkg_both_core_gfxe_c0 += p->pkg_both_core_gfxe_c0;
1783
1784         average.packages.pc2 += p->pc2;
1785         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1786                 average.packages.pc3 += p->pc3;
1787         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1788                 average.packages.pc6 += p->pc6;
1789         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1790                 average.packages.pc7 += p->pc7;
1791         average.packages.pc8 += p->pc8;
1792         average.packages.pc9 += p->pc9;
1793         average.packages.pc10 += p->pc10;
1794
1795         average.packages.cpu_lpi = p->cpu_lpi;
1796         average.packages.sys_lpi = p->sys_lpi;
1797
1798         average.packages.energy_pkg += p->energy_pkg;
1799         average.packages.energy_dram += p->energy_dram;
1800         average.packages.energy_cores += p->energy_cores;
1801         average.packages.energy_gfx += p->energy_gfx;
1802
1803         average.packages.gfx_rc6_ms = p->gfx_rc6_ms;
1804         average.packages.uncore_mhz = p->uncore_mhz;
1805         average.packages.gfx_mhz = p->gfx_mhz;
1806         average.packages.gfx_act_mhz = p->gfx_act_mhz;
1807
1808         average.packages.pkg_temp_c = MAX(average.packages.pkg_temp_c, p->pkg_temp_c);
1809
1810         average.packages.rapl_pkg_perf_status += p->rapl_pkg_perf_status;
1811         average.packages.rapl_dram_perf_status += p->rapl_dram_perf_status;
1812
1813         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1814                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1815                         continue;
1816                 average.packages.counter[i] += p->counter[i];
1817         }
1818         return 0;
1819 }
1820
1821 /*
1822  * sum the counters for all cpus in the system
1823  * compute the weighted average
1824  */
1825 void compute_average(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
1826 {
1827         int i;
1828         struct msr_counter *mp;
1829
1830         clear_counters(&average.threads, &average.cores, &average.packages);
1831
1832         for_all_cpus(sum_counters, t, c, p);
1833
1834         /* Use the global time delta for the average. */
1835         average.threads.tv_delta = tv_delta;
1836
1837         average.threads.tsc /= topo.num_cpus;
1838         average.threads.aperf /= topo.num_cpus;
1839         average.threads.mperf /= topo.num_cpus;
1840         average.threads.instr_count /= topo.num_cpus;
1841         average.threads.c1 /= topo.num_cpus;
1842
1843         if (average.threads.irq_count > 9999999)
1844                 sums_need_wide_columns = 1;
1845
1846         average.cores.c3 /= topo.num_cores;
1847         average.cores.c6 /= topo.num_cores;
1848         average.cores.c7 /= topo.num_cores;
1849         average.cores.mc6_us /= topo.num_cores;
1850
1851         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0))
1852                 average.packages.pkg_wtd_core_c0 /= topo.num_packages;
1853         if (DO_BIC(BIC_Any_c0))
1854                 average.packages.pkg_any_core_c0 /= topo.num_packages;
1855         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0))
1856                 average.packages.pkg_any_gfxe_c0 /= topo.num_packages;
1857         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX))
1858                 average.packages.pkg_both_core_gfxe_c0 /= topo.num_packages;
1859
1860         average.packages.pc2 /= topo.num_packages;
1861         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
1862                 average.packages.pc3 /= topo.num_packages;
1863         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6))
1864                 average.packages.pc6 /= topo.num_packages;
1865         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
1866                 average.packages.pc7 /= topo.num_packages;
1867
1868         average.packages.pc8 /= topo.num_packages;
1869         average.packages.pc9 /= topo.num_packages;
1870         average.packages.pc10 /= topo.num_packages;
1871
1872         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
1873                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1874                         continue;
1875                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1876                         if (average.threads.counter[i] > 9999999)
1877                                 sums_need_wide_columns = 1;
1878                         continue;
1879                 }
1880                 average.threads.counter[i] /= topo.num_cpus;
1881         }
1882         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
1883                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1884                         continue;
1885                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1886                         if (average.cores.counter[i] > 9999999)
1887                                 sums_need_wide_columns = 1;
1888                 }
1889                 average.cores.counter[i] /= topo.num_cores;
1890         }
1891         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
1892                 if (mp->format == FORMAT_RAW)
1893                         continue;
1894                 if (mp->type == COUNTER_ITEMS) {
1895                         if (average.packages.counter[i] > 9999999)
1896                                 sums_need_wide_columns = 1;
1897                 }
1898                 average.packages.counter[i] /= topo.num_packages;
1899         }
1900 }
1901
1902 static unsigned long long rdtsc(void)
1903 {
1904         unsigned int low, high;
1905
1906         asm volatile ("rdtsc":"=a" (low), "=d"(high));
1907
1908         return low | ((unsigned long long)high) << 32;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * Open a file, and exit on failure
1913  */
1914 FILE *fopen_or_die(const char *path, const char *mode)
1915 {
1916         FILE *filep = fopen(path, mode);
1917
1918         if (!filep)
1919                 err(1, "%s: open failed", path);
1920         return filep;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * snapshot_sysfs_counter()
1925  *
1926  * return snapshot of given counter
1927  */
1928 unsigned long long snapshot_sysfs_counter(char *path)
1929 {
1930         FILE *fp;
1931         int retval;
1932         unsigned long long counter;
1933
1934         fp = fopen_or_die(path, "r");
1935
1936         retval = fscanf(fp, "%lld", &counter);
1937         if (retval != 1)
1938                 err(1, "snapshot_sysfs_counter(%s)", path);
1939
1940         fclose(fp);
1941
1942         return counter;
1943 }
1944
1945 int get_mp(int cpu, struct msr_counter *mp, unsigned long long *counterp)
1946 {
1947         if (mp->msr_num != 0) {
1948                 if (get_msr(cpu, mp->msr_num, counterp))
1949                         return -1;
1950         } else {
1951                 char path[128 + PATH_BYTES];
1952
1953                 if (mp->flags & SYSFS_PERCPU) {
1954                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/%s", cpu, mp->path);
1955
1956                         *counterp = snapshot_sysfs_counter(path);
1957                 } else {
1958                         *counterp = snapshot_sysfs_counter(mp->path);
1959                 }
1960         }
1961
1962         return 0;
1963 }
1964
1965 unsigned long long get_uncore_mhz(int package, int die)
1966 {
1967         char path[128];
1968
1969         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/current_freq_khz", package,
1970                 die);
1971
1972         return (snapshot_sysfs_counter(path) / 1000);
1973 }
1974
1975 int get_epb(int cpu)
1976 {
1977         char path[128 + PATH_BYTES];
1978         unsigned long long msr;
1979         int ret, epb = -1;
1980         FILE *fp;
1981
1982         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/power/energy_perf_bias", cpu);
1983
1984         fp = fopen(path, "r");
1985         if (!fp)
1986                 goto msr_fallback;
1987
1988         ret = fscanf(fp, "%d", &epb);
1989         if (ret != 1)
1990                 err(1, "%s(%s)", __func__, path);
1991
1992         fclose(fp);
1993
1994         return epb;
1995
1996 msr_fallback:
1997         get_msr(cpu, MSR_IA32_ENERGY_PERF_BIAS, &msr);
1998
1999         return msr & 0xf;
2000 }
2001
2002 void get_apic_id(struct thread_data *t)
2003 {
2004         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
2005
2006         if (DO_BIC(BIC_APIC)) {
2007                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2008                 __cpuid(1, eax, ebx, ecx, edx);
2009
2010                 t->apic_id = (ebx >> 24) & 0xff;
2011         }
2012
2013         if (!DO_BIC(BIC_X2APIC))
2014                 return;
2015
2016         if (authentic_amd || hygon_genuine) {
2017                 unsigned int topology_extensions;
2018
2019                 if (max_extended_level < 0x8000001e)
2020                         return;
2021
2022                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2023                 __cpuid(0x80000001, eax, ebx, ecx, edx);
2024                 topology_extensions = ecx & (1 << 22);
2025
2026                 if (topology_extensions == 0)
2027                         return;
2028
2029                 eax = ebx = ecx = edx = 0;
2030                 __cpuid(0x8000001e, eax, ebx, ecx, edx);
2031
2032                 t->x2apic_id = eax;
2033                 return;
2034         }
2035
2036         if (!genuine_intel)
2037                 return;
2038
2039         if (max_level < 0xb)
2040                 return;
2041
2042         ecx = 0;
2043         __cpuid(0xb, eax, ebx, ecx, edx);
2044         t->x2apic_id = edx;
2045
2046         if (debug && (t->apic_id != (t->x2apic_id & 0xff)))
2047                 fprintf(outf, "cpu%d: BIOS BUG: apic 0x%x x2apic 0x%x\n", t->cpu_id, t->apic_id, t->x2apic_id);
2048 }
2049
2050 int get_core_throt_cnt(int cpu, unsigned long long *cnt)
2051 {
2052         char path[128 + PATH_BYTES];
2053         unsigned long long tmp;
2054         FILE *fp;
2055         int ret;
2056
2057         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/thermal_throttle/core_throttle_count", cpu);
2058         fp = fopen(path, "r");
2059         if (!fp)
2060                 return -1;
2061         ret = fscanf(fp, "%lld", &tmp);
2062         fclose(fp);
2063         if (ret != 1)
2064                 return -1;
2065         *cnt = tmp;
2066
2067         return 0;
2068 }
2069
2070 /*
2071  * get_counters(...)
2072  * migrate to cpu
2073  * acquire and record local counters for that cpu
2074  */
2075 int get_counters(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
2076 {
2077         int cpu = t->cpu_id;
2078         unsigned long long msr;
2079         int aperf_mperf_retry_count = 0;
2080         struct msr_counter *mp;
2081         int i;
2082
2083         if (cpu_migrate(cpu)) {
2084                 fprintf(outf, "get_counters: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
2085                 return -1;
2086         }
2087
2088         gettimeofday(&t->tv_begin, (struct timezone *)NULL);
2089
2090         if (first_counter_read)
2091                 get_apic_id(t);
2092 retry:
2093         t->tsc = rdtsc();       /* we are running on local CPU of interest */
2094
2095         if (DO_BIC(BIC_Avg_MHz) || DO_BIC(BIC_Busy) || DO_BIC(BIC_Bzy_MHz) || soft_c1_residency_display(BIC_Avg_MHz)) {
2096                 unsigned long long tsc_before, tsc_between, tsc_after, aperf_time, mperf_time;
2097
2098                 /*
2099                  * The TSC, APERF and MPERF must be read together for
2100                  * APERF/MPERF and MPERF/TSC to give accurate results.
2101                  *
2102                  * Unfortunately, APERF and MPERF are read by
2103                  * individual system call, so delays may occur
2104                  * between them.  If the time to read them
2105                  * varies by a large amount, we re-read them.
2106                  */
2107
2108                 /*
2109                  * This initial dummy APERF read has been seen to
2110                  * reduce jitter in the subsequent reads.
2111                  */
2112
2113                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_APERF, &t->aperf))
2114                         return -3;
2115
2116                 t->tsc = rdtsc();       /* re-read close to APERF */
2117
2118                 tsc_before = t->tsc;
2119
2120                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_APERF, &t->aperf))
2121                         return -3;
2122
2123                 tsc_between = rdtsc();
2124
2125                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_MPERF, &t->mperf))
2126                         return -4;
2127
2128                 tsc_after = rdtsc();
2129
2130                 aperf_time = tsc_between - tsc_before;
2131                 mperf_time = tsc_after - tsc_between;
2132
2133                 /*
2134                  * If the system call latency to read APERF and MPERF
2135                  * differ by more than 2x, then try again.
2136                  */
2137                 if ((aperf_time > (2 * mperf_time)) || (mperf_time > (2 * aperf_time))) {
2138                         aperf_mperf_retry_count++;
2139                         if (aperf_mperf_retry_count < 5)
2140                                 goto retry;
2141                         else
2142                                 warnx("cpu%d jitter %lld %lld", cpu, aperf_time, mperf_time);
2143                 }
2144                 aperf_mperf_retry_count = 0;
2145
2146                 t->aperf = t->aperf * aperf_mperf_multiplier;
2147                 t->mperf = t->mperf * aperf_mperf_multiplier;
2148         }
2149
2150         if (DO_BIC(BIC_IPC))
2151                 if (read(get_instr_count_fd(cpu), &t->instr_count, sizeof(long long)) != sizeof(long long))
2152                         return -4;
2153
2154         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
2155                 t->irq_count = irqs_per_cpu[cpu];
2156         if (DO_BIC(BIC_SMI)) {
2157                 if (get_msr(cpu, MSR_SMI_COUNT, &msr))
2158                         return -5;
2159                 t->smi_count = msr & 0xFFFFFFFF;
2160         }
2161         if (DO_BIC(BIC_CPU_c1) && use_c1_residency_msr) {
2162                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C1_RES, &t->c1))
2163                         return -6;
2164         }
2165
2166         for (i = 0, mp = sys.tp; mp; i++, mp = mp->next) {
2167                 if (get_mp(cpu, mp, &t->counter[i]))
2168                         return -10;
2169         }
2170
2171         /* collect core counters only for 1st thread in core */
2172         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
2173                 goto done;
2174
2175         if (DO_BIC(BIC_CPU_c3) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c3)) {
2176                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C3_RESIDENCY, &c->c3))
2177                         return -6;
2178         }
2179
2180         if ((DO_BIC(BIC_CPU_c6) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c6)) && !do_knl_cstates) {
2181                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C6_RESIDENCY, &c->c6))
2182                         return -7;
2183         } else if (do_knl_cstates || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c6)) {
2184                 if (get_msr(cpu, MSR_KNL_CORE_C6_RESIDENCY, &c->c6))
2185                         return -7;
2186         }
2187
2188         if (DO_BIC(BIC_CPU_c7) || soft_c1_residency_display(BIC_CPU_c7)) {
2189                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_C7_RESIDENCY, &c->c7))
2190                         return -8;
2191                 else if (t->is_atom) {
2192                         /*
2193                          * For Atom CPUs that has core cstate deeper than c6,
2194                          * MSR_CORE_C6_RESIDENCY returns residency of cc6 and deeper.
2195                          * Minus CC7 (and deeper cstates) residency to get
2196                          * accturate cc6 residency.
