arch/x86/kernel/hpet.c

   1 #include <linux/clocksource.h>
   2 #include <linux/clockchips.h>
   3 #include <linux/interrupt.h>
   4 #include <linux/sysdev.h>
   5 #include <linux/delay.h>
   6 #include <linux/errno.h>
   7 #include <linux/slab.h>
   8 #include <linux/hpet.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/cpu.h>
  11 #include <linux/pm.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13
  14 #include <asm/fixmap.h>
  15 #include <asm/i8253.h>
  16 #include <asm/hpet.h>
  17
  18 #define HPET_MASK                       CLOCKSOURCE_MASK(32)
  19
  20 /* FSEC = 10^-15
  21    NSEC = 10^-9 */
  22 #define FSEC_PER_NSEC                   1000000L
  23
  24 #define HPET_DEV_USED_BIT               2
  25 #define HPET_DEV_USED                   (1 << HPET_DEV_USED_BIT)
  26 #define HPET_DEV_VALID                  0x8
  27 #define HPET_DEV_FSB_CAP                0x1000
  28 #define HPET_DEV_PERI_CAP               0x2000
  29
  30 #define EVT_TO_HPET_DEV(evt) container_of(evt, struct hpet_dev, evt)
  31
  32 /*
  33  * HPET address is set in acpi/boot.c, when an ACPI entry exists
  34  */
  35 unsigned long                           hpet_address;
  36 u8                                      hpet_blockid; /* OS timer block num */
  37 u8                                      hpet_msi_disable;
  38
  39 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
  40 static unsigned long                    hpet_num_timers;
  41 #endif
  42 static void __iomem                     *hpet_virt_address;
  43
  44 struct hpet_dev {
  45         struct clock_event_device       evt;
  46         unsigned int                    num;
  47         int                             cpu;
  48         unsigned int                    irq;
  49         unsigned int                    flags;
  50         char                            name[10];
  51 };
  52
  53 inline unsigned int hpet_readl(unsigned int a)
  54 {
  55         return readl(hpet_virt_address + a);
  56 }
  57
  58 static inline void hpet_writel(unsigned int d, unsigned int a)
  59 {
  60         writel(d, hpet_virt_address + a);
  61 }
  62
  63 #ifdef CONFIG_X86_64
  64 #include <asm/pgtable.h>
  65 #endif
  66
  67 static inline void hpet_set_mapping(void)
  68 {
  69         hpet_virt_address = ioremap_nocache(hpet_address, HPET_MMAP_SIZE);
  70 #ifdef CONFIG_X86_64
  71         __set_fixmap(VSYSCALL_HPET, hpet_address, PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE);
  72 #endif
  73 }
  74
  75 static inline void hpet_clear_mapping(void)
  76 {
  77         iounmap(hpet_virt_address);
  78         hpet_virt_address = NULL;
  79 }
  80
  81 /*
  82  * HPET command line enable / disable
  83  */
  84 static int boot_hpet_disable;
  85 int hpet_force_user;
  86 static int hpet_verbose;
  87
  88 static int __init hpet_setup(char *str)
  89 {
  90         if (str) {
  91                 if (!strncmp("disable", str, 7))
  92                         boot_hpet_disable = 1;
  93                 if (!strncmp("force", str, 5))
  94                         hpet_force_user = 1;
  95                 if (!strncmp("verbose", str, 7))
  96                         hpet_verbose = 1;
  97         }
  98         return 1;
  99 }
 100 __setup("hpet=", hpet_setup);
 101
 102 static int __init disable_hpet(char *str)
 103 {
 104         boot_hpet_disable = 1;
 105         return 1;
 106 }
 107 __setup("nohpet", disable_hpet);
 108
 109 static inline int is_hpet_capable(void)
 110 {
 111         return !boot_hpet_disable && hpet_address;
 112 }
 113
 114 /*
