x86/asm: Add MONITORX/MWAITX instruction support
authorHuang Rui <ray.huang@amd.com>
Mon, 10 Aug 2015 10:19:53 +0000 (12:19 +0200)
committerIngo Molnar <mingo@kernel.org>
Sat, 22 Aug 2015 12:52:16 +0000 (14:52 +0200)
AMD Carrizo processors (Family 15h, Models 60h-6fh) added a new
feature called MWAITX (MWAIT with extensions) as an extension to
MONITOR/MWAIT.

This new instruction controls a configurable timer which causes
the core to exit wait state on timer expiration, in addition to
"normal" MWAIT condition of reading from a monitored VA.

Compared to MONITOR/MWAIT, there are minor differences in opcode
and input parameters:

MWAITX ECX[1]: enable timer if set
MWAITX EBX[31:0]: max wait time expressed in SW P0 clocks ==
TSC. The software P0 frequency is the same as the TSC frequency.

                MWAIT                           MWAITX
opcode          0f 01 c9           |            0f 01 fb
ECX[0]                  value of RFLAGS.IF seen by instruction
ECX[1]          unused/#GP if set  |            enable timer if set
ECX[31:2]                     unused/#GP if set
EAX                           unused (reserve for hint)
EBX[31:0]       unused             |            max wait time (SW P0 == TSC)

                MONITOR                         MONITORX
opcode          0f 01 c8           |            0f 01 fa
EAX                     (logical) address to monitor
ECX                     #GP if not zero

Max timeout = EBX/(TSC frequency)

Signed-off-by: Huang Rui <ray.huang@amd.com>
Signed-off-by: Borislav Petkov <bp@suse.de>
Cc: Aaron Lu <aaron.lu@intel.com>
Cc: Alexander Shishkin <alexander.shishkin@linux.intel.com>
Cc: Andreas Herrmann <herrmann.der.user@gmail.com>
Cc: Andy Lutomirski <luto@amacapital.net>
Cc: Dave Hansen <dave.hansen@linux.intel.com>
Cc: Dirk Brandewie <dirk.j.brandewie@intel.com>
Cc: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Cc: Frédéric Weisbecker <fweisbec@gmail.com>
Cc: H. Peter Anvin <hpa@zytor.com>
Cc: John Stultz <john.stultz@linaro.org>
Cc: Josh Triplett <josh@joshtriplett.org>
Cc: Len Brown <lenb@kernel.org>
Cc: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Cc: Mike Galbraith <bitbucket@online.de>
Cc: Peter Zijlstra <peterz@infradead.org>
Cc: Rafael J. Wysocki <rjw@rjwysocki.net>
Cc: Ross Zwisler <ross.zwisler@linux.intel.com>
Cc: Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
Cc: Tony Li <tony.li@amd.com>
Link: http://lkml.kernel.org/r/1439201994-28067-3-git-send-email-bp@alien8.de
Signed-off-by: Ingo Molnar <mingo@kernel.org>
arch/x86/include/asm/cpufeature.h
arch/x86/include/asm/mwait.h

index 3d6606fb97d05496d21ea93c0030a5f7aa109516..a39e5708209bf7f9cdd36b7268b963b33ed93663 100644 (file)
 #define X86_FEATURE_PERFCTR_NB  ( 6*32+24) /* NB performance counter extensions */
 #define X86_FEATURE_BPEXT      (6*32+26) /* data breakpoint extension */
 #define X86_FEATURE_PERFCTR_L2 ( 6*32+28) /* L2 performance counter extensions */
+#define X86_FEATURE_MWAITX     ( 6*32+29) /* MWAIT extension (MONITORX/MWAITX) */
 
 /*
  * Auxiliary flags: Linux defined - For features scattered in various
index 653dfa7662e17aa297b1277a81999854ecbea6e2..c70689b5e5aa4c07f06aabd4edd3d344df207c3e 100644 (file)
@@ -14,6 +14,9 @@
 #define CPUID5_ECX_INTERRUPT_BREAK     0x2
 
 #define MWAIT_ECX_INTERRUPT_BREAK      0x1
+#define MWAITX_ECX_TIMER_ENABLE                BIT(1)
+#define MWAITX_MAX_LOOPS               ((u32)-1)
+#define MWAITX_DISABLE_CSTATES         0xf
 
 static inline void __monitor(const void *eax, unsigned long ecx,
                             unsigned long edx)
@@ -23,6 +26,14 @@ static inline void __monitor(const void *eax, unsigned long ecx,
                     :: "a" (eax), "c" (ecx), "d"(edx));
 }
 
+static inline void __monitorx(const void *eax, unsigned long ecx,
+                             unsigned long edx)
+{
+       /* "monitorx %eax, %ecx, %edx;" */
+       asm volatile(".byte 0x0f, 0x01, 0xfa;"
+                    :: "a" (eax), "c" (ecx), "d"(edx));
+}
+
 static inline void __mwait(unsigned long eax, unsigned long ecx)
 {
        /* "mwait %eax, %ecx;" */
@@ -30,6 +41,40 @@ static inline void __mwait(unsigned long eax, unsigned long ecx)
                     :: "a" (eax), "c" (ecx));
 }
 
+/*
+ * MWAITX allows for a timer expiration to get the core out a wait state in
+ * addition to the default MWAIT exit condition of a store appearing at a
+ * monitored virtual address.
+ *
+ * Registers:
+ *
+ * MWAITX ECX[1]: enable timer if set
+ * MWAITX EBX[31:0]: max wait time expressed in SW P0 clocks. The software P0
+ * frequency is the same as the TSC frequency.
+ *
+ * Below is a comparison between MWAIT and MWAITX on AMD processors:
+ *
+ *                 MWAIT                           MWAITX
+ * opcode          0f 01 c9           |            0f 01 fb
+ * ECX[0]                  value of RFLAGS.IF seen by instruction
+ * ECX[1]          unused/#GP if set  |            enable timer if set
+ * ECX[31:2]                     unused/#GP if set
+ * EAX                           unused (reserve for hint)
+ * EBX[31:0]       unused             |            max wait time (P0 clocks)
+ *
+ *                 MONITOR                         MONITORX
+ * opcode          0f 01 c8           |            0f 01 fa
+ * EAX                     (logical) address to monitor
+ * ECX                     #GP if not zero
+ */
+static inline void __mwaitx(unsigned long eax, unsigned long ebx,
+                           unsigned long ecx)
+{
+       /* "mwaitx %eax, %ebx, %ecx;" */
+       asm volatile(".byte 0x0f, 0x01, 0xfb;"
+                    :: "a" (eax), "b" (ebx), "c" (ecx));
+}
+
 static inline void __sti_mwait(unsigned long eax, unsigned long ecx)
 {
        trace_hardirqs_on();