2197                          */
2198                         c->c6 -= c->c7;
2199                 }
2200         }
2201
2202         if (DO_BIC(BIC_Mod_c6))
2203                 if (get_msr(cpu, MSR_MODULE_C6_RES_MS, &c->mc6_us))
2204                         return -8;
2205
2206         if (DO_BIC(BIC_CoreTmp)) {
2207                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
2208                         return -9;
2209                 c->core_temp_c = tj_max - ((msr >> 16) & 0x7F);
2210         }
2211
2212         if (DO_BIC(BIC_CORE_THROT_CNT))
2213                 get_core_throt_cnt(cpu, &c->core_throt_cnt);
2214
2215         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
2216                 if (get_msr(cpu, MSR_CORE_ENERGY_STAT, &msr))
2217                         return -14;
2218                 c->core_energy = msr & 0xFFFFFFFF;
2219         }
2220
2221         for (i = 0, mp = sys.cp; mp; i++, mp = mp->next) {
2222                 if (get_mp(cpu, mp, &c->counter[i]))
2223                         return -10;
2224         }
2225
2226         /* collect package counters only for 1st core in package */
2227         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
2228                 goto done;
2229
2230         if (DO_BIC(BIC_Totl_c0)) {
2231                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_WEIGHTED_CORE_C0_RES, &p->pkg_wtd_core_c0))
2232                         return -10;
2233         }
2234         if (DO_BIC(BIC_Any_c0)) {
2235                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_ANY_CORE_C0_RES, &p->pkg_any_core_c0))
2236                         return -11;
2237         }
2238         if (DO_BIC(BIC_GFX_c0)) {
2239                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_ANY_GFXE_C0_RES, &p->pkg_any_gfxe_c0))
2240                         return -12;
2241         }
2242         if (DO_BIC(BIC_CPUGFX)) {
2243                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_BOTH_CORE_GFXE_C0_RES, &p->pkg_both_core_gfxe_c0))
2244                         return -13;
2245         }
2246         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc3))
2247                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C3_RESIDENCY, &p->pc3))
2248                         return -9;
2249         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc6)) {
2250                 if (do_slm_cstates) {
2251                         if (get_msr(cpu, MSR_ATOM_PKG_C6_RESIDENCY, &p->pc6))
2252                                 return -10;
2253                 } else {
2254                         if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C6_RESIDENCY, &p->pc6))
2255                                 return -10;
2256                 }
2257         }
2258
2259         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc2))
2260                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C2_RESIDENCY, &p->pc2))
2261                         return -11;
2262         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc7))
2263                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C7_RESIDENCY, &p->pc7))
2264                         return -12;
2265         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc8))
2266                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C8_RESIDENCY, &p->pc8))
2267                         return -13;
2268         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc9))
2269                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C9_RESIDENCY, &p->pc9))
2270                         return -13;
2271         if (DO_BIC(BIC_Pkgpc10))
2272                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_C10_RESIDENCY, &p->pc10))
2273                         return -13;
2274
2275         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
2276                 p->cpu_lpi = cpuidle_cur_cpu_lpi_us;
2277         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
2278                 p->sys_lpi = cpuidle_cur_sys_lpi_us;
2279
2280         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
2281                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_ENERGY_STATUS, &msr))
2282                         return -13;
2283                 p->energy_pkg = msr;
2284         }
2285         if (do_rapl & RAPL_CORES_ENERGY_STATUS) {
2286                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PP0_ENERGY_STATUS, &msr))
2287                         return -14;
2288                 p->energy_cores = msr;
2289         }
2290         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
2291                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_DRAM_ENERGY_STATUS, &msr))
2292                         return -15;
2293                 p->energy_dram = msr;
2294         }
2295         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
2296                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PP1_ENERGY_STATUS, &msr))
2297                         return -16;
2298                 p->energy_gfx = msr;
2299         }
2300         if (do_rapl & RAPL_PKG_PERF_STATUS) {
2301                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_PERF_STATUS, &msr))
2302                         return -16;
2303                 p->rapl_pkg_perf_status = msr;
2304         }
2305         if (do_rapl & RAPL_DRAM_PERF_STATUS) {
2306                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_DRAM_PERF_STATUS, &msr))
2307                         return -16;
2308                 p->rapl_dram_perf_status = msr;
2309         }
2310         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
2311                 if (get_msr_sum(cpu, MSR_PKG_ENERGY_STAT, &msr))
2312                         return -13;
2313                 p->energy_pkg = msr;
2314         }
2315         if (DO_BIC(BIC_PkgTmp)) {
2316                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
2317                         return -17;
2318                 p->pkg_temp_c = tj_max - ((msr >> 16) & 0x7F);
2319         }
2320
2321         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
2322                 p->gfx_rc6_ms = gfx_cur_rc6_ms;
2323
2324         /* n.b. assume die0 uncore frequency applies to whole package */
2325         if (DO_BIC(BIC_UNCORE_MHZ))
2326                 p->uncore_mhz = get_uncore_mhz(p->package_id, 0);
2327
2328         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
2329                 p->gfx_mhz = gfx_cur_mhz;
2330
2331         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
2332                 p->gfx_act_mhz = gfx_act_mhz;
2333
2334         for (i = 0, mp = sys.pp; mp; i++, mp = mp->next) {
2335                 if (get_mp(cpu, mp, &p->counter[i]))
2336                         return -10;
2337         }
2338 done:
2339         gettimeofday(&t->tv_end, (struct timezone *)NULL);
2340
2341         return 0;
2342 }
2343
2344 /*
2345  * MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL decoding for pkg_cstate_limit:
2346  * If you change the values, note they are used both in comparisons
2347  * (>= PCL__7) and to index pkg_cstate_limit_strings[].
2348  */
2349
2350 #define PCLUKN 0                /* Unknown */
2351 #define PCLRSV 1                /* Reserved */
2352 #define PCL__0 2                /* PC0 */
2353 #define PCL__1 3                /* PC1 */
2354 #define PCL__2 4                /* PC2 */
2355 #define PCL__3 5                /* PC3 */
2356 #define PCL__4 6                /* PC4 */
2357 #define PCL__6 7                /* PC6 */
2358 #define PCL_6N 8                /* PC6 No Retention */
2359 #define PCL_6R 9                /* PC6 Retention */
2360 #define PCL__7 10               /* PC7 */
2361 #define PCL_7S 11               /* PC7 Shrink */
2362 #define PCL__8 12               /* PC8 */
2363 #define PCL__9 13               /* PC9 */
2364 #define PCL_10 14               /* PC10 */
2365 #define PCLUNL 15               /* Unlimited */
2366
2367 int pkg_cstate_limit = PCLUKN;
2368 char *pkg_cstate_limit_strings[] = { "reserved", "unknown", "pc0", "pc1", "pc2",
2369         "pc3", "pc4", "pc6", "pc6n", "pc6r", "pc7", "pc7s", "pc8", "pc9", "pc10", "unlimited"
2370 };
2371
2372 int nhm_pkg_cstate_limits[16] =
2373     { PCL__0, PCL__1, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2374         PCLRSV, PCLRSV
2375 };
2376
2377 int snb_pkg_cstate_limits[16] =
2378     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCL__7, PCL_7S, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2379         PCLRSV, PCLRSV
2380 };
2381
2382 int hsw_pkg_cstate_limits[16] =
2383     { PCL__0, PCL__2, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCL_7S, PCL__8, PCL__9, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2384         PCLRSV, PCLRSV
2385 };
2386
2387 int slv_pkg_cstate_limits[16] =
2388     { PCL__0, PCL__1, PCLRSV, PCLRSV, PCL__4, PCLRSV, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2389         PCL__6, PCL__7
2390 };
2391
2392 int amt_pkg_cstate_limits[16] =
2393     { PCLUNL, PCL__1, PCL__2, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCL__6, PCL__7, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2394         PCLRSV, PCLRSV
2395 };
2396
2397 int phi_pkg_cstate_limits[16] =
2398     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2399         PCLRSV, PCLRSV
2400 };
2401
2402 int glm_pkg_cstate_limits[16] =
2403     { PCLUNL, PCL__1, PCL__3, PCL__6, PCL__7, PCL_7S, PCL__8, PCL__9, PCL_10, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2404         PCLRSV, PCLRSV
2405 };
2406
2407 int skx_pkg_cstate_limits[16] =
2408     { PCL__0, PCL__2, PCL_6N, PCL_6R, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2409         PCLRSV, PCLRSV
2410 };
2411
2412 int icx_pkg_cstate_limits[16] =
2413     { PCL__0, PCL__2, PCL__6, PCL__6, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLUNL, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV, PCLRSV,
2414         PCLRSV, PCLRSV
2415 };
2416
2417 static void calculate_tsc_tweak()
2418 {
2419         tsc_tweak = base_hz / tsc_hz;
2420 }
2421
2422 void prewake_cstate_probe(unsigned int family, unsigned int model);
2423
2424 static void dump_nhm_platform_info(void)
2425 {
2426         unsigned long long msr;
2427         unsigned int ratio;
2428
2429         get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr);
2430
2431         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PLATFORM_INFO: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2432
2433         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
2434         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max efficiency frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2435
2436         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2437         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz base frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2438
2439         get_msr(base_cpu, MSR_IA32_POWER_CTL, &msr);
2440         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_POWER_CTL: 0x%08llx (C1E auto-promotion: %sabled)\n",
2441                 base_cpu, msr, msr & 0x2 ? "EN" : "DIS");
2442
2443         /* C-state Pre-wake Disable (CSTATE_PREWAKE_DISABLE) */
2444         if (dis_cstate_prewake)
2445                 fprintf(outf, "C-state Pre-wake: %sabled\n", msr & 0x40000000 ? "DIS" : "EN");
2446
2447         return;
2448 }
2449
2450 static void dump_hsw_turbo_ratio_limits(void)
2451 {
2452         unsigned long long msr;
2453         unsigned int ratio;
2454
2455         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT2, &msr);
2456
2457         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT2: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2458
2459         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2460         if (ratio)
2461                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 18 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2462
2463         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
2464         if (ratio)
2465                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 17 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2466         return;
2467 }
2468
2469 static void dump_ivt_turbo_ratio_limits(void)
2470 {
2471         unsigned long long msr;
2472         unsigned int ratio;
2473
2474         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &msr);
2475
2476         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2477
2478         ratio = (msr >> 56) & 0xFF;
2479         if (ratio)
2480                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 16 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2481
2482         ratio = (msr >> 48) & 0xFF;
2483         if (ratio)
2484                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 15 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2485
2486         ratio = (msr >> 40) & 0xFF;
2487         if (ratio)
2488                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 14 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2489
2490         ratio = (msr >> 32) & 0xFF;
2491         if (ratio)
2492                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 13 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2493
2494         ratio = (msr >> 24) & 0xFF;
2495         if (ratio)
2496                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 12 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2497
2498         ratio = (msr >> 16) & 0xFF;
2499         if (ratio)
2500                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 11 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2501
2502         ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
2503         if (ratio)
2504                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 10 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2505
2506         ratio = (msr >> 0) & 0xFF;
2507         if (ratio)
2508                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 9 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2509         return;
2510 }
2511
2512 int has_turbo_ratio_group_limits(int family, int model)
2513 {
2514
2515         if (!genuine_intel)
2516                 return 0;
2517
2518         if (family != 6)
2519                 return 0;
2520
2521         switch (model) {
2522         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
2523         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
2524         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
2525         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
2526         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:
2527         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D:
2528                 return 1;
2529         default:
2530                 return 0;
2531         }
2532 }
2533
2534 static void dump_turbo_ratio_limits(int trl_msr_offset, int family, int model)
2535 {
2536         unsigned long long msr, core_counts;
2537         int shift;
2538
2539         get_msr(base_cpu, trl_msr_offset, &msr);
2540         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_%sTURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n",
2541                 base_cpu, trl_msr_offset == MSR_SECONDARY_TURBO_RATIO_LIMIT ? "SECONDARY_" : "", msr);
2542
2543         if (has_turbo_ratio_group_limits(family, model)) {
2544                 get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &core_counts);
2545                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1: 0x%08llx\n", base_cpu, core_counts);
2546         } else {
2547                 core_counts = 0x0807060504030201;
2548         }
2549
2550         for (shift = 56; shift >= 0; shift -= 8) {
2551                 unsigned int ratio, group_size;
2552
2553                 ratio = (msr >> shift) & 0xFF;
2554                 group_size = (core_counts >> shift) & 0xFF;
2555                 if (ratio)
2556                         fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo %d active cores\n",
2557                                 ratio, bclk, ratio * bclk, group_size);
2558         }
2559
2560         return;
2561 }
2562
2563 static void dump_atom_turbo_ratio_limits(void)
2564 {
2565         unsigned long long msr;
2566         unsigned int ratio;
2567
2568         get_msr(base_cpu, MSR_ATOM_CORE_RATIOS, &msr);
2569         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_ATOM_CORE_RATIOS: 0x%08llx\n", base_cpu, msr & 0xFFFFFFFF);
2570
2571         ratio = (msr >> 0) & 0x3F;
2572         if (ratio)
2573                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz minimum operating frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2574
2575         ratio = (msr >> 8) & 0x3F;
2576         if (ratio)
2577                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz low frequency mode (LFM)\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2578
2579         ratio = (msr >> 16) & 0x3F;
2580         if (ratio)
2581                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz base frequency\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2582
2583         get_msr(base_cpu, MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, &msr);
2584         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS: 0x%08llx\n", base_cpu, msr & 0xFFFFFFFF);
2585
2586         ratio = (msr >> 24) & 0x3F;
2587         if (ratio)
2588                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 4 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2589
2590         ratio = (msr >> 16) & 0x3F;
2591         if (ratio)
2592                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 3 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2593
2594         ratio = (msr >> 8) & 0x3F;
2595         if (ratio)
2596                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 2 active cores\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2597
2598         ratio = (msr >> 0) & 0x3F;
2599         if (ratio)
2600                 fprintf(outf, "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo 1 active core\n", ratio, bclk, ratio * bclk);
2601 }
2602
2603 static void dump_knl_turbo_ratio_limits(void)
2604 {
2605         const unsigned int buckets_no = 7;
2606
2607         unsigned long long msr;
2608         int delta_cores, delta_ratio;
2609         int i, b_nr;
2610         unsigned int cores[buckets_no];
2611         unsigned int ratio[buckets_no];
2612
2613         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
2614
2615         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_RATIO_LIMIT: 0x%08llx\n", base_cpu, msr);
2616
2617         /*
2618          * Turbo encoding in KNL is as follows:
2619          * [0] -- Reserved
2620          * [7:1] -- Base value of number of active cores of bucket 1.
2621          * [15:8] -- Base value of freq ratio of bucket 1.
2622          * [20:16] -- +ve delta of number of active cores of bucket 2.
2623          * i.e. active cores of bucket 2 =
2624          * active cores of bucket 1 + delta
2625          * [23:21] -- Negative delta of freq ratio of bucket 2.
2626          * i.e. freq ratio of bucket 2 =
2627          * freq ratio of bucket 1 - delta
2628          * [28:24]-- +ve delta of number of active cores of bucket 3.
2629          * [31:29]-- -ve delta of freq ratio of bucket 3.
2630          * [36:32]-- +ve delta of number of active cores of bucket 4.
2631          * [39:37]-- -ve delta of freq ratio of bucket 4.
2632          * [44:40]-- +ve delta of number of active cores of bucket 5.
2633          * [47:45]-- -ve delta of freq ratio of bucket 5.
2634          * [52:48]-- +ve delta of number of active cores of bucket 6.
2635          * [55:53]-- -ve delta of freq ratio of bucket 6.
2636          * [60:56]-- +ve delta of number of active cores of bucket 7.
2637          * [63:61]-- -ve delta of freq ratio of bucket 7.