 115  * HPET timer interrupt enable / disable
 116  */
 117 static int hpet_legacy_int_enabled;
 118
 119 /**
 120  * is_hpet_enabled - check whether the hpet timer interrupt is enabled
 121  */
 122 int is_hpet_enabled(void)
 123 {
 124         return is_hpet_capable() && hpet_legacy_int_enabled;
 125 }
 126 EXPORT_SYMBOL_GPL(is_hpet_enabled);
 127
 128 static void _hpet_print_config(const char *function, int line)
 129 {
 130         u32 i, timers, l, h;
 131         printk(KERN_INFO "hpet: %s(%d):\n", function, line);
 132         l = hpet_readl(HPET_ID);
 133         h = hpet_readl(HPET_PERIOD);
 134         timers = ((l & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT) + 1;
 135         printk(KERN_INFO "hpet: ID: 0x%x, PERIOD: 0x%x\n", l, h);
 136         l = hpet_readl(HPET_CFG);
 137         h = hpet_readl(HPET_STATUS);
 138         printk(KERN_INFO "hpet: CFG: 0x%x, STATUS: 0x%x\n", l, h);
 139         l = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 140         h = hpet_readl(HPET_COUNTER+4);
 141         printk(KERN_INFO "hpet: COUNTER_l: 0x%x, COUNTER_h: 0x%x\n", l, h);
 142
 143         for (i = 0; i < timers; i++) {
 144                 l = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i));
 145                 h = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i)+4);
 146                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d: CFG_l: 0x%x, CFG_h: 0x%x\n",
 147                        i, l, h);
 148                 l = hpet_readl(HPET_Tn_CMP(i));
 149                 h = hpet_readl(HPET_Tn_CMP(i)+4);
 150                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d: CMP_l: 0x%x, CMP_h: 0x%x\n",
 151                        i, l, h);
 152                 l = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(i));
 153                 h = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(i)+4);
 154                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d ROUTE_l: 0x%x, ROUTE_h: 0x%x\n",
 155                        i, l, h);
 156         }
 157 }
 158
 159 #define hpet_print_config()                                     \
 160 do {                                                            \
 161         if (hpet_verbose)                                       \
 162                 _hpet_print_config(__FUNCTION__, __LINE__);     \
 163 } while (0)
 164
 165 /*
 166  * When the hpet driver (/dev/hpet) is enabled, we need to reserve
 167  * timer 0 and timer 1 in case of RTC emulation.
 168  */
 169 #ifdef CONFIG_HPET
 170
 171 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd);
 172
 173 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned int id)
 174 {
 175         struct hpet __iomem *hpet = hpet_virt_address;
 176         struct hpet_timer __iomem *timer = &hpet->hpet_timers[2];
 177         unsigned int nrtimers, i;
 178         struct hpet_data hd;
 179
 180         nrtimers = ((id & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT) + 1;
 181
 182         memset(&hd, 0, sizeof(hd));
 183         hd.hd_phys_address      = hpet_address;
 184         hd.hd_address           = hpet;
 185         hd.hd_nirqs             = nrtimers;
 186         hpet_reserve_timer(&hd, 0);
 187
 188 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 189         hpet_reserve_timer(&hd, 1);
 190 #endif
 191
 192         /*
 193          * NOTE that hd_irq[] reflects IOAPIC input pins (LEGACY_8254
 194          * is wrong for i8259!) not the output IRQ.  Many BIOS writers
 195          * don't bother configuring *any* comparator interrupts.