2638          */
2639
2640         b_nr = 0;
2641         cores[b_nr] = (msr & 0xFF) >> 1;
2642         ratio[b_nr] = (msr >> 8) & 0xFF;
2643
2644         for (i = 16; i < 64; i += 8) {
2645                 delta_cores = (msr >> i) & 0x1F;
2646                 delta_ratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
2647
2648                 cores[b_nr + 1] = cores[b_nr] + delta_cores;
2649                 ratio[b_nr + 1] = ratio[b_nr] - delta_ratio;
2650                 b_nr++;
2651         }
2652
2653         for (i = buckets_no - 1; i >= 0; i--)
2654                 if (i > 0 ? ratio[i] != ratio[i - 1] : 1)
2655                         fprintf(outf,
2656                                 "%d * %.1f = %.1f MHz max turbo %d active cores\n",
2657                                 ratio[i], bclk, ratio[i] * bclk, cores[i]);
2658 }
2659
2660 static void dump_nhm_cst_cfg(void)
2661 {
2662         unsigned long long msr;
2663
2664         get_msr(base_cpu, MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL, &msr);
2665
2666         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL: 0x%08llx", base_cpu, msr);
2667
2668         fprintf(outf, " (%s%s%s%s%slocked, pkg-cstate-limit=%d (%s)",
2669                 (msr & SNB_C3_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C3, " : "",
2670                 (msr & SNB_C1_AUTO_UNDEMOTE) ? "UNdemote-C1, " : "",
2671                 (msr & NHM_C3_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C3, " : "",
2672                 (msr & NHM_C1_AUTO_DEMOTE) ? "demote-C1, " : "",
2673                 (msr & (1 << 15)) ? "" : "UN", (unsigned int)msr & 0xF, pkg_cstate_limit_strings[pkg_cstate_limit]);
2674
2675 #define AUTOMATIC_CSTATE_CONVERSION             (1UL << 16)
2676         if (has_automatic_cstate_conversion) {
2677                 fprintf(outf, ", automatic c-state conversion=%s", (msr & AUTOMATIC_CSTATE_CONVERSION) ? "on" : "off");
2678         }
2679
2680         fprintf(outf, ")\n");
2681
2682         return;
2683 }
2684
2685 static void dump_config_tdp(void)
2686 {
2687         unsigned long long msr;
2688
2689         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_NOMINAL, &msr);
2690         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_NOMINAL: 0x%08llx", base_cpu, msr);
2691         fprintf(outf, " (base_ratio=%d)\n", (unsigned int)msr & 0xFF);
2692
2693         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_1, &msr);
2694         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_1: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2695         if (msr) {
2696                 fprintf(outf, "PKG_MIN_PWR_LVL1=%d ", (unsigned int)(msr >> 48) & 0x7FFF);
2697                 fprintf(outf, "PKG_MAX_PWR_LVL1=%d ", (unsigned int)(msr >> 32) & 0x7FFF);
2698                 fprintf(outf, "LVL1_RATIO=%d ", (unsigned int)(msr >> 16) & 0xFF);
2699                 fprintf(outf, "PKG_TDP_LVL1=%d", (unsigned int)(msr) & 0x7FFF);
2700         }
2701         fprintf(outf, ")\n");
2702
2703         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_2, &msr);
2704         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_LEVEL_2: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2705         if (msr) {
2706                 fprintf(outf, "PKG_MIN_PWR_LVL2=%d ", (unsigned int)(msr >> 48) & 0x7FFF);
2707                 fprintf(outf, "PKG_MAX_PWR_LVL2=%d ", (unsigned int)(msr >> 32) & 0x7FFF);
2708                 fprintf(outf, "LVL2_RATIO=%d ", (unsigned int)(msr >> 16) & 0xFF);
2709                 fprintf(outf, "PKG_TDP_LVL2=%d", (unsigned int)(msr) & 0x7FFF);
2710         }
2711         fprintf(outf, ")\n");
2712
2713         get_msr(base_cpu, MSR_CONFIG_TDP_CONTROL, &msr);
2714         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CONFIG_TDP_CONTROL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2715         if ((msr) & 0x3)
2716                 fprintf(outf, "TDP_LEVEL=%d ", (unsigned int)(msr) & 0x3);
2717         fprintf(outf, " lock=%d", (unsigned int)(msr >> 31) & 1);
2718         fprintf(outf, ")\n");
2719
2720         get_msr(base_cpu, MSR_TURBO_ACTIVATION_RATIO, &msr);
2721         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_TURBO_ACTIVATION_RATIO: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2722         fprintf(outf, "MAX_NON_TURBO_RATIO=%d", (unsigned int)(msr) & 0xFF);
2723         fprintf(outf, " lock=%d", (unsigned int)(msr >> 31) & 1);
2724         fprintf(outf, ")\n");
2725 }
2726
2727 unsigned int irtl_time_units[] = { 1, 32, 1024, 32768, 1048576, 33554432, 0, 0 };
2728
2729 void print_irtl(void)
2730 {
2731         unsigned long long msr;
2732
2733         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC3_IRTL, &msr);
2734         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC3_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2735         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2736                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2737
2738         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC6_IRTL, &msr);
2739         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC6_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2740         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2741                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2742
2743         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC7_IRTL, &msr);
2744         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC7_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2745         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2746                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2747
2748         if (!do_irtl_hsw)
2749                 return;
2750
2751         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC8_IRTL, &msr);
2752         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC8_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2753         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2754                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2755
2756         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC9_IRTL, &msr);
2757         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC9_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2758         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2759                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2760
2761         get_msr(base_cpu, MSR_PKGC10_IRTL, &msr);
2762         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKGC10_IRTL: 0x%08llx (", base_cpu, msr);
2763         fprintf(outf, "%svalid, %lld ns)\n", msr & (1 << 15) ? "" : "NOT",
2764                 (msr & 0x3FF) * irtl_time_units[(msr >> 10) & 0x3]);
2765
2766 }
2767
2768 void free_fd_percpu(void)
2769 {
2770         int i;
2771
2772         for (i = 0; i < topo.max_cpu_num + 1; ++i) {
2773                 if (fd_percpu[i] != 0)
2774                         close(fd_percpu[i]);
2775         }
2776
2777         free(fd_percpu);
2778 }
2779
2780 void free_all_buffers(void)
2781 {
2782         int i;
2783
2784         CPU_FREE(cpu_present_set);
2785         cpu_present_set = NULL;
2786         cpu_present_setsize = 0;
2787
2788         CPU_FREE(cpu_affinity_set);
2789         cpu_affinity_set = NULL;
2790         cpu_affinity_setsize = 0;
2791
2792         free(thread_even);
2793         free(core_even);
2794         free(package_even);
2795
2796         thread_even = NULL;
2797         core_even = NULL;
2798         package_even = NULL;
2799
2800         free(thread_odd);
2801         free(core_odd);
2802         free(package_odd);
2803
2804         thread_odd = NULL;
2805         core_odd = NULL;
2806         package_odd = NULL;
2807
2808         free(output_buffer);
2809         output_buffer = NULL;
2810         outp = NULL;
2811
2812         free_fd_percpu();
2813
2814         free(irq_column_2_cpu);
2815         free(irqs_per_cpu);
2816
2817         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; ++i) {
2818                 if (cpus[i].put_ids)
2819                         CPU_FREE(cpus[i].put_ids);
2820         }
2821         free(cpus);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Parse a file containing a single int.
2826  * Return 0 if file can not be opened
2827  * Exit if file can be opened, but can not be parsed
2828  */
2829 int parse_int_file(const char *fmt, ...)
2830 {
2831         va_list args;
2832         char path[PATH_MAX];
2833         FILE *filep;
2834         int value;
2835
2836         va_start(args, fmt);
2837         vsnprintf(path, sizeof(path), fmt, args);
2838         va_end(args);
2839         filep = fopen(path, "r");
2840         if (!filep)
2841                 return 0;
2842         if (fscanf(filep, "%d", &value) != 1)
2843                 err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
2844         fclose(filep);
2845         return value;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * cpu_is_first_core_in_package(cpu)
2850  * return 1 if given CPU is 1st core in package
2851  */
2852 int cpu_is_first_core_in_package(int cpu)
2853 {
2854         return cpu == parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_siblings_list", cpu);
2855 }
2856
2857 int get_physical_package_id(int cpu)
2858 {
2859         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/physical_package_id", cpu);
2860 }
2861
2862 int get_die_id(int cpu)
2863 {
2864         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/die_id", cpu);
2865 }
2866
2867 int get_core_id(int cpu)
2868 {
2869         return parse_int_file("/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/core_id", cpu);
2870 }
2871
2872 void set_node_data(void)
2873 {
2874         int pkg, node, lnode, cpu, cpux;
2875         int cpu_count;
2876
2877         /* initialize logical_node_id */
2878         for (cpu = 0; cpu <= topo.max_cpu_num; ++cpu)
2879                 cpus[cpu].logical_node_id = -1;
2880
2881         cpu_count = 0;
2882         for (pkg = 0; pkg < topo.num_packages; pkg++) {
2883                 lnode = 0;
2884                 for (cpu = 0; cpu <= topo.max_cpu_num; ++cpu) {
2885                         if (cpus[cpu].physical_package_id != pkg)
2886                                 continue;
2887                         /* find a cpu with an unset logical_node_id */
2888                         if (cpus[cpu].logical_node_id != -1)
2889                                 continue;
2890                         cpus[cpu].logical_node_id = lnode;
2891                         node = cpus[cpu].physical_node_id;
2892                         cpu_count++;
2893                         /*
2894                          * find all matching cpus on this pkg and set
2895                          * the logical_node_id
2896                          */
2897                         for (cpux = cpu; cpux <= topo.max_cpu_num; cpux++) {
2898                                 if ((cpus[cpux].physical_package_id == pkg) && (cpus[cpux].physical_node_id == node)) {
2899                                         cpus[cpux].logical_node_id = lnode;
2900                                         cpu_count++;
2901                                 }
2902                         }
2903                         lnode++;
2904                         if (lnode > topo.nodes_per_pkg)
2905                                 topo.nodes_per_pkg = lnode;
2906                 }
2907                 if (cpu_count >= topo.max_cpu_num)
2908                         break;
2909         }
2910 }
2911
2912 int get_physical_node_id(struct cpu_topology *thiscpu)
2913 {
2914         char path[80];
2915         FILE *filep;
2916         int i;
2917         int cpu = thiscpu->logical_cpu_id;
2918
2919         for (i = 0; i <= topo.max_cpu_num; i++) {
2920                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/node%i/cpulist", cpu, i);
2921                 filep = fopen(path, "r");
2922                 if (!filep)
2923                         continue;
2924                 fclose(filep);
2925                 return i;
2926         }
2927         return -1;
2928 }
2929
2930 int get_thread_siblings(struct cpu_topology *thiscpu)
2931 {
2932         char path[80], character;
2933         FILE *filep;
2934         unsigned long map;
2935         int so, shift, sib_core;
2936         int cpu = thiscpu->logical_cpu_id;
2937         int offset = topo.max_cpu_num + 1;
2938         size_t size;
2939         int thread_id = 0;
2940
2941         thiscpu->put_ids = CPU_ALLOC((topo.max_cpu_num + 1));
2942         if (thiscpu->thread_id < 0)
2943                 thiscpu->thread_id = thread_id++;
2944         if (!thiscpu->put_ids)
2945                 return -1;
2946
2947         size = CPU_ALLOC_SIZE((topo.max_cpu_num + 1));
2948         CPU_ZERO_S(size, thiscpu->put_ids);
2949
2950         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings", cpu);
2951         filep = fopen(path, "r");
2952
2953         if (!filep) {
2954                 warnx("%s: open failed", path);
2955                 return -1;
2956         }
2957         do {
2958                 offset -= BITMASK_SIZE;
2959                 if (fscanf(filep, "%lx%c", &map, &character) != 2)
2960                         err(1, "%s: failed to parse file", path);
2961                 for (shift = 0; shift < BITMASK_SIZE; shift++) {
2962                         if ((map >> shift) & 0x1) {
2963                                 so = shift + offset;
2964                                 sib_core = get_core_id(so);
2965                                 if (sib_core == thiscpu->physical_core_id) {
2966                                         CPU_SET_S(so, size, thiscpu->put_ids);
2967                                         if ((so != cpu) && (cpus[so].thread_id < 0))
2968                                                 cpus[so].thread_id = thread_id++;
2969                                 }
2970                         }
2971                 }
2972         } while (character == ',');
2973         fclose(filep);
2974
2975         return CPU_COUNT_S(size, thiscpu->put_ids);
2976 }
2977
2978 /*
2979  * run func(thread, core, package) in topology order
2980  * skip non-present cpus
2981  */
2982
2983 int for_all_cpus_2(int (func) (struct thread_data *, struct core_data *,
2984                                struct pkg_data *, struct thread_data *, struct core_data *,
2985                                struct pkg_data *), struct thread_data *thread_base,
2986                    struct core_data *core_base, struct pkg_data *pkg_base,
2987                    struct thread_data *thread_base2, struct core_data *core_base2, struct pkg_data *pkg_base2)
2988 {
2989         int retval, pkg_no, node_no, core_no, thread_no;
2990
2991         for (pkg_no = 0; pkg_no < topo.num_packages; ++pkg_no) {
2992                 for (node_no = 0; node_no < topo.nodes_per_pkg; ++node_no) {
2993                         for (core_no = 0; core_no < topo.cores_per_node; ++core_no) {
2994                                 for (thread_no = 0; thread_no < topo.threads_per_core; ++thread_no) {
2995                                         struct thread_data *t, *t2;
2996                                         struct core_data *c, *c2;
2997                                         struct pkg_data *p, *p2;
2998