 196          */
 197         hd.hd_irq[0] = HPET_LEGACY_8254;
 198         hd.hd_irq[1] = HPET_LEGACY_RTC;
 199
 200         for (i = 2; i < nrtimers; timer++, i++) {
 201                 hd.hd_irq[i] = (readl(&timer->hpet_config) &
 202                         Tn_INT_ROUTE_CNF_MASK) >> Tn_INT_ROUTE_CNF_SHIFT;
 203         }
 204
 205         hpet_reserve_msi_timers(&hd);
 206
 207         hpet_alloc(&hd);
 208
 209 }
 210 #else
 211 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned int id) { }
 212 #endif
 213
 214 /*
 215  * Common hpet info
 216  */
 217 static unsigned long hpet_period;
 218
 219 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 220                           struct clock_event_device *evt);
 221 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
 222                            struct clock_event_device *evt);
 223
 224 /*
 225  * The hpet clock event device
 226  */
 227 static struct clock_event_device hpet_clockevent = {
 228         .name           = "hpet",
 229         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC | CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 230         .set_mode       = hpet_legacy_set_mode,
 231         .set_next_event = hpet_legacy_next_event,
 232         .shift          = 32,
 233         .irq            = 0,
 234         .rating         = 50,
 235 };
 236
 237 static void hpet_stop_counter(void)
 238 {
 239         unsigned long cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 240         cfg &= ~HPET_CFG_ENABLE;
 241         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 242 }
 243
 244 static void hpet_reset_counter(void)
 245 {
 246         hpet_writel(0, HPET_COUNTER);
 247         hpet_writel(0, HPET_COUNTER + 4);
 248 }
 249
 250 static void hpet_start_counter(void)
 251 {
 252         unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 253         cfg |= HPET_CFG_ENABLE;
 254         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 255 }
 256
 257 static void hpet_restart_counter(void)
 258 {
 259         hpet_stop_counter();
 260         hpet_reset_counter();
 261         hpet_start_counter();
 262 }
 263
 264 static void hpet_resume_device(void)
 265 {
 266         force_hpet_resume();
 267 }
 268
 269 static void hpet_resume_counter(struct clocksource *cs)
 270 {
 271         hpet_resume_device();
 272         hpet_restart_counter();
 273 }
 274
 275 static void hpet_enable_legacy_int(void)
 276 {
 277         unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 278
 279         cfg |= HPET_CFG_LEGACY;
 280         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 281         hpet_legacy_int_enabled = 1;
 282 }
 283
 284 static void hpet_legacy_clockevent_register(void)
 285 {
 286         /* Start HPET legacy interrupts */
 287         hpet_enable_legacy_int();
 288
 289         /*
 290          * The mult factor is defined as (include/linux/clockchips.h)
 291          *  mult/2^shift = cyc/ns (in contrast to ns/cyc in clocksource.h)
 292          * hpet_period is in units of femtoseconds (per cycle), so
 293          *  mult/2^shift = cyc/ns = 10^6/hpet_period
 294          *  mult = (10^6 * 2^shift)/hpet_period
 295          *  mult = (FSEC_PER_NSEC << hpet_clockevent.shift)/hpet_period
 296          */
 297         hpet_clockevent.mult = div_sc((unsigned long) FSEC_PER_NSEC,
 298                                       hpet_period, hpet_clockevent.shift);
 299         /* Calculate the min / max delta */
 300         hpet_clockevent.max_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF,
 301                                                            &hpet_clockevent);
 302         /* 5 usec minimum reprogramming delta. */
 303         hpet_clockevent.min_delta_ns = 5000;
 304
 305         /*
 306          * Start hpet with the boot cpu mask and make it
 307          * global after the IO_APIC has been initialized.
 308          */
 309         hpet_clockevent.cpumask = cpumask_of(smp_processor_id());
 310         clockevents_register_device(&hpet_clockevent);
 311         global_clock_event = &hpet_clockevent;
 312         printk(KERN_DEBUG "hpet clockevent registered\n");
 313 }
 314
 315 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq);
 316
 317 static void hpet_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 318                           struct clock_event_device *evt, int timer)
 319 {
 320         unsigned int cfg, cmp, now;
 321         uint64_t delta;
 322
 323         switch (mode) {
 324         case CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC:
 325                 hpet_stop_counter();
 326                 delta = ((uint64_t)(NSEC_PER_SEC/HZ)) * evt->mult;
 327                 delta >>= evt->shift;
 328                 now = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 329                 cmp = now + (unsigned int) delta;
 330                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 331                 /* Make sure we use edge triggered interrupts */
 332                 cfg &= ~HPET_TN_LEVEL;
 333                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_PERIODIC |
 334                        HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
 335                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 336                 hpet_writel(cmp, HPET_Tn_CMP(timer));
 337                 udelay(1);
 338                 /*
 339                  * HPET on AMD 81xx needs a second write (with HPET_TN_SETVAL
 340                  * cleared) to T0_CMP to set the period. The HPET_TN_SETVAL
 341                  * bit is automatically cleared after the first write.
 342                  * (See AMD-8111 HyperTransport I/O Hub Data Sheet,
 343                  * Publication # 24674)
 344                  */
 345                 hpet_writel((unsigned int) delta, HPET_Tn_CMP(timer));
 346                 hpet_start_counter();
 347                 hpet_print_config();
 348                 break;
 349
 350         case CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT:
 351                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 352                 cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
 353                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
 354                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 355                 break;
 356
 357         case CLOCK_EVT_MODE_UNUSED:
 358         case CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN:
 359                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 360                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
 361                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 362                 break;
 363
 364         case CLOCK_EVT_MODE_RESUME:
 365                 if (timer == 0) {
 366                         hpet_enable_legacy_int();
 367                 } else {
 368                         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 369                         hpet_setup_msi_irq(hdev->irq);
 370                         disable_irq(hdev->irq);
 371                         irq_set_affinity(hdev->irq, cpumask_of(hdev->cpu));
 372                         enable_irq(hdev->irq);
 373                 }
 374                 hpet_print_config();
 375                 break;
 376         }
 377 }
 378
 379 static int hpet_next_event(unsigned long delta,
 380                            struct clock_event_device *evt, int timer)
 381 {
 382         u32 cnt;
 383
 384         cnt = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 385         cnt += (u32) delta;
 386         hpet_writel(cnt, HPET_Tn_CMP(timer));
 387
 388         /*
 389          * We need to read back the CMP register on certain HPET
 390          * implementations (ATI chipsets) which seem to delay the
 391          * transfer of the compare register into the internal compare
 392          * logic. With small deltas this might actually be too late as
 393          * the counter could already be higher than the compare value
 394          * at that point and we would wait for the next hpet interrupt
 395          * forever. We found out that reading the CMP register back
 396          * forces the transfer so we can rely on the comparison with
 397          * the counter register below. If the read back from the
 398          * compare register does not match the value we programmed
 399          * then we might have a real hardware problem. We can not do
 400          * much about it here, but at least alert the user/admin with
 401          * a prominent warning.
 402          *
 403          * An erratum on some chipsets (ICH9,..), results in
 404          * comparator read immediately following a write returning old
 405          * value. Workaround for this is to read this value second
 406          * time, when first read returns old value.
 407          *
 408          * In fact the write to the comparator register is delayed up
 409          * to two HPET cycles so the workaround we tried to restrict
 410          * the readback to those known to be borked ATI chipsets
 411          * failed miserably. So we give up on optimizations forever
 412          * and penalize all HPET incarnations unconditionally.