2999                                         t = GET_THREAD(thread_base, thread_no, core_no, node_no, pkg_no);
3000
3001                                         if (cpu_is_not_present(t->cpu_id))
3002                                                 continue;
3003
3004                                         t2 = GET_THREAD(thread_base2, thread_no, core_no, node_no, pkg_no);
3005
3006                                         c = GET_CORE(core_base, core_no, node_no, pkg_no);
3007                                         c2 = GET_CORE(core_base2, core_no, node_no, pkg_no);
3008
3009                                         p = GET_PKG(pkg_base, pkg_no);
3010                                         p2 = GET_PKG(pkg_base2, pkg_no);
3011
3012                                         retval = func(t, c, p, t2, c2, p2);
3013                                         if (retval)
3014                                                 return retval;
3015                                 }
3016                         }
3017                 }
3018         }
3019         return 0;
3020 }
3021
3022 /*
3023  * run func(cpu) on every cpu in /proc/stat
3024  * return max_cpu number
3025  */
3026 int for_all_proc_cpus(int (func) (int))
3027 {
3028         FILE *fp;
3029         int cpu_num;
3030         int retval;
3031
3032         fp = fopen_or_die(proc_stat, "r");
3033
3034         retval = fscanf(fp, "cpu %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n");
3035         if (retval != 0)
3036                 err(1, "%s: failed to parse format", proc_stat);
3037
3038         while (1) {
3039                 retval = fscanf(fp, "cpu%u %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d %*d\n", &cpu_num);
3040                 if (retval != 1)
3041                         break;
3042
3043                 retval = func(cpu_num);
3044                 if (retval) {
3045                         fclose(fp);
3046                         return (retval);
3047                 }
3048         }
3049         fclose(fp);
3050         return 0;
3051 }
3052
3053 void re_initialize(void)
3054 {
3055         free_all_buffers();
3056         setup_all_buffers();
3057         fprintf(outf, "turbostat: re-initialized with num_cpus %d\n", topo.num_cpus);
3058 }
3059
3060 void set_max_cpu_num(void)
3061 {
3062         FILE *filep;
3063         int base_cpu;
3064         unsigned long dummy;
3065         char pathname[64];
3066
3067         base_cpu = sched_getcpu();
3068         if (base_cpu < 0)
3069                 err(1, "cannot find calling cpu ID");
3070         sprintf(pathname, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/topology/thread_siblings", base_cpu);
3071
3072         filep = fopen_or_die(pathname, "r");
3073         topo.max_cpu_num = 0;
3074         while (fscanf(filep, "%lx,", &dummy) == 1)
3075                 topo.max_cpu_num += BITMASK_SIZE;
3076         fclose(filep);
3077         topo.max_cpu_num--;     /* 0 based */
3078 }
3079
3080 /*
3081  * count_cpus()
3082  * remember the last one seen, it will be the max
3083  */
3084 int count_cpus(int cpu)
3085 {
3086         UNUSED(cpu);
3087
3088         topo.num_cpus++;
3089         return 0;
3090 }
3091
3092 int mark_cpu_present(int cpu)
3093 {
3094         CPU_SET_S(cpu, cpu_present_setsize, cpu_present_set);
3095         return 0;
3096 }
3097
3098 int init_thread_id(int cpu)
3099 {
3100         cpus[cpu].thread_id = -1;
3101         return 0;
3102 }
3103
3104 /*
3105  * snapshot_proc_interrupts()
3106  *
3107  * read and record summary of /proc/interrupts
3108  *
3109  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3110  */
3111 int snapshot_proc_interrupts(void)
3112 {
3113         static FILE *fp;
3114         int column, retval;
3115
3116         if (fp == NULL)
3117                 fp = fopen_or_die("/proc/interrupts", "r");
3118         else
3119                 rewind(fp);
3120
3121         /* read 1st line of /proc/interrupts to get cpu* name for each column */
3122         for (column = 0; column < topo.num_cpus; ++column) {
3123                 int cpu_number;
3124
3125                 retval = fscanf(fp, " CPU%d", &cpu_number);
3126                 if (retval != 1)
3127                         break;
3128
3129                 if (cpu_number > topo.max_cpu_num) {
3130                         warn("/proc/interrupts: cpu%d: > %d", cpu_number, topo.max_cpu_num);
3131                         return 1;
3132                 }
3133
3134                 irq_column_2_cpu[column] = cpu_number;
3135                 irqs_per_cpu[cpu_number] = 0;
3136         }
3137
3138         /* read /proc/interrupt count lines and sum up irqs per cpu */
3139         while (1) {
3140                 int column;
3141                 char buf[64];
3142
3143                 retval = fscanf(fp, " %s:", buf);       /* flush irq# "N:" */
3144                 if (retval != 1)
3145                         break;
3146
3147                 /* read the count per cpu */
3148                 for (column = 0; column < topo.num_cpus; ++column) {
3149
3150                         int cpu_number, irq_count;
3151
3152                         retval = fscanf(fp, " %d", &irq_count);
3153                         if (retval != 1)
3154                                 break;
3155
3156                         cpu_number = irq_column_2_cpu[column];
3157                         irqs_per_cpu[cpu_number] += irq_count;
3158
3159                 }
3160
3161                 while (getc(fp) != '\n') ;      /* flush interrupt description */
3162
3163         }
3164         return 0;
3165 }
3166
3167 /*
3168  * snapshot_gfx_rc6_ms()
3169  *
3170  * record snapshot of
3171  * /sys/class/drm/card0/power/rc6_residency_ms
3172  *
3173  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3174  */
3175 int snapshot_gfx_rc6_ms(void)
3176 {
3177         FILE *fp;
3178         int retval;
3179
3180         fp = fopen_or_die("/sys/class/drm/card0/power/rc6_residency_ms", "r");
3181
3182         retval = fscanf(fp, "%lld", &gfx_cur_rc6_ms);
3183         if (retval != 1)
3184                 err(1, "GFX rc6");
3185
3186         fclose(fp);
3187
3188         return 0;
3189 }
3190
3191 /*
3192  * snapshot_gfx_mhz()
3193  *
3194  * record snapshot of
3195  * /sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_cur_freq_mhz
3196  *
3197  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3198  */
3199 int snapshot_gfx_mhz(void)
3200 {
3201         static FILE *fp;
3202         int retval;
3203
3204         if (fp == NULL)
3205                 fp = fopen_or_die("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_cur_freq_mhz", "r");
3206         else {
3207                 rewind(fp);
3208                 fflush(fp);
3209         }
3210
3211         retval = fscanf(fp, "%d", &gfx_cur_mhz);
3212         if (retval != 1)
3213                 err(1, "GFX MHz");
3214
3215         return 0;
3216 }
3217
3218 /*
3219  * snapshot_gfx_cur_mhz()
3220  *
3221  * record snapshot of
3222  * /sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_act_freq_mhz
3223  *
3224  * return 1 if config change requires a restart, else return 0
3225  */
3226 int snapshot_gfx_act_mhz(void)
3227 {
3228         static FILE *fp;
3229         int retval;
3230
3231         if (fp == NULL)
3232                 fp = fopen_or_die("/sys/class/graphics/fb0/device/drm/card0/gt_act_freq_mhz", "r");
3233         else {
3234                 rewind(fp);
3235                 fflush(fp);
3236         }
3237
3238         retval = fscanf(fp, "%d", &gfx_act_mhz);
3239         if (retval != 1)
3240                 err(1, "GFX ACT MHz");
3241
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 /*
3246  * snapshot_cpu_lpi()
3247  *
3248  * record snapshot of
3249  * /sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_cpu_residency_us
3250  */
3251 int snapshot_cpu_lpi_us(void)
3252 {
3253         FILE *fp;
3254         int retval;
3255
3256         fp = fopen_or_die("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/low_power_idle_cpu_residency_us", "r");
3257
3258         retval = fscanf(fp, "%lld", &cpuidle_cur_cpu_lpi_us);
3259         if (retval != 1) {
3260                 fprintf(stderr, "Disabling Low Power Idle CPU output\n");
3261                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_CPU_LPI);
3262                 fclose(fp);
3263                 return -1;
3264         }
3265
3266         fclose(fp);
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 /*
3272  * snapshot_sys_lpi()
3273  *
3274  * record snapshot of sys_lpi_file
3275  */
3276 int snapshot_sys_lpi_us(void)
3277 {
3278         FILE *fp;
3279         int retval;
3280
3281         fp = fopen_or_die(sys_lpi_file, "r");
3282
3283         retval = fscanf(fp, "%lld", &cpuidle_cur_sys_lpi_us);
3284         if (retval != 1) {
3285                 fprintf(stderr, "Disabling Low Power Idle System output\n");
3286                 BIC_NOT_PRESENT(BIC_SYS_LPI);
3287                 fclose(fp);
3288                 return -1;
3289         }
3290         fclose(fp);
3291
3292         return 0;
3293 }
3294
3295 /*
3296  * snapshot /proc and /sys files
3297  *
3298  * return 1 if configuration restart needed, else return 0
3299  */
3300 int snapshot_proc_sysfs_files(void)
3301 {
3302         if (DO_BIC(BIC_IRQ))
3303                 if (snapshot_proc_interrupts())
3304                         return 1;
3305
3306         if (DO_BIC(BIC_GFX_rc6))
3307                 snapshot_gfx_rc6_ms();
3308
3309         if (DO_BIC(BIC_GFXMHz))
3310                 snapshot_gfx_mhz();
3311
3312         if (DO_BIC(BIC_GFXACTMHz))
3313                 snapshot_gfx_act_mhz();
3314
3315         if (DO_BIC(BIC_CPU_LPI))
3316                 snapshot_cpu_lpi_us();
3317
3318         if (DO_BIC(BIC_SYS_LPI))
3319                 snapshot_sys_lpi_us();
3320
3321         return 0;
3322 }
3323
3324 int exit_requested;
3325
3326 static void signal_handler(int signal)
3327 {
3328         switch (signal) {
3329         case SIGINT:
3330                 exit_requested = 1;
3331                 if (debug)
3332                         fprintf(stderr, " SIGINT\n");
3333                 break;
3334         case SIGUSR1:
3335                 if (debug > 1)
3336                         fprintf(stderr, "SIGUSR1\n");
3337                 break;
3338         }
3339 }
3340
3341 void setup_signal_handler(void)
3342 {
3343         struct sigaction sa;
3344
3345         memset(&sa, 0, sizeof(sa));
3346
3347         sa.sa_handler = &signal_handler;
3348
3349         if (sigaction(SIGINT, &sa, NULL) < 0)
3350                 err(1, "sigaction SIGINT");
3351         if (sigaction(SIGUSR1, &sa, NULL) < 0)
3352                 err(1, "sigaction SIGUSR1");
3353 }
3354
3355 void do_sleep(void)
3356 {
3357         struct timeval tout;
3358         struct timespec rest;
3359         fd_set readfds;
3360         int retval;
3361
3362         FD_ZERO(&readfds);
3363         FD_SET(0, &readfds);
3364
3365         if (ignore_stdin) {
3366                 nanosleep(&interval_ts, NULL);
3367                 return;
3368         }
3369
3370         tout = interval_tv;
3371         retval = select(1, &readfds, NULL, NULL, &tout);
3372
3373         if (retval == 1) {
3374                 switch (getc(stdin)) {
3375                 case 'q':
3376                         exit_requested = 1;
3377                         break;
3378                 case EOF:
3379                         /*
3380                          * 'stdin' is a pipe closed on the other end. There
3381                          * won't be any further input.
3382                          */
3383                         ignore_stdin = 1;
3384                         /* Sleep the rest of the time */
3385                         rest.tv_sec = (tout.tv_sec + tout.tv_usec / 1000000);
3386                         rest.tv_nsec = (tout.tv_usec % 1000000) * 1000;
3387                         nanosleep(&rest, NULL);
3388                 }
3389         }
3390 }
3391
3392 int get_msr_sum(int cpu, off_t offset, unsigned long long *msr)
3393 {
3394         int ret, idx;
3395         unsigned long long msr_cur, msr_last;
3396
3397         if (!per_cpu_msr_sum)
3398                 return 1;
3399
3400         idx = offset_to_idx(offset);
3401         if (idx < 0)
3402                 return idx;
3403         /* get_msr_sum() = sum + (get_msr() - last) */
3404         ret = get_msr(cpu, offset, &msr_cur);
3405         if (ret)
3406                 return ret;
3407         msr_last = per_cpu_msr_sum[cpu].entries[idx].last;
3408         DELTA_WRAP32(msr_cur, msr_last);
3409         *msr = msr_last + per_cpu_msr_sum[cpu].entries[idx].sum;
3410
3411         return 0;
3412 }
3413
3414 timer_t timerid;
3415
3416 /* Timer callback, update the sum of MSRs periodically. */
3417 static int update_msr_sum(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
3418 {
3419         int i, ret;
3420         int cpu = t->cpu_id;
3421
3422         UNUSED(c);
3423         UNUSED(p);
3424
3425         for (i = IDX_PKG_ENERGY; i < IDX_COUNT; i++) {
3426                 unsigned long long msr_cur, msr_last;
3427                 off_t offset;
3428
3429                 if (!idx_valid(i))
3430                         continue;
3431                 offset = idx_to_offset(i);
3432                 if (offset < 0)
3433                         continue;
3434                 ret = get_msr(cpu, offset, &msr_cur);
3435                 if (ret) {
3436                         fprintf(outf, "Can not update msr(0x%llx)\n", (unsigned long long)offset);
3437                         continue;
3438                 }
3439
3440                 msr_last = per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].last;
3441                 per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].last = msr_cur & 0xffffffff;
3442
3443                 DELTA_WRAP32(msr_cur, msr_last);
3444                 per_cpu_msr_sum[cpu].entries[i].sum += msr_last;
3445         }
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 static void msr_record_handler(union sigval v)
3450 {
3451         UNUSED(v);
3452
3453         for_all_cpus(update_msr_sum, EVEN_COUNTERS);
3454 }
3455
3456 void msr_sum_record(void)
3457 {
3458         struct itimerspec its;
3459         struct sigevent sev;
3460
3461         per_cpu_msr_sum = calloc(topo.max_cpu_num + 1, sizeof(struct msr_sum_array));
3462         if (!per_cpu_msr_sum) {
3463                 fprintf(outf, "Can not allocate memory for long time MSR.\n");
3464                 return;
3465         }
3466         /*
3467          * Signal handler might be restricted, so use thread notifier instead.
3468          */
3469         memset(&sev, 0, sizeof(struct sigevent));
3470         sev.sigev_notify = SIGEV_THREAD;
3471         sev.sigev_notify_function = msr_record_handler;
3472
3473         sev.sigev_value.sival_ptr = &timerid;
3474         if (timer_create(CLOCK_REALTIME, &sev, &timerid) == -1) {
3475                 fprintf(outf, "Can not create timer.\n");
3476                 goto release_msr;
3477         }
3478
3479         its.it_value.tv_sec = 0;
3480         its.it_value.tv_nsec = 1;
3481         /*
3482          * A wraparound time has been calculated early.
3483          * Some sources state that the peak power for a
3484          * microprocessor is usually 1.5 times the TDP rating,
3485          * use 2 * TDP for safety.
3486          */
3487         its.it_interval.tv_sec = rapl_joule_counter_range / 2;
3488         its.it_interval.tv_nsec = 0;
3489
3490         if (timer_settime(timerid, 0, &its, NULL) == -1) {
3491                 fprintf(outf, "Can not set timer.\n");
3492                 goto release_timer;
3493         }
3494         return;
3495
3496 release_timer:
3497         timer_delete(timerid);
3498 release_msr:
3499         free(per_cpu_msr_sum);
3500 }
3501
3502 /*
3503  * set_my_sched_priority(pri)
3504  * return previous
3505  */
3506 int set_my_sched_priority(int priority)
3507 {
3508         int retval;
3509         int original_priority;
3510
3511         errno = 0;
3512         original_priority = getpriority(PRIO_PROCESS, 0);
3513         if (errno && (original_priority == -1))
3514                 err(errno, "getpriority");
3515
3516         retval = setpriority(PRIO_PROCESS, 0, priority);
3517         if (retval)
3518                 errx(retval, "capget(CAP_SYS_NICE) failed,try \"# setcap cap_sys_nice=ep %s\"", progname);
3519
3520         errno = 0;
3521         retval = getpriority(PRIO_PROCESS, 0);
3522         if (retval != priority)
3523                 err(retval, "getpriority(%d) != setpriority(%d)", retval, priority);
3524
3525         return original_priority;
3526 }
3527
3528 void turbostat_loop()
3529 {
3530         int retval;
3531         int restarted = 0;
3532         unsigned int done_iters = 0;
3533
3534         setup_signal_handler();
3535
3536         /*
3537          * elevate own priority for interval mode
3538          */
3539         set_my_sched_priority(-20);
3540
3541 restart:
3542         restarted++;
3543
3544         snapshot_proc_sysfs_files();
3545         retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
3546         first_counter_read = 0;
3547         if (retval < -1) {
3548                 exit(retval);
3549         } else if (retval == -1) {
3550                 if (restarted > 10) {
3551                         exit(retval);
3552                 }
3553                 re_initialize();
3554                 goto restart;
3555         }
3556         restarted = 0;
3557         done_iters = 0;
3558         gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
3559
3560         while (1) {
3561                 if (for_all_proc_cpus(cpu_is_not_present)) {
3562                         re_initialize();
3563                         goto restart;
3564                 }
3565                 do_sleep();
3566                 if (snapshot_proc_sysfs_files())
3567                         goto restart;
3568                 retval = for_all_cpus(get_counters, ODD_COUNTERS);
3569                 if (retval < -1) {
3570                         exit(retval);
3571                 } else if (retval == -1) {
3572                         re_initialize();
3573                         goto restart;
3574                 }
3575                 gettimeofday(&tv_odd, (struct timezone *)NULL);
3576                 timersub(&tv_odd, &tv_even, &tv_delta);
3577                 if (for_all_cpus_2(delta_cpu, ODD_COUNTERS, EVEN_COUNTERS)) {
3578                         re_initialize();
3579                         goto restart;
3580                 }
3581                 compute_average(EVEN_COUNTERS);
3582                 format_all_counters(EVEN_COUNTERS);
3583                 flush_output_stdout();
3584                 if (exit_requested)
3585                         break;
3586                 if (num_iterations && ++done_iters >= num_iterations)
3587                         break;
3588                 do_sleep();
3589                 if (snapshot_proc_sysfs_files())
3590                         goto restart;
3591                 retval = for_all_cpus(get_counters, EVEN_COUNTERS);
3592                 if (retval < -1) {
3593                         exit(retval);
3594                 } else if (retval == -1) {
3595                         re_initialize();
3596                         goto restart;
3597                 }
3598                 gettimeofday(&tv_even, (struct timezone *)NULL);
3599                 timersub(&tv_even, &tv_odd, &tv_delta);
3600                 if (for_all_cpus_2(delta_cpu, EVEN_COUNTERS, ODD_COUNTERS)) {
3601                         re_initialize();
3602                         goto restart;
3603                 }
3604                 compute_average(ODD_COUNTERS);
3605                 format_all_counters(ODD_COUNTERS);
3606                 flush_output_stdout();
3607                 if (exit_requested)
3608                         break;
3609                 if (num_iterations && ++done_iters >= num_iterations)
3610                         break;
3611         }
3612 }
3613
3614 void check_dev_msr()
3615 {
3616         struct stat sb;
3617         char pathname[32];
3618
3619         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", base_cpu);
3620         if (stat(pathname, &sb))
3621                 if (system("/sbin/modprobe msr > /dev/null 2>&1"))
3622                         err(-5, "no /dev/cpu/0/msr, Try \"# modprobe msr\" ");
3623 }
3624
3625 /*
3626  * check for CAP_SYS_RAWIO
3627  * return 0 on success
3628  * return 1 on fail
3629  */
3630 int check_for_cap_sys_rawio(void)
3631 {
3632         cap_t caps;
3633         cap_flag_value_t cap_flag_value;
3634
3635         caps = cap_get_proc();
3636         if (caps == NULL)
3637                 err(-6, "cap_get_proc\n");
3638
3639         if (cap_get_flag(caps, CAP_SYS_RAWIO, CAP_EFFECTIVE, &cap_flag_value))
3640                 err(-6, "cap_get\n");
3641
3642         if (cap_flag_value != CAP_SET) {
3643                 warnx("capget(CAP_SYS_RAWIO) failed," " try \"# setcap cap_sys_rawio=ep %s\"", progname);
3644                 return 1;
3645         }
3646
3647         if (cap_free(caps) == -1)
3648                 err(-6, "cap_free\n");
3649
3650         return 0;
3651 }
3652
3653 void check_permissions(void)
3654 {
3655         int do_exit = 0;
3656         char pathname[32];
3657
3658         /* check for CAP_SYS_RAWIO */
3659         do_exit += check_for_cap_sys_rawio();
3660
3661         /* test file permissions */
3662         sprintf(pathname, "/dev/cpu/%d/msr", base_cpu);
3663         if (euidaccess(pathname, R_OK)) {
3664                 do_exit++;
3665                 warn("/dev/cpu/0/msr open failed, try chown or chmod +r /dev/cpu/*/msr");
3666         }
3667
3668         /* if all else fails, thell them to be root */
3669         if (do_exit)
3670                 if (getuid() != 0)
3671                         warnx("... or simply run as root");
3672
3673         if (do_exit)
3674                 exit(-6);
3675 }
3676
3677 /*
3678  * NHM adds support for additional MSRs:
3679  *
3680  * MSR_SMI_COUNT                   0x00000034
3681  *
3682  * MSR_PLATFORM_INFO               0x000000ce
3683  * MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL     0x000000e2
3684  *
3685  * MSR_MISC_PWR_MGMT               0x000001aa
3686  *
3687  * MSR_PKG_C3_RESIDENCY            0x000003f8
3688  * MSR_PKG_C6_RESIDENCY            0x000003f9
3689  * MSR_CORE_C3_RESIDENCY           0x000003fc
3690  * MSR_CORE_C6_RESIDENCY           0x000003fd
3691  *
3692  * Side effect:
3693  * sets global pkg_cstate_limit to decode MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL
3694  * sets has_misc_feature_control
3695  */
3696 int probe_nhm_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
3697 {
3698         unsigned long long msr;
3699         unsigned int base_ratio;
3700         int *pkg_cstate_limits;
3701
3702         if (!genuine_intel)
3703                 return 0;
3704
3705         if (family != 6)
3706                 return 0;
3707
3708         bclk = discover_bclk(family, model);
3709
3710         switch (model) {
3711         case INTEL_FAM6_NEHALEM:        /* Core i7 and i5 Processor - Clarksfield, Lynnfield, Jasper Forest */
3712         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
3713                 pkg_cstate_limits = nhm_pkg_cstate_limits;
3714                 break;
3715         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:    /* SNB */
3716         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:  /* SNB Xeon */
3717         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
3718         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
3719                 pkg_cstate_limits = snb_pkg_cstate_limits;
3720                 has_misc_feature_control = 1;
3721                 break;
3722         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
3723         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
3724         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
3725         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
3726         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
3727         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
3728         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
3729         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
3730         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
3731                 pkg_cstate_limits = hsw_pkg_cstate_limits;
3732                 has_misc_feature_control = 1;
3733                 break;
3734         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
3735         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
3736                 pkg_cstate_limits = skx_pkg_cstate_limits;
3737                 has_misc_feature_control = 1;
3738                 break;
3739         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
3740                 pkg_cstate_limits = icx_pkg_cstate_limits;
3741                 has_misc_feature_control = 1;
3742                 break;
3743         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
3744                 no_MSR_MISC_PWR_MGMT = 1;
3745                 /* FALLTHRU */
3746         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
3747                 pkg_cstate_limits = slv_pkg_cstate_limits;
3748                 break;
3749         case INTEL_FAM6_ATOM_AIRMONT:   /* AMT */
3750                 pkg_cstate_limits = amt_pkg_cstate_limits;
3751                 no_MSR_MISC_PWR_MGMT = 1;
3752                 break;
3753         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* PHI */
3754                 pkg_cstate_limits = phi_pkg_cstate_limits;
3755                 break;
3756         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
3757         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
3758         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
3759         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
3760         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
3761                 pkg_cstate_limits = glm_pkg_cstate_limits;
3762                 break;
3763         default:
3764                 return 0;
3765         }
3766         get_msr(base_cpu, MSR_PKG_CST_CONFIG_CONTROL, &msr);
3767         pkg_cstate_limit = pkg_cstate_limits[msr & 0xF];
3768
3769         get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr);
3770         base_ratio = (msr >> 8) & 0xFF;
3771
3772         base_hz = base_ratio * bclk * 1000000;
3773         has_base_hz = 1;
3774         return 1;
3775 }
3776
3777 /*
3778  * SLV client has support for unique MSRs:
3779  *
3780  * MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
3781  * MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
3782  */
3783
3784 int has_slv_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
3785 {
3786         if (!genuine_intel)
3787                 return 0;
3788
3789         if (family != 6)
3790                 return 0;
3791
3792         switch (model) {
3793         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:
3794         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_MID:
3795         case INTEL_FAM6_ATOM_AIRMONT_MID:
3796                 return 1;
3797         }
3798         return 0;
3799 }
3800
3801 int is_dnv(unsigned int family, unsigned int model)
3802 {
3803
3804         if (!genuine_intel)
3805                 return 0;
3806
3807         if (family != 6)
3808                 return 0;
3809
3810         switch (model) {
3811         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:
3812                 return 1;
3813         }
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 int is_bdx(unsigned int family, unsigned int model)
3818 {
3819
3820         if (!genuine_intel)
3821                 return 0;
3822
3823         if (family != 6)
3824                 return 0;
3825
3826         switch (model) {
3827         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
3828                 return 1;
3829         }
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 int is_skx(unsigned int family, unsigned int model)
3834 {
3835
3836         if (!genuine_intel)
3837                 return 0;
3838
3839         if (family != 6)
3840                 return 0;
3841
3842         switch (model) {
3843         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
3844                 return 1;
3845         }
3846         return 0;
3847 }
3848
3849 int is_icx(unsigned int family, unsigned int model)
3850 {
3851
3852         if (!genuine_intel)
3853                 return 0;
3854
3855         if (family != 6)
3856                 return 0;
3857
3858         switch (model) {
3859         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
3860                 return 1;
3861         }
3862         return 0;
3863 }
3864
3865 int is_spr(unsigned int family, unsigned int model)
3866 {
3867
3868         if (!genuine_intel)
3869                 return 0;
3870
3871         if (family != 6)
3872                 return 0;
3873
3874         switch (model) {
3875         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
3876                 return 1;
3877         }
3878         return 0;
3879 }
3880
3881 int is_ehl(unsigned int family, unsigned int model)
3882 {
3883         if (!genuine_intel)
3884                 return 0;
3885
3886         if (family != 6)
3887                 return 0;
3888
3889         switch (model) {
3890         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:
3891                 return 1;
3892         }
3893         return 0;
3894 }
3895
3896 int is_jvl(unsigned int family, unsigned int model)
3897 {
3898         if (!genuine_intel)
3899                 return 0;
3900
3901         if (family != 6)
3902                 return 0;
3903
3904         switch (model) {
3905         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D:
3906                 return 1;
3907         }
3908         return 0;
3909 }
3910
3911 int has_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3912 {
3913         if (has_slv_msrs(family, model))
3914                 return 0;
3915
3916         if (family != 6)
3917                 return 0;
3918
3919         switch (model) {
3920                 /* Nehalem compatible, but do not include turbo-ratio limit support */
3921         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
3922         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* PHI - Knights Landing (different MSR definition) */
3923                 return 0;
3924         default:
3925                 return 1;
3926         }
3927 }
3928
3929 int has_atom_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3930 {
3931         if (has_slv_msrs(family, model))
3932                 return 1;
3933
3934         return 0;
3935 }
3936
3937 int has_ivt_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3938 {
3939         if (!genuine_intel)
3940                 return 0;
3941
3942         if (family != 6)
3943                 return 0;
3944
3945         switch (model) {
3946         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
3947         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW Xeon */
3948                 return 1;
3949         default:
3950                 return 0;
3951         }
3952 }
3953
3954 int has_hsw_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3955 {
3956         if (!genuine_intel)
3957                 return 0;
3958
3959         if (family != 6)
3960                 return 0;
3961
3962         switch (model) {
3963         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW Xeon */
3964                 return 1;
3965         default:
3966                 return 0;
3967         }
3968 }
3969
3970 int has_knl_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3971 {
3972         if (!genuine_intel)
3973                 return 0;
3974
3975         if (family != 6)
3976                 return 0;
3977
3978         switch (model) {
3979         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* Knights Landing */
3980                 return 1;
3981         default:
3982                 return 0;
3983         }
3984 }
3985
3986 int has_glm_turbo_ratio_limit(unsigned int family, unsigned int model)
3987 {
3988         if (!genuine_intel)
3989                 return 0;
3990
3991         if (family != 6)
3992                 return 0;
3993
3994         switch (model) {
3995         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:
3996         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
3997         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:
3998         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:
3999                 return 1;
4000         default:
4001                 return 0;
4002         }
4003 }
4004
4005 int has_config_tdp(unsigned int family, unsigned int model)
4006 {
4007         if (!genuine_intel)
4008                 return 0;
4009
4010         if (family != 6)
4011                 return 0;
4012
4013         switch (model) {
4014         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
4015         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4016         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4017         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4018         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4019         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
4020         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
4021         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4022         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
4023         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
4024         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4025         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4026         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
4027         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* Knights Landing */
4028                 return 1;
4029         default:
4030                 return 0;
4031         }
4032 }
4033
4034 /*
4035  * tcc_offset_bits:
4036  * 0: Tcc Offset not supported (Default)
4037  * 6: Bit 29:24 of MSR_PLATFORM_INFO
4038  * 4: Bit 27:24 of MSR_PLATFORM_INFO
4039  */
4040 void check_tcc_offset(int model)
4041 {
4042         unsigned long long msr;
4043
4044         if (!genuine_intel)
4045                 return;
4046
4047         switch (model) {
4048         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:
4049         case INTEL_FAM6_SKYLAKE:
4050         case INTEL_FAM6_KABYLAKE_L:
4051         case INTEL_FAM6_KABYLAKE:
4052         case INTEL_FAM6_ICELAKE_L:
4053         case INTEL_FAM6_ICELAKE:
4054         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE_L:
4055         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE:
4056         case INTEL_FAM6_COMETLAKE:
4057                 if (!get_msr(base_cpu, MSR_PLATFORM_INFO, &msr)) {
4058                         msr = (msr >> 30) & 1;
4059                         if (msr)
4060                                 tcc_offset_bits = 6;
4061                 }
4062                 return;
4063         default:
4064                 return;
4065         }
4066 }
4067
4068 static void remove_underbar(char *s)
4069 {
4070         char *to = s;
4071
4072         while (*s) {
4073                 if (*s != '_')
4074                         *to++ = *s;
4075                 s++;
4076         }
4077
4078         *to = 0;
4079 }
4080
4081 static void dump_turbo_ratio_info(unsigned int family, unsigned int model)