 413          */
 414         if (unlikely((u32)hpet_readl(HPET_Tn_CMP(timer)) != cnt)) {
 415                 if (hpet_readl(HPET_Tn_CMP(timer)) != cnt)
 416                         printk_once(KERN_WARNING
 417                                 "hpet: compare register read back failed.\n");
 418         }
 419
 420         return (s32)(hpet_readl(HPET_COUNTER) - cnt) >= 0 ? -ETIME : 0;
 421 }
 422
 423 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 424                         struct clock_event_device *evt)
 425 {
 426         hpet_set_mode(mode, evt, 0);
 427 }
 428
 429 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
 430                         struct clock_event_device *evt)
 431 {
 432         return hpet_next_event(delta, evt, 0);
 433 }
 434
 435 /*
 436  * HPET MSI Support
 437  */
 438 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 439
 440 static DEFINE_PER_CPU(struct hpet_dev *, cpu_hpet_dev);
 441 static struct hpet_dev  *hpet_devs;
 442
 443 void hpet_msi_unmask(struct irq_data *data)
 444 {
 445         struct hpet_dev *hdev = data->handler_data;
 446         unsigned int cfg;
 447
 448         /* unmask it */
 449         cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 450         cfg |= HPET_TN_FSB;
 451         hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 452 }
 453
 454 void hpet_msi_mask(struct irq_data *data)
 455 {
 456         struct hpet_dev *hdev = data->handler_data;
 457         unsigned int cfg;
 458
 459         /* mask it */
 460         cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 461         cfg &= ~HPET_TN_FSB;
 462         hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 463 }
 464
 465 void hpet_msi_write(struct hpet_dev *hdev, struct msi_msg *msg)
 466 {
 467         hpet_writel(msg->data, HPET_Tn_ROUTE(hdev->num));
 468         hpet_writel(msg->address_lo, HPET_Tn_ROUTE(hdev->num) + 4);
 469 }
 470
 471 void hpet_msi_read(struct hpet_dev *hdev, struct msi_msg *msg)
 472 {
 473         msg->data = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(hdev->num));
 474         msg->address_lo = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(hdev->num) + 4);
 475         msg->address_hi = 0;
 476 }
 477
 478 static void hpet_msi_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 479                                 struct clock_event_device *evt)
 480 {
 481         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 482         hpet_set_mode(mode, evt, hdev->num);
 483 }
 484
 485 static int hpet_msi_next_event(unsigned long delta,
 486                                 struct clock_event_device *evt)
 487 {
 488         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 489         return hpet_next_event(delta, evt, hdev->num);
 490 }
 491
 492 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq)
 493 {
 494         if (arch_setup_hpet_msi(irq, hpet_blockid)) {
 495                 destroy_irq(irq);
 496                 return -EINVAL;
 497         }
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 static int hpet_assign_irq(struct hpet_dev *dev)
 502 {
 503         unsigned int irq;
 504
 505         irq = create_irq_nr(0, -1);
 506         if (!irq)
 507                 return -EINVAL;
 508
 509         set_irq_data(irq, dev);
 510
 511         if (hpet_setup_msi_irq(irq))
 512                 return -EINVAL;
 513
 514         dev->irq = irq;
 515         return 0;
 516 }
 517
 518 static irqreturn_t hpet_interrupt_handler(int irq, void *data)
 519 {
 520         struct hpet_dev *dev = (struct hpet_dev *)data;
 521         struct clock_event_device *hevt = &dev->evt;
 522
 523         if (!hevt->event_handler) {
 524                 printk(KERN_INFO "Spurious HPET timer interrupt on HPET timer %d\n",
 525                                 dev->num);
 526                 return IRQ_HANDLED;
 527         }
 528
 529         hevt->event_handler(hevt);
 530         return IRQ_HANDLED;
 531 }
 532
 533 static int hpet_setup_irq(struct hpet_dev *dev)
 534 {
 535
 536         if (request_irq(dev->irq, hpet_interrupt_handler,
 537                         IRQF_TIMER | IRQF_DISABLED | IRQF_NOBALANCING,
 538                         dev->name, dev))
 539                 return -1;
 540
 541         disable_irq(dev->irq);
 542         irq_set_affinity(dev->irq, cpumask_of(dev->cpu));
 543         enable_irq(dev->irq);
 544
 545         printk(KERN_DEBUG "hpet: %s irq %d for MSI\n",
 546                          dev->name, dev->irq);
 547
 548         return 0;
 549 }
 550
 551 /* This should be called in specific @cpu */
 552 static void init_one_hpet_msi_clockevent(struct hpet_dev *hdev, int cpu)
 553 {
 554         struct clock_event_device *evt = &hdev->evt;
 555         uint64_t hpet_freq;
 556
 557         WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
 558         if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 559                 return;
 560
 561         if (hpet_setup_msi_irq(hdev->irq))
 562                 return;
 563
 564         hdev->cpu = cpu;
 565         per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu) = hdev;
 566         evt->name = hdev->name;
 567         hpet_setup_irq(hdev);
 568         evt->irq = hdev->irq;
 569
 570         evt->rating = 110;
 571         evt->features = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT;
 572         if (hdev->flags & HPET_DEV_PERI_CAP)
 573                 evt->features |= CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC;
 574
 575         evt->set_mode = hpet_msi_set_mode;
 576         evt->set_next_event = hpet_msi_next_event;
 577         evt->shift = 32;
 578
 579         /*
 580          * The period is a femto seconds value. We need to calculate the
 581          * scaled math multiplication factor for nanosecond to hpet tick
 582          * conversion.
 583          */
 584         hpet_freq = FSEC_PER_SEC;
 585         do_div(hpet_freq, hpet_period);
 586         evt->mult = div_sc((unsigned long) hpet_freq,
 587                                       NSEC_PER_SEC, evt->shift);
 588         /* Calculate the max delta */
 589         evt->max_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF, evt);
 590         /* 5 usec minimum reprogramming delta. */
 591         evt->min_delta_ns = 5000;
 592
 593         evt->cpumask = cpumask_of(hdev->cpu);
 594         clockevents_register_device(evt);
 595 }
 596
 597 #ifdef CONFIG_HPET
 598 /* Reserve at least one timer for userspace (/dev/hpet) */
 599 #define RESERVE_TIMERS 1
 600 #else
 601 #define RESERVE_TIMERS 0
 602 #endif
 603
 604 static void hpet_msi_capability_lookup(unsigned int start_timer)
 605 {
 606         unsigned int id;
 607         unsigned int num_timers;
 608         unsigned int num_timers_used = 0;
 609         int i;
 610
 611         if (hpet_msi_disable)
 612                 return;
 613
 614         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARAT))
 615                 return;
 616         id = hpet_readl(HPET_ID);
 617
 618         num_timers = ((id & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT);
 619         num_timers++; /* Value read out starts from 0 */
 620         hpet_print_config();
 621
 622         hpet_devs = kzalloc(sizeof(struct hpet_dev) * num_timers, GFP_KERNEL);
 623         if (!hpet_devs)
 624                 return;
 625
 626         hpet_num_timers = num_timers;
 627
 628         for (i = start_timer; i < num_timers - RESERVE_TIMERS; i++) {
 629                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[num_timers_used];
 630                 unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i));
 631
 632                 /* Only consider HPET timer with MSI support */
 633                 if (!(cfg & HPET_TN_FSB_CAP))
 634                         continue;
 635
 636                 hdev->flags = 0;
 637                 if (cfg & HPET_TN_PERIODIC_CAP)
 638                         hdev->flags |= HPET_DEV_PERI_CAP;
 639                 hdev->num = i;
 640
 641                 sprintf(hdev->name, "hpet%d", i);
 642                 if (hpet_assign_irq(hdev))
 643                         continue;
 644
 645                 hdev->flags |= HPET_DEV_FSB_CAP;
 646                 hdev->flags |= HPET_DEV_VALID;
 647                 num_timers_used++;
 648                 if (num_timers_used == num_possible_cpus())
 649                         break;
 650         }
 651
 652         printk(KERN_INFO "HPET: %d timers in total, %d timers will be used for per-cpu timer\n",
 653                 num_timers, num_timers_used);
 654 }
 655
 656 #ifdef CONFIG_HPET
 657 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd)
 658 {
 659         int i;
 660
 661         if (!hpet_devs)
 662                 return;
 663
 664         for (i = 0; i < hpet_num_timers; i++) {
 665                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[i];
 666
 667                 if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 668                         continue;
 669
 670                 hd->hd_irq[hdev->num] = hdev->irq;
 671                 hpet_reserve_timer(hd, hdev->num);
 672         }
 673 }
 674 #endif
 675
 676 static struct hpet_dev *hpet_get_unused_timer(void)
 677 {
 678         int i;
 679
 680         if (!hpet_devs)
 681                 return NULL;
 682
 683         for (i = 0; i < hpet_num_timers; i++) {
 684                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[i];
 685