4082 {
4083         if (!has_turbo)
4084                 return;
4085
4086         if (has_hsw_turbo_ratio_limit(family, model))
4087                 dump_hsw_turbo_ratio_limits();
4088
4089         if (has_ivt_turbo_ratio_limit(family, model))
4090                 dump_ivt_turbo_ratio_limits();
4091
4092         if (has_turbo_ratio_limit(family, model)) {
4093                 dump_turbo_ratio_limits(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, family, model);
4094
4095                 if (is_hybrid)
4096                         dump_turbo_ratio_limits(MSR_SECONDARY_TURBO_RATIO_LIMIT, family, model);
4097         }
4098
4099         if (has_atom_turbo_ratio_limit(family, model))
4100                 dump_atom_turbo_ratio_limits();
4101
4102         if (has_knl_turbo_ratio_limit(family, model))
4103                 dump_knl_turbo_ratio_limits();
4104
4105         if (has_config_tdp(family, model))
4106                 dump_config_tdp();
4107 }
4108
4109 static void dump_cstate_pstate_config_info(unsigned int family, unsigned int model)
4110 {
4111         if (!do_nhm_platform_info)
4112                 return;
4113
4114         dump_nhm_platform_info();
4115         dump_turbo_ratio_info(family, model);
4116         dump_nhm_cst_cfg();
4117 }
4118
4119 static int read_sysfs_int(char *path)
4120 {
4121         FILE *input;
4122         int retval = -1;
4123
4124         input = fopen(path, "r");
4125         if (input == NULL) {
4126                 if (debug)
4127                         fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4128                 return (-1);
4129         }
4130         if (fscanf(input, "%d", &retval) != 1)
4131                 err(1, "%s: failed to read int from file", path);
4132         fclose(input);
4133
4134         return (retval);
4135 }
4136
4137 static void dump_sysfs_file(char *path)
4138 {
4139         FILE *input;
4140         char cpuidle_buf[64];
4141
4142         input = fopen(path, "r");
4143         if (input == NULL) {
4144                 if (debug)
4145                         fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4146                 return;
4147         }
4148         if (!fgets(cpuidle_buf, sizeof(cpuidle_buf), input))
4149                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4150         fclose(input);
4151
4152         fprintf(outf, "%s: %s", strrchr(path, '/') + 1, cpuidle_buf);
4153 }
4154
4155 static void intel_uncore_frequency_probe(void)
4156 {
4157         int i, j;
4158         char path[128];
4159
4160         if (!genuine_intel)
4161                 return;
4162
4163         if (access("/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_00_die_00", R_OK))
4164                 return;
4165
4166         if (!access("/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_00_die_00/current_freq_khz", R_OK))
4167                 BIC_PRESENT(BIC_UNCORE_MHZ);
4168
4169         if (quiet)
4170                 return;
4171
4172         for (i = 0; i < topo.num_packages; ++i) {
4173                 for (j = 0; j < topo.num_die; ++j) {
4174                         int k, l;
4175
4176                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/min_freq_khz",
4177                                 i, j);
4178                         k = read_sysfs_int(path);
4179                         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/max_freq_khz",
4180                                 i, j);
4181                         l = read_sysfs_int(path);
4182                         fprintf(outf, "Uncore Frequency pkg%d die%d: %d - %d MHz ", i, j, k / 1000, l / 1000);
4183
4184                         sprintf(path,
4185                                 "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/initial_min_freq_khz",
4186                                 i, j);
4187                         k = read_sysfs_int(path);
4188                         sprintf(path,
4189                                 "/sys/devices/system/cpu/intel_uncore_frequency/package_0%d_die_0%d/initial_max_freq_khz",
4190                                 i, j);
4191                         l = read_sysfs_int(path);
4192                         fprintf(outf, "(%d - %d MHz)\n", k / 1000, l / 1000);
4193                 }
4194         }
4195 }
4196
4197 static void dump_sysfs_cstate_config(void)
4198 {
4199         char path[64];
4200         char name_buf[16];
4201         char desc[64];
4202         FILE *input;
4203         int state;
4204         char *sp;
4205
4206         if (access("/sys/devices/system/cpu/cpuidle", R_OK)) {
4207                 fprintf(outf, "cpuidle not loaded\n");
4208                 return;
4209         }
4210
4211         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_driver");
4212         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_governor");
4213         dump_sysfs_file("/sys/devices/system/cpu/cpuidle/current_governor_ro");
4214
4215         for (state = 0; state < 10; ++state) {
4216
4217                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/name", base_cpu, state);
4218                 input = fopen(path, "r");
4219                 if (input == NULL)
4220                         continue;
4221                 if (!fgets(name_buf, sizeof(name_buf), input))
4222                         err(1, "%s: failed to read file", path);
4223
4224                 /* truncate "C1-HSW\n" to "C1", or truncate "C1\n" to "C1" */
4225                 sp = strchr(name_buf, '-');
4226                 if (!sp)
4227                         sp = strchrnul(name_buf, '\n');
4228                 *sp = '\0';
4229                 fclose(input);
4230
4231                 remove_underbar(name_buf);
4232
4233                 sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpuidle/state%d/desc", base_cpu, state);
4234                 input = fopen(path, "r");
4235                 if (input == NULL)
4236                         continue;
4237                 if (!fgets(desc, sizeof(desc), input))
4238                         err(1, "%s: failed to read file", path);
4239
4240                 fprintf(outf, "cpu%d: %s: %s", base_cpu, name_buf, desc);
4241                 fclose(input);
4242         }
4243 }
4244
4245 static void dump_sysfs_pstate_config(void)
4246 {
4247         char path[64];
4248         char driver_buf[64];
4249         char governor_buf[64];
4250         FILE *input;
4251         int turbo;
4252
4253         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpufreq/scaling_driver", base_cpu);
4254         input = fopen(path, "r");
4255         if (input == NULL) {
4256                 fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4257                 return;
4258         }
4259         if (!fgets(driver_buf, sizeof(driver_buf), input))
4260                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4261         fclose(input);
4262
4263         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpu%d/cpufreq/scaling_governor", base_cpu);
4264         input = fopen(path, "r");
4265         if (input == NULL) {
4266                 fprintf(outf, "NSFOD %s\n", path);
4267                 return;
4268         }
4269         if (!fgets(governor_buf, sizeof(governor_buf), input))
4270                 err(1, "%s: failed to read file", path);
4271         fclose(input);
4272
4273         fprintf(outf, "cpu%d: cpufreq driver: %s", base_cpu, driver_buf);
4274         fprintf(outf, "cpu%d: cpufreq governor: %s", base_cpu, governor_buf);
4275
4276         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/cpufreq/boost");
4277         input = fopen(path, "r");
4278         if (input != NULL) {
4279                 if (fscanf(input, "%d", &turbo) != 1)
4280                         err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
4281                 fprintf(outf, "cpufreq boost: %d\n", turbo);
4282                 fclose(input);
4283         }
4284
4285         sprintf(path, "/sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo");
4286         input = fopen(path, "r");
4287         if (input != NULL) {
4288                 if (fscanf(input, "%d", &turbo) != 1)
4289                         err(1, "%s: failed to parse number from file", path);
4290                 fprintf(outf, "cpufreq intel_pstate no_turbo: %d\n", turbo);
4291                 fclose(input);
4292         }
4293 }
4294
4295 /*
4296  * print_epb()
4297  * Decode the ENERGY_PERF_BIAS MSR
4298  */
4299 int print_epb(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4300 {
4301         char *epb_string;
4302         int cpu, epb;
4303
4304         UNUSED(c);
4305         UNUSED(p);
4306
4307         if (!has_epb)
4308                 return 0;
4309
4310         cpu = t->cpu_id;
4311
4312         /* EPB is per-package */
4313         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4314                 return 0;
4315
4316         if (cpu_migrate(cpu)) {
4317                 fprintf(outf, "print_epb: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4318                 return -1;
4319         }
4320
4321         epb = get_epb(cpu);
4322         if (epb < 0)
4323                 return 0;
4324
4325         switch (epb) {
4326         case ENERGY_PERF_BIAS_PERFORMANCE:
4327                 epb_string = "performance";
4328                 break;
4329         case ENERGY_PERF_BIAS_NORMAL:
4330                 epb_string = "balanced";
4331                 break;
4332         case ENERGY_PERF_BIAS_POWERSAVE:
4333                 epb_string = "powersave";
4334                 break;
4335         default:
4336                 epb_string = "custom";
4337                 break;
4338         }
4339         fprintf(outf, "cpu%d: EPB: %d (%s)\n", cpu, epb, epb_string);
4340
4341         return 0;
4342 }
4343
4344 /*
4345  * print_hwp()
4346  * Decode the MSR_HWP_CAPABILITIES
4347  */
4348 int print_hwp(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4349 {
4350         unsigned long long msr;
4351         int cpu;
4352
4353         UNUSED(c);
4354         UNUSED(p);
4355
4356         if (!has_hwp)
4357                 return 0;
4358
4359         cpu = t->cpu_id;
4360
4361         /* MSR_HWP_CAPABILITIES is per-package */
4362         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4363                 return 0;
4364
4365         if (cpu_migrate(cpu)) {
4366                 fprintf(outf, "print_hwp: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4367                 return -1;
4368         }
4369
4370         if (get_msr(cpu, MSR_PM_ENABLE, &msr))
4371                 return 0;
4372
4373         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PM_ENABLE: 0x%08llx (%sHWP)\n", cpu, msr, (msr & (1 << 0)) ? "" : "No-");
4374
4375         /* MSR_PM_ENABLE[1] == 1 if HWP is enabled and MSRs visible */
4376         if ((msr & (1 << 0)) == 0)
4377                 return 0;
4378
4379         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_CAPABILITIES, &msr))
4380                 return 0;
4381
4382         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_CAPABILITIES: 0x%08llx "
4383                 "(high %d guar %d eff %d low %d)\n",
4384                 cpu, msr,
4385                 (unsigned int)HWP_HIGHEST_PERF(msr),
4386                 (unsigned int)HWP_GUARANTEED_PERF(msr),
4387                 (unsigned int)HWP_MOSTEFFICIENT_PERF(msr), (unsigned int)HWP_LOWEST_PERF(msr));
4388
4389         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_REQUEST, &msr))
4390                 return 0;
4391
4392         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_REQUEST: 0x%08llx "
4393                 "(min %d max %d des %d epp 0x%x window 0x%x pkg 0x%x)\n",
4394                 cpu, msr,
4395                 (unsigned int)(((msr) >> 0) & 0xff),
4396                 (unsigned int)(((msr) >> 8) & 0xff),
4397                 (unsigned int)(((msr) >> 16) & 0xff),
4398                 (unsigned int)(((msr) >> 24) & 0xff),
4399                 (unsigned int)(((msr) >> 32) & 0xff3), (unsigned int)(((msr) >> 42) & 0x1));
4400
4401         if (has_hwp_pkg) {
4402                 if (get_msr(cpu, MSR_HWP_REQUEST_PKG, &msr))
4403                         return 0;
4404
4405                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_REQUEST_PKG: 0x%08llx "
4406                         "(min %d max %d des %d epp 0x%x window 0x%x)\n",
4407                         cpu, msr,
4408                         (unsigned int)(((msr) >> 0) & 0xff),
4409                         (unsigned int)(((msr) >> 8) & 0xff),
4410                         (unsigned int)(((msr) >> 16) & 0xff),
4411                         (unsigned int)(((msr) >> 24) & 0xff), (unsigned int)(((msr) >> 32) & 0xff3));
4412         }
4413         if (has_hwp_notify) {
4414                 if (get_msr(cpu, MSR_HWP_INTERRUPT, &msr))
4415                         return 0;
4416
4417                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_INTERRUPT: 0x%08llx "
4418                         "(%s_Guaranteed_Perf_Change, %s_Excursion_Min)\n",
4419                         cpu, msr, ((msr) & 0x1) ? "EN" : "Dis", ((msr) & 0x2) ? "EN" : "Dis");
4420         }
4421         if (get_msr(cpu, MSR_HWP_STATUS, &msr))
4422                 return 0;
4423
4424         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_HWP_STATUS: 0x%08llx "
4425                 "(%sGuaranteed_Perf_Change, %sExcursion_Min)\n",
4426                 cpu, msr, ((msr) & 0x1) ? "" : "No-", ((msr) & 0x4) ? "" : "No-");
4427
4428         return 0;
4429 }
4430
4431 /*
4432  * print_perf_limit()
4433  */
4434 int print_perf_limit(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4435 {
4436         unsigned long long msr;
4437         int cpu;
4438
4439         UNUSED(c);
4440         UNUSED(p);
4441
4442         cpu = t->cpu_id;
4443
4444         /* per-package */
4445         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4446                 return 0;
4447
4448         if (cpu_migrate(cpu)) {
4449                 fprintf(outf, "print_perf_limit: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4450                 return -1;
4451         }
4452
4453         if (do_core_perf_limit_reasons) {
4454                 get_msr(cpu, MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4455                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4456                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s)",
4457                         (msr & 1 << 15) ? "bit15, " : "",
4458                         (msr & 1 << 14) ? "bit14, " : "",
4459                         (msr & 1 << 13) ? "Transitions, " : "",
4460                         (msr & 1 << 12) ? "MultiCoreTurbo, " : "",
4461                         (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "",
4462                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "",
4463                         (msr & 1 << 9) ? "CorePwr, " : "",
4464                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4465                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4466                         (msr & 1 << 5) ? "Auto-HWP, " : "",
4467                         (msr & 1 << 4) ? "Graphics, " : "",
4468                         (msr & 1 << 2) ? "bit2, " : "",
4469                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "", (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "");
4470                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s)\n",
4471                         (msr & 1 << 31) ? "bit31, " : "",
4472                         (msr & 1 << 30) ? "bit30, " : "",
4473                         (msr & 1 << 29) ? "Transitions, " : "",
4474                         (msr & 1 << 28) ? "MultiCoreTurbo, " : "",
4475                         (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "",
4476                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "",
4477                         (msr & 1 << 25) ? "CorePwr, " : "",
4478                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4479                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4480                         (msr & 1 << 21) ? "Auto-HWP, " : "",
4481                         (msr & 1 << 20) ? "Graphics, " : "",
4482                         (msr & 1 << 18) ? "bit18, " : "",
4483                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "", (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "");
4484
4485         }
4486         if (do_gfx_perf_limit_reasons) {
4487                 get_msr(cpu, MSR_GFX_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4488                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_GFX_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4489                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s%s%s)",
4490                         (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "",
4491                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "",
4492                         (msr & 1 << 4) ? "Graphics, " : "",
4493                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4494                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4495                         (msr & 1 << 9) ? "GFXPwr, " : "",
4496                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "");
4497                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s%s%s)\n",
4498                         (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "",
4499                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "",
4500                         (msr & 1 << 20) ? "Graphics, " : "",
4501                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4502                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4503                         (msr & 1 << 25) ? "GFXPwr, " : "",
4504                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "");
4505         }
4506         if (do_ring_perf_limit_reasons) {
4507                 get_msr(cpu, MSR_RING_PERF_LIMIT_REASONS, &msr);
4508                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_RING_PERF_LIMIT_REASONS, 0x%08llx", cpu, msr);
4509                 fprintf(outf, " (Active: %s%s%s%s%s%s)",
4510                         (msr & 1 << 0) ? "PROCHOT, " : "",
4511                         (msr & 1 << 1) ? "ThermStatus, " : "",
4512                         (msr & 1 << 6) ? "VR-Therm, " : "",
4513                         (msr & 1 << 8) ? "Amps, " : "",
4514                         (msr & 1 << 10) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 11) ? "PkgPwrL2, " : "");
4515                 fprintf(outf, " (Logged: %s%s%s%s%s%s)\n",
4516                         (msr & 1 << 16) ? "PROCHOT, " : "",
4517                         (msr & 1 << 17) ? "ThermStatus, " : "",
4518                         (msr & 1 << 22) ? "VR-Therm, " : "",
4519                         (msr & 1 << 24) ? "Amps, " : "",
4520                         (msr & 1 << 26) ? "PkgPwrL1, " : "", (msr & 1 << 27) ? "PkgPwrL2, " : "");
4521         }
4522         return 0;
4523 }
4524
4525 #define RAPL_POWER_GRANULARITY  0x7FFF  /* 15 bit power granularity */
4526 #define RAPL_TIME_GRANULARITY   0x3F    /* 6 bit time granularity */
4527
4528 double get_tdp_intel(unsigned int model)
4529 {
4530         unsigned long long msr;
4531
4532         if (do_rapl & RAPL_PKG_POWER_INFO)
4533                 if (!get_msr(base_cpu, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
4534                         return ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units;
4535
4536         switch (model) {
4537         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:
4538         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:
4539                 return 30.0;
4540         default:
4541                 return 135.0;
4542         }
4543 }
4544
4545 double get_tdp_amd(unsigned int family)
4546 {
4547         UNUSED(family);
4548
4549         /* This is the max stock TDP of HEDT/Server Fam17h+ chips */
4550         return 280.0;
4551 }
4552
4553 /*
4554  * rapl_dram_energy_units_probe()
4555  * Energy units are either hard-coded, or come from RAPL Energy Unit MSR.