 686                 if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 687                         continue;
 688                 if (test_and_set_bit(HPET_DEV_USED_BIT,
 689                         (unsigned long *)&hdev->flags))
 690                         continue;
 691                 return hdev;
 692         }
 693         return NULL;
 694 }
 695
 696 struct hpet_work_struct {
 697         struct delayed_work work;
 698         struct completion complete;
 699 };
 700
 701 static void hpet_work(struct work_struct *w)
 702 {
 703         struct hpet_dev *hdev;
 704         int cpu = smp_processor_id();
 705         struct hpet_work_struct *hpet_work;
 706
 707         hpet_work = container_of(w, struct hpet_work_struct, work.work);
 708
 709         hdev = hpet_get_unused_timer();
 710         if (hdev)
 711                 init_one_hpet_msi_clockevent(hdev, cpu);
 712
 713         complete(&hpet_work->complete);
 714 }
 715
 716 static int hpet_cpuhp_notify(struct notifier_block *n,
 717                 unsigned long action, void *hcpu)
 718 {
 719         unsigned long cpu = (unsigned long)hcpu;
 720         struct hpet_work_struct work;
 721         struct hpet_dev *hdev = per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu);
 722
 723         switch (action & 0xf) {
 724         case CPU_ONLINE:
 725                 INIT_DELAYED_WORK_ON_STACK(&work.work, hpet_work);
 726                 init_completion(&work.complete);
 727                 /* FIXME: add schedule_work_on() */
 728                 schedule_delayed_work_on(cpu, &work.work, 0);
 729                 wait_for_completion(&work.complete);
 730                 destroy_timer_on_stack(&work.work.timer);
 731                 break;
 732         case CPU_DEAD:
 733                 if (hdev) {
 734                         free_irq(hdev->irq, hdev);
 735                         hdev->flags &= ~HPET_DEV_USED;
 736                         per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu) = NULL;
 737                 }
 738                 break;
 739         }
 740         return NOTIFY_OK;
 741 }
 742 #else
 743
 744 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq)
 745 {
 746         return 0;
 747 }
 748 static void hpet_msi_capability_lookup(unsigned int start_timer)
 749 {
 750         return;
 751 }
 752
 753 #ifdef CONFIG_HPET
 754 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd)
 755 {
 756         return;
 757 }
 758 #endif
 759
 760 static int hpet_cpuhp_notify(struct notifier_block *n,
 761                 unsigned long action, void *hcpu)
 762 {
 763         return NOTIFY_OK;
 764 }
 765
 766 #endif
 767
 768 /*
 769  * Clock source related code
 770  */
 771 static cycle_t read_hpet(struct clocksource *cs)
 772 {
 773         return (cycle_t)hpet_readl(HPET_COUNTER);
 774 }
 775
 776 #ifdef CONFIG_X86_64
 777 static cycle_t __vsyscall_fn vread_hpet(void)
 778 {
 779         return readl((const void __iomem *)fix_to_virt(VSYSCALL_HPET) + 0xf0);
 780 }
 781 #endif
 782
 783 static struct clocksource clocksource_hpet = {
 784         .name           = "hpet",
 785         .rating         = 250,
 786         .read           = read_hpet,
 787         .mask           = HPET_MASK,
 788         .flags          = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
 789         .resume         = hpet_resume_counter,
 790 #ifdef CONFIG_X86_64
 791         .vread          = vread_hpet,
 792 #endif
 793 };
 794
 795 static int hpet_clocksource_register(void)
 796 {
 797         u64 start, now;
 798         u64 hpet_freq;
 799         cycle_t t1;
 800
 801         /* Start the counter */
 802         hpet_restart_counter();