4556  */
4557 static double rapl_dram_energy_units_probe(int model, double rapl_energy_units)
4558 {
4559         /* only called for genuine_intel, family 6 */
4560
4561         switch (model) {
4562         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4563         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4564         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4565         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
4566         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4567                 return (rapl_dram_energy_units = 15.3 / 1000000);
4568         default:
4569                 return (rapl_energy_units);
4570         }
4571 }
4572
4573 void rapl_probe_intel(unsigned int family, unsigned int model)
4574 {
4575         unsigned long long msr;
4576         unsigned int time_unit;
4577         double tdp;
4578
4579         if (family != 6)
4580                 return;
4581
4582         switch (model) {
4583         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:
4584         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:
4585         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4586         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4587         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4588         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
4589         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
4590                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4591                 if (rapl_joules) {
4592                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4593                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4594                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4595                 } else {
4596                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4597                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4598                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4599                 }
4600                 break;
4601         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
4602         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
4603                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4604                 if (rapl_joules)
4605                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4606                 else
4607                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4608                 break;
4609         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
4610                 do_rapl =
4611                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS
4612                     | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4613                 if (rapl_joules) {
4614                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4615                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4616                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4617                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4618                 } else {
4619                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4620                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4621                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4622                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4623                 }
4624                 break;
4625         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
4626                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_PKG_PERF_STATUS | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4627                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4628                 if (rapl_joules)
4629                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4630                 else
4631                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4632                 break;
4633         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
4634         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
4635                 do_rapl =
4636                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS
4637                     | RAPL_GFX | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4638                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4639                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4640                 if (rapl_joules) {
4641                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4642                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4643                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4644                         BIC_PRESENT(BIC_GFX_J);
4645                 } else {
4646                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4647                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4648                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4649                         BIC_PRESENT(BIC_GFXWatt);
4650                 }
4651                 break;
4652         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4653         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
4654         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
4655         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
4656         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
4657         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
4658                 do_rapl =
4659                     RAPL_PKG | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4660                     RAPL_PKG_POWER_INFO;
4661                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4662                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4663                 if (rapl_joules) {
4664                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4665                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4666                 } else {
4667                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4668                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4669                 }
4670                 break;
4671         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:
4672         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:
4673                 do_rapl =
4674                     RAPL_PKG | RAPL_CORES | RAPL_CORE_POLICY | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4675                     RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_POWER_INFO;
4676                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4677                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4678                 if (rapl_joules) {
4679                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4680                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4681                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4682                 } else {
4683                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4684                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4685                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4686                 }
4687                 break;
4688         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
4689         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
4690                 do_rapl = RAPL_PKG | RAPL_CORES;
4691                 if (rapl_joules) {
4692                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4693                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4694                 } else {
4695                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4696                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4697                 }
4698                 break;
4699         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
4700                 do_rapl =
4701                     RAPL_PKG | RAPL_DRAM | RAPL_DRAM_POWER_INFO | RAPL_DRAM_PERF_STATUS | RAPL_PKG_PERF_STATUS |
4702                     RAPL_PKG_POWER_INFO | RAPL_CORES_ENERGY_STATUS;
4703                 BIC_PRESENT(BIC_PKG__);
4704                 BIC_PRESENT(BIC_RAM__);
4705                 if (rapl_joules) {
4706                         BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4707                         BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4708                         BIC_PRESENT(BIC_RAM_J);
4709                 } else {
4710                         BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4711                         BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4712                         BIC_PRESENT(BIC_RAMWatt);
4713                 }
4714                 break;
4715         default:
4716                 return;
4717         }
4718
4719         /* units on package 0, verify later other packages match */
4720         if (get_msr(base_cpu, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
4721                 return;
4722
4723         rapl_power_units = 1.0 / (1 << (msr & 0xF));
4724         if (model == INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT)
4725                 rapl_energy_units = 1.0 * (1 << (msr >> 8 & 0x1F)) / 1000000;
4726         else
4727                 rapl_energy_units = 1.0 / (1 << (msr >> 8 & 0x1F));
4728
4729         rapl_dram_energy_units = rapl_dram_energy_units_probe(model, rapl_energy_units);
4730
4731         time_unit = msr >> 16 & 0xF;
4732         if (time_unit == 0)
4733                 time_unit = 0xA;
4734
4735         rapl_time_units = 1.0 / (1 << (time_unit));
4736
4737         tdp = get_tdp_intel(model);
4738
4739         rapl_joule_counter_range = 0xFFFFFFFF * rapl_energy_units / tdp;
4740         if (!quiet)
4741                 fprintf(outf, "RAPL: %.0f sec. Joule Counter Range, at %.0f Watts\n", rapl_joule_counter_range, tdp);
4742 }
4743
4744 void rapl_probe_amd(unsigned int family, unsigned int model)
4745 {
4746         unsigned long long msr;
4747         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
4748         unsigned int has_rapl = 0;
4749         double tdp;
4750
4751         UNUSED(model);
4752
4753         if (max_extended_level >= 0x80000007) {
4754                 __cpuid(0x80000007, eax, ebx, ecx, edx);
4755                 /* RAPL (Fam 17h+) */
4756                 has_rapl = edx & (1 << 14);
4757         }
4758
4759         if (!has_rapl || family < 0x17)
4760                 return;
4761
4762         do_rapl = RAPL_AMD_F17H | RAPL_PER_CORE_ENERGY;
4763         if (rapl_joules) {
4764                 BIC_PRESENT(BIC_Pkg_J);
4765                 BIC_PRESENT(BIC_Cor_J);
4766         } else {
4767                 BIC_PRESENT(BIC_PkgWatt);
4768                 BIC_PRESENT(BIC_CorWatt);
4769         }
4770
4771         if (get_msr(base_cpu, MSR_RAPL_PWR_UNIT, &msr))
4772                 return;
4773
4774         rapl_time_units = ldexp(1.0, -(msr >> 16 & 0xf));
4775         rapl_energy_units = ldexp(1.0, -(msr >> 8 & 0x1f));
4776         rapl_power_units = ldexp(1.0, -(msr & 0xf));
4777
4778         tdp = get_tdp_amd(family);
4779
4780         rapl_joule_counter_range = 0xFFFFFFFF * rapl_energy_units / tdp;
4781         if (!quiet)
4782                 fprintf(outf, "RAPL: %.0f sec. Joule Counter Range, at %.0f Watts\n", rapl_joule_counter_range, tdp);
4783 }
4784
4785 /*
4786  * rapl_probe()
4787  *
4788  * sets do_rapl, rapl_power_units, rapl_energy_units, rapl_time_units
4789  */
4790 void rapl_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4791 {
4792         if (genuine_intel)
4793                 rapl_probe_intel(family, model);
4794         if (authentic_amd || hygon_genuine)
4795                 rapl_probe_amd(family, model);
4796 }
4797
4798 void perf_limit_reasons_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4799 {
4800         if (!genuine_intel)
4801                 return;
4802
4803         if (family != 6)
4804                 return;
4805
4806         switch (model) {
4807         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
4808         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
4809         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
4810                 do_gfx_perf_limit_reasons = 1;
4811                 /* FALLTHRU */
4812         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSX */
4813                 do_core_perf_limit_reasons = 1;
4814                 do_ring_perf_limit_reasons = 1;
4815         default:
4816                 return;
4817         }
4818 }
4819
4820 void automatic_cstate_conversion_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4821 {
4822         if (family != 6)
4823                 return;
4824
4825         switch (model) {
4826         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
4827         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:
4828                 has_automatic_cstate_conversion = 1;
4829         }
4830 }
4831
4832 void prewake_cstate_probe(unsigned int family, unsigned int model)
4833 {
4834         if (is_icx(family, model) || is_spr(family, model))
4835                 dis_cstate_prewake = 1;
4836 }
4837
4838 int print_thermal(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4839 {
4840         unsigned long long msr;
4841         unsigned int dts, dts2;
4842         int cpu;
4843
4844         UNUSED(c);
4845         UNUSED(p);
4846
4847         if (!(do_dts || do_ptm))
4848                 return 0;
4849
4850         cpu = t->cpu_id;
4851
4852         /* DTS is per-core, no need to print for each thread */
4853         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE))
4854                 return 0;
4855
4856         if (cpu_migrate(cpu)) {
4857                 fprintf(outf, "print_thermal: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4858                 return -1;
4859         }
4860
4861         if (do_ptm && (t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE)) {
4862                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS, &msr))
4863                         return 0;
4864
4865                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4866                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C)\n", cpu, msr, tj_max - dts);
4867
4868                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT, &msr))
4869                         return 0;
4870
4871                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4872                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
4873                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_PACKAGE_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
4874                         cpu, msr, tj_max - dts, tj_max - dts2);
4875         }
4876
4877         if (do_dts && debug) {
4878                 unsigned int resolution;
4879
4880                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_STATUS, &msr))
4881                         return 0;
4882
4883                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4884                 resolution = (msr >> 27) & 0xF;
4885                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_STATUS: 0x%08llx (%d C +/- %d)\n",
4886                         cpu, msr, tj_max - dts, resolution);
4887
4888                 if (get_msr(cpu, MSR_IA32_THERM_INTERRUPT, &msr))
4889                         return 0;
4890
4891                 dts = (msr >> 16) & 0x7F;
4892                 dts2 = (msr >> 8) & 0x7F;
4893                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_THERM_INTERRUPT: 0x%08llx (%d C, %d C)\n",
4894                         cpu, msr, tj_max - dts, tj_max - dts2);
4895         }
4896
4897         return 0;
4898 }
4899
4900 void print_power_limit_msr(int cpu, unsigned long long msr, char *label)
4901 {
4902         fprintf(outf, "cpu%d: %s: %sabled (%0.3f Watts, %f sec, clamp %sabled)\n",
4903                 cpu, label,
4904                 ((msr >> 15) & 1) ? "EN" : "DIS",
4905                 ((msr >> 0) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
4906                 (1.0 + (((msr >> 22) & 0x3) / 4.0)) * (1 << ((msr >> 17) & 0x1F)) * rapl_time_units,
4907                 (((msr >> 16) & 1) ? "EN" : "DIS"));
4908
4909         return;
4910 }
4911
4912 int print_rapl(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
4913 {
4914         unsigned long long msr;
4915         const char *msr_name;
4916         int cpu;
4917
4918         UNUSED(c);
4919         UNUSED(p);
4920
4921         if (!do_rapl)
4922                 return 0;
4923
4924         /* RAPL counters are per package, so print only for 1st thread/package */
4925         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
4926                 return 0;
4927
4928         cpu = t->cpu_id;
4929         if (cpu_migrate(cpu)) {
4930                 fprintf(outf, "print_rapl: Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
4931                 return -1;
4932         }
4933
4934         if (do_rapl & RAPL_AMD_F17H) {
4935                 msr_name = "MSR_RAPL_PWR_UNIT";
4936                 if (get_msr(cpu, MSR_RAPL_PWR_UNIT, &msr))
4937                         return -1;
4938         } else {
4939                 msr_name = "MSR_RAPL_POWER_UNIT";
4940                 if (get_msr(cpu, MSR_RAPL_POWER_UNIT, &msr))
4941                         return -1;
4942         }
4943
4944         fprintf(outf, "cpu%d: %s: 0x%08llx (%f Watts, %f Joules, %f sec.)\n", cpu, msr_name, msr,
4945                 rapl_power_units, rapl_energy_units, rapl_time_units);
4946
4947         if (do_rapl & RAPL_PKG_POWER_INFO) {
4948
4949                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_INFO, &msr))
4950                         return -5;
4951
4952                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_INFO: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
4953                         cpu, msr,
4954                         ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4955                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4956                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4957                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
4958
4959         }
4960         if (do_rapl & RAPL_PKG) {
4961
4962                 if (get_msr(cpu, MSR_PKG_POWER_LIMIT, &msr))
4963                         return -9;
4964
4965                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PKG_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
4966                         cpu, msr, (msr >> 63) & 1 ? "" : "UN");
4967
4968                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "PKG Limit #1");
4969                 fprintf(outf, "cpu%d: PKG Limit #2: %sabled (%0.3f Watts, %f* sec, clamp %sabled)\n",
4970                         cpu,
4971                         ((msr >> 47) & 1) ? "EN" : "DIS",
4972                         ((msr >> 32) & 0x7FFF) * rapl_power_units,
4973                         (1.0 + (((msr >> 54) & 0x3) / 4.0)) * (1 << ((msr >> 49) & 0x1F)) * rapl_time_units,
4974                         ((msr >> 48) & 1) ? "EN" : "DIS");
4975
4976                 if (get_msr(cpu, MSR_VR_CURRENT_CONFIG, &msr))
4977                         return -9;
4978
4979                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_VR_CURRENT_CONFIG: 0x%08llx\n", cpu, msr);
4980                 fprintf(outf, "cpu%d: PKG Limit #4: %f Watts (%slocked)\n",
4981                         cpu, ((msr >> 0) & 0x1FFF) * rapl_power_units, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
4982         }
4983
4984         if (do_rapl & RAPL_DRAM_POWER_INFO) {
4985                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_INFO, &msr))
4986                         return -6;
4987
4988                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_INFO,: 0x%08llx (%.0f W TDP, RAPL %.0f - %.0f W, %f sec.)\n",
4989                         cpu, msr,
4990                         ((msr >> 0) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4991                         ((msr >> 16) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4992                         ((msr >> 32) & RAPL_POWER_GRANULARITY) * rapl_power_units,
4993                         ((msr >> 48) & RAPL_TIME_GRANULARITY) * rapl_time_units);
4994         }
4995         if (do_rapl & RAPL_DRAM) {
4996                 if (get_msr(cpu, MSR_DRAM_POWER_LIMIT, &msr))
4997                         return -9;
4998                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_DRAM_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
4999                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5000
5001                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "DRAM Limit");
5002         }
5003         if (do_rapl & RAPL_CORE_POLICY) {
5004                 if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POLICY, &msr))
5005                         return -7;
5006
5007                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP0_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
5008         }
5009         if (do_rapl & RAPL_CORES_POWER_LIMIT) {
5010                 if (get_msr(cpu, MSR_PP0_POWER_LIMIT, &msr))
5011                         return -9;
5012                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP0_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
5013                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5014                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "Cores Limit");
5015         }
5016         if (do_rapl & RAPL_GFX) {
5017                 if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POLICY, &msr))
5018                         return -8;
5019
5020                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP1_POLICY: %lld\n", cpu, msr & 0xF);
5021
5022                 if (get_msr(cpu, MSR_PP1_POWER_LIMIT, &msr))
5023                         return -9;
5024                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_PP1_POWER_LIMIT: 0x%08llx (%slocked)\n",
5025                         cpu, msr, (msr >> 31) & 1 ? "" : "UN");
5026                 print_power_limit_msr(cpu, msr, "GFX Limit");
5027         }
5028         return 0;
5029 }
5030
5031 /*
5032  * SNB adds support for additional MSRs:
5033  *
5034  * MSR_PKG_C7_RESIDENCY            0x000003fa
5035  * MSR_CORE_C7_RESIDENCY           0x000003fe
5036  * MSR_PKG_C2_RESIDENCY            0x0000060d
5037  */
5038
5039 int has_snb_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5040 {
5041         if (!genuine_intel)
5042                 return 0;
5043
5044         if (family != 6)
5045                 return 0;
5046
5047         switch (model) {
5048         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:
5049         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X:
5050         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE:      /* IVB */
5051         case INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X:    /* IVB Xeon */
5052         case INTEL_FAM6_HASWELL:        /* HSW */
5053         case INTEL_FAM6_HASWELL_X:      /* HSW */
5054         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
5055         case INTEL_FAM6_HASWELL_G:      /* HSW */
5056         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
5057         case INTEL_FAM6_BROADWELL_G:    /* BDW */
5058         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:    /* BDX */
5059         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5060         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5061         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_X:      /* SKX */
5062         case INTEL_FAM6_ICELAKE_X:      /* ICX */
5063         case INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X:       /* SPR */
5064         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
5065         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
5066         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_D:        /* DNV */
5067         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
5068         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_D: /* JVL */
5069                 return 1;
5070         }
5071         return 0;
5072 }
5073
5074 /*
5075  * HSW ULT added support for C8/C9/C10 MSRs:
5076  *
5077  * MSR_PKG_C8_RESIDENCY         0x00000630
5078  * MSR_PKG_C9_RESIDENCY         0x00000631
5079  * MSR_PKG_C10_RESIDENCY        0x00000632
5080  *
5081  * MSR_PKGC8_IRTL               0x00000633
5082  * MSR_PKGC9_IRTL               0x00000634
5083  * MSR_PKGC10_IRTL              0x00000635
5084  *
5085  */
5086 int has_c8910_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5087 {
5088         if (!genuine_intel)
5089                 return 0;
5090
5091         if (family != 6)
5092                 return 0;
5093
5094         switch (model) {
5095         case INTEL_FAM6_HASWELL_L:      /* HSW */
5096         case INTEL_FAM6_BROADWELL:      /* BDW */
5097         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5098         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5099         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT:  /* BXT */
5100         case INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT_PLUS:
5101         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT:   /* EHL */
5102                 return 1;
5103         }
5104         return 0;
5105 }
5106
5107 /*
5108  * SKL adds support for additional MSRS:
5109  *
5110  * MSR_PKG_WEIGHTED_CORE_C0_RES    0x00000658
5111  * MSR_PKG_ANY_CORE_C0_RES         0x00000659
5112  * MSR_PKG_ANY_GFXE_C0_RES         0x0000065A
5113  * MSR_PKG_BOTH_CORE_GFXE_C0_RES   0x0000065B
5114  */
5115 int has_skl_msrs(unsigned int family, unsigned int model)
5116 {
5117         if (!genuine_intel)
5118                 return 0;
5119
5120         if (family != 6)
5121                 return 0;
5122
5123         switch (model) {
5124         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:      /* SKL */
5125         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5126                 return 1;
5127         }
5128         return 0;
5129 }
5130
5131 int is_slm(unsigned int family, unsigned int model)
5132 {
5133         if (!genuine_intel)
5134                 return 0;
5135
5136         if (family != 6)
5137                 return 0;
5138
5139         switch (model) {
5140         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT:        /* BYT */
5141         case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_D:      /* AVN */
5142                 return 1;
5143         }
5144         return 0;
5145 }
5146
5147 int is_knl(unsigned int family, unsigned int model)
5148 {
5149         if (!genuine_intel)
5150                 return 0;
5151
5152         if (family != 6)
5153                 return 0;
5154
5155         switch (model) {
5156         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:   /* KNL */
5157                 return 1;
5158         }
5159         return 0;
5160 }
5161
5162 int is_cnl(unsigned int family, unsigned int model)
5163 {
5164         if (!genuine_intel)
5165                 return 0;
5166
5167         if (family != 6)
5168                 return 0;
5169
5170         switch (model) {
5171         case INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L:   /* CNL */
5172                 return 1;
5173         }
5174
5175         return 0;
5176 }
5177
5178 unsigned int get_aperf_mperf_multiplier(unsigned int family, unsigned int model)
5179 {
5180         if (is_knl(family, model))
5181                 return 1024;
5182         return 1;
5183 }
5184
5185 #define SLM_BCLK_FREQS 5
5186 double slm_freq_table[SLM_BCLK_FREQS] = { 83.3, 100.0, 133.3, 116.7, 80.0 };
5187
5188 double slm_bclk(void)
5189 {
5190         unsigned long long msr = 3;
5191         unsigned int i;
5192         double freq;
5193
5194         if (get_msr(base_cpu, MSR_FSB_FREQ, &msr))
5195                 fprintf(outf, "SLM BCLK: unknown\n");
5196
5197         i = msr & 0xf;
5198         if (i >= SLM_BCLK_FREQS) {
5199                 fprintf(outf, "SLM BCLK[%d] invalid\n", i);
5200                 i = 3;
5201         }
5202         freq = slm_freq_table[i];
5203
5204         if (!quiet)
5205                 fprintf(outf, "SLM BCLK: %.1f Mhz\n", freq);
5206
5207         return freq;
5208 }
5209
5210 double discover_bclk(unsigned int family, unsigned int model)
5211 {
5212         if (has_snb_msrs(family, model) || is_knl(family, model))
5213                 return 100.00;
5214         else if (is_slm(family, model))
5215                 return slm_bclk();
5216         else
5217                 return 133.33;
5218 }
5219
5220 int get_cpu_type(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
5221 {
5222         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
5223
5224         UNUSED(c);
5225         UNUSED(p);
5226
5227         if (!genuine_intel)
5228                 return 0;
5229
5230         if (cpu_migrate(t->cpu_id)) {
5231                 fprintf(outf, "Could not migrate to CPU %d\n", t->cpu_id);
5232                 return -1;
5233         }
5234
5235         if (max_level < 0x1a)
5236                 return 0;
5237
5238         __cpuid(0x1a, eax, ebx, ecx, edx);
5239         eax = (eax >> 24) & 0xFF;
5240         if (eax == 0x20)
5241                 t->is_atom = true;
5242         return 0;
5243 }
5244
5245 /*
5246  * MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET indicates the temperature where
5247  * the Thermal Control Circuit (TCC) activates.
5248  * This is usually equal to tjMax.
5249  *
5250  * Older processors do not have this MSR, so there we guess,
5251  * but also allow cmdline over-ride with -T.
5252  *
5253  * Several MSR temperature values are in units of degrees-C
5254  * below this value, including the Digital Thermal Sensor (DTS),
5255  * Package Thermal Management Sensor (PTM), and thermal event thresholds.
5256  */
5257 int set_temperature_target(struct thread_data *t, struct core_data *c, struct pkg_data *p)
5258 {
5259         unsigned long long msr;
5260         unsigned int tcc_default, tcc_offset;
5261         int cpu;
5262
5263         UNUSED(c);
5264         UNUSED(p);
5265
5266         /* tj_max is used only for dts or ptm */
5267         if (!(do_dts || do_ptm))
5268                 return 0;
5269
5270         /* this is a per-package concept */
5271         if (!(t->flags & CPU_IS_FIRST_THREAD_IN_CORE) || !(t->flags & CPU_IS_FIRST_CORE_IN_PACKAGE))
5272                 return 0;
5273
5274         cpu = t->cpu_id;
5275         if (cpu_migrate(cpu)) {
5276                 fprintf(outf, "Could not migrate to CPU %d\n", cpu);
5277                 return -1;
5278         }
5279
5280         if (tj_max_override != 0) {
5281                 tj_max = tj_max_override;
5282                 fprintf(outf, "cpu%d: Using cmdline TCC Target (%d C)\n", cpu, tj_max);
5283                 return 0;
5284         }
5285
5286         /* Temperature Target MSR is Nehalem and newer only */
5287         if (!do_nhm_platform_info)
5288                 goto guess;
5289
5290         if (get_msr(base_cpu, MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET, &msr))
5291                 goto guess;
5292
5293         tcc_default = (msr >> 16) & 0xFF;
5294
5295         if (!quiet) {
5296                 switch (tcc_offset_bits) {
5297                 case 4:
5298                         tcc_offset = (msr >> 24) & 0xF;
5299                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C) (%d default - %d offset)\n",
5300                                 cpu, msr, tcc_default - tcc_offset, tcc_default, tcc_offset);
5301                         break;
5302                 case 6:
5303                         tcc_offset = (msr >> 24) & 0x3F;
5304                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C) (%d default - %d offset)\n",
5305                                 cpu, msr, tcc_default - tcc_offset, tcc_default, tcc_offset);
5306                         break;
5307                 default:
5308                         fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_TEMPERATURE_TARGET: 0x%08llx (%d C)\n", cpu, msr, tcc_default);
5309                         break;
5310                 }
5311         }
5312
5313         if (!tcc_default)
5314                 goto guess;
5315
5316         tj_max = tcc_default;
5317
5318         return 0;
5319
5320 guess:
5321         tj_max = TJMAX_DEFAULT;
5322         fprintf(outf, "cpu%d: Guessing tjMax %d C, Please use -T to specify\n", cpu, tj_max);
5323
5324         return 0;
5325 }
5326
5327 void decode_feature_control_msr(void)
5328 {
5329         unsigned long long msr;
5330
5331         if (!get_msr(base_cpu, MSR_IA32_FEAT_CTL, &msr))
5332                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_FEATURE_CONTROL: 0x%08llx (%sLocked %s)\n",
5333                         base_cpu, msr, msr & FEAT_CTL_LOCKED ? "" : "UN-", msr & (1 << 18) ? "SGX" : "");
5334 }
5335
5336 void decode_misc_enable_msr(void)
5337 {
5338         unsigned long long msr;
5339
5340         if (!genuine_intel)
5341                 return;
5342
5343         if (!get_msr(base_cpu, MSR_IA32_MISC_ENABLE, &msr))
5344                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_IA32_MISC_ENABLE: 0x%08llx (%sTCC %sEIST %sMWAIT %sPREFETCH %sTURBO)\n",
5345                         base_cpu, msr,
5346                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TM1 ? "" : "No-",
5347                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_ENHANCED_SPEEDSTEP ? "" : "No-",
5348                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_MWAIT ? "" : "No-",
5349                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_PREFETCH_DISABLE ? "No-" : "",
5350                         msr & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE ? "No-" : "");
5351 }
5352
5353 void decode_misc_feature_control(void)
5354 {
5355         unsigned long long msr;
5356
5357         if (!has_misc_feature_control)
5358                 return;
5359
5360         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MISC_FEATURE_CONTROL, &msr))
5361                 fprintf(outf,
5362                         "cpu%d: MSR_MISC_FEATURE_CONTROL: 0x%08llx (%sL2-Prefetch %sL2-Prefetch-pair %sL1-Prefetch %sL1-IP-Prefetch)\n",
5363                         base_cpu, msr, msr & (0 << 0) ? "No-" : "", msr & (1 << 0) ? "No-" : "",
5364                         msr & (2 << 0) ? "No-" : "", msr & (3 << 0) ? "No-" : "");
5365 }
5366
5367 /*
5368  * Decode MSR_MISC_PWR_MGMT
5369  *
5370  * Decode the bits according to the Nehalem documentation
5371  * bit[0] seems to continue to have same meaning going forward
5372  * bit[1] less so...
5373  */
5374 void decode_misc_pwr_mgmt_msr(void)
5375 {
5376         unsigned long long msr;
5377
5378         if (!do_nhm_platform_info)
5379                 return;
5380
5381         if (no_MSR_MISC_PWR_MGMT)
5382                 return;
5383
5384         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MISC_PWR_MGMT, &msr))
5385                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_MISC_PWR_MGMT: 0x%08llx (%sable-EIST_Coordination %sable-EPB %sable-OOB)\n",
5386                         base_cpu, msr,
5387                         msr & (1 << 0) ? "DIS" : "EN", msr & (1 << 1) ? "EN" : "DIS", msr & (1 << 8) ? "EN" : "DIS");
5388 }
5389
5390 /*
5391  * Decode MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG
5392  *
5393  * This MSRs are present on Silvermont processors,
5394  * Intel Atom processor E3000 series (Baytrail), and friends.
5395  */
5396 void decode_c6_demotion_policy_msr(void)
5397 {
5398         unsigned long long msr;
5399
5400         if (!get_msr(base_cpu, MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, &msr))
5401                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_CC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG: 0x%08llx (%sable-CC6-Demotion)\n",
5402                         base_cpu, msr, msr & (1 << 0) ? "EN" : "DIS");
5403
5404         if (!get_msr(base_cpu, MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG, &msr))
5405                 fprintf(outf, "cpu%d: MSR_MC6_DEMOTION_POLICY_CONFIG: 0x%08llx (%sable-MC6-Demotion)\n",
5406                         base_cpu, msr, msr & (1 << 0) ? "EN" : "DIS");
5407 }
5408
5409 /*
5410  * When models are the same, for the purpose of turbostat, reuse
5411  */
5412 unsigned int intel_model_duplicates(unsigned int model)
5413 {
5414
5415         switch (model) {
5416         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EP:     /* Core i7, Xeon 5500 series - Bloomfield, Gainstown NHM-EP */
5417         case INTEL_FAM6_NEHALEM:        /* Core i7 and i5 Processor - Clarksfield, Lynnfield, Jasper Forest */
5418         case 0x1F:              /* Core i7 and i5 Processor - Nehalem */
5419         case INTEL_FAM6_WESTMERE:       /* Westmere Client - Clarkdale, Arrandale */
5420         case INTEL_FAM6_WESTMERE_EP:    /* Westmere EP - Gulftown */
5421                 return INTEL_FAM6_NEHALEM;
5422
5423         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:     /* Nehalem-EX Xeon - Beckton */
5424         case INTEL_FAM6_WESTMERE_EX:    /* Westmere-EX Xeon - Eagleton */
5425                 return INTEL_FAM6_NEHALEM_EX;
5426
5427         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNM:
5428                 return INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL;
5429
5430         case INTEL_FAM6_BROADWELL_X:
5431         case INTEL_FAM6_BROADWELL_D:    /* BDX-DE */
5432                 return INTEL_FAM6_BROADWELL_X;
5433
5434         case INTEL_FAM6_SKYLAKE_L:
5435         case INTEL_FAM6_SKYLAKE:
5436         case INTEL_FAM6_KABYLAKE_L:
5437         case INTEL_FAM6_KABYLAKE:
5438         case INTEL_FAM6_COMETLAKE_L:
5439         case INTEL_FAM6_COMETLAKE:
5440                 return INTEL_FAM6_SKYLAKE_L;
5441
5442         case INTEL_FAM6_ICELAKE_L:
5443         case INTEL_FAM6_ICELAKE_NNPI:
5444         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE_L:
5445         case INTEL_FAM6_TIGERLAKE:
5446         case INTEL_FAM6_ROCKETLAKE:
5447         case INTEL_FAM6_LAKEFIELD:
5448         case INTEL_FAM6_ALDERLAKE:
5449         case INTEL_FAM6_ALDERLAKE_L:
5450         case INTEL_FAM6_ATOM_GRACEMONT:
5451         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE:
5452         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE_P:
5453         case INTEL_FAM6_RAPTORLAKE_S:
5454         case INTEL_FAM6_METEORLAKE:
5455         case INTEL_FAM6_METEORLAKE_L:
5456                 return INTEL_FAM6_CANNONLAKE_L;
5457
5458         case INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT_L:
5459                 return INTEL_FAM6_ATOM_TREMONT;
5460
5461         case INTEL_FAM6_ICELAKE_D:
5462                 return INTEL_FAM6_ICELAKE_X;
5463
5464         case INTEL_FAM6_EMERALDRAPIDS_X:
5465                 return INTEL_FAM6_SAPPHIRERAPIDS_X;
5466         }
5467         return model;
5468 }
5469
5470 void print_dev_latency(void)
5471 {
5472         char *path = "/dev/cpu_dma_latency";
5473         int fd;
5474         int value;
5475         int retval;
5476
5477         fd = open(path, O_RDONLY);
5478         if (fd < 0) {
5479                 warnx("capget(CAP_SYS_ADMIN) failed, try \"# setcap cap_sys_admin=ep %s\"", 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 2023.03.17 - 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 }