 803
 804         /* Verify whether hpet counter works */
 805         t1 = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 806         rdtscll(start);
 807
 808         /*
 809          * We don't know the TSC frequency yet, but waiting for
 810          * 200000 TSC cycles is safe:
 811          * 4 GHz == 50us
 812          * 1 GHz == 200us
 813          */
 814         do {
 815                 rep_nop();
 816                 rdtscll(now);
 817         } while ((now - start) < 200000UL);
 818
 819         if (t1 == hpet_readl(HPET_COUNTER)) {
 820                 printk(KERN_WARNING
 821                        "HPET counter not counting. HPET disabled\n");
 822                 return -ENODEV;
 823         }
 824
 825         /*
 826          * The definition of mult is (include/linux/clocksource.h)
 827          * mult/2^shift = ns/cyc and hpet_period is in units of fsec/cyc
 828          * so we first need to convert hpet_period to ns/cyc units:
 829          *  mult/2^shift = ns/cyc = hpet_period/10^6
 830          *  mult = (hpet_period * 2^shift)/10^6
 831          *  mult = (hpet_period << shift)/FSEC_PER_NSEC
 832          */
 833
 834         /* Need to convert hpet_period (fsec/cyc) to cyc/sec:
 835          *
 836          * cyc/sec = FSEC_PER_SEC/hpet_period(fsec/cyc)
 837          * cyc/sec = (FSEC_PER_NSEC * NSEC_PER_SEC)/hpet_period
 838          */
 839         hpet_freq = FSEC_PER_SEC;
 840         do_div(hpet_freq, hpet_period);
 841         clocksource_register_hz(&clocksource_hpet, (u32)hpet_freq);
 842
 843         return 0;
 844 }
 845
 846 /**
 847  * hpet_enable - Try to setup the HPET timer. Returns 1 on success.
 848  */
 849 int __init hpet_enable(void)
 850 {
 851         unsigned int id;
 852         int i;
 853
 854         if (!is_hpet_capable())
 855                 return 0;
 856
 857         hpet_set_mapping();
 858
 859         /*
 860          * Read the period and check for a sane value:
 861          */
 862         hpet_period = hpet_readl(HPET_PERIOD);
 863
 864         /*
 865          * AMD SB700 based systems with spread spectrum enabled use a
 866          * SMM based HPET emulation to provide proper frequency
 867          * setting. The SMM code is initialized with the first HPET
 868          * register access and takes some time to complete. During
 869          * this time the config register reads 0xffffffff. We check
 870          * for max. 1000 loops whether the config register reads a non
 871          * 0xffffffff value to make sure that HPET is up and running
 872          * before we go further. A counting loop is safe, as the HPET
 873          * access takes thousands of CPU cycles. On non SB700 based
 874          * machines this check is only done once and has no side
 875          * effects.
 876          */
 877         for (i = 0; hpet_readl(HPET_CFG) == 0xFFFFFFFF; i++) {
 878                 if (i == 1000) {
 879                         printk(KERN_WARNING
 880                                "HPET config register value = 0xFFFFFFFF. "
 881                                "Disabling HPET\n");
 882                         goto out_nohpet;
 883                 }
 884         }
 885
 886         if (hpet_period < HPET_MIN_PERIOD || hpet_period > HPET_MAX_PERIOD)
 887                 goto out_nohpet;
 888
 889         /*
 890          * Read the HPET ID register to retrieve the IRQ routing
 891          * information and the number of channels
 892          */
 893         id = hpet_readl(HPET_ID);
 894         hpet_print_config();
 895
 896 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 897         /*
 898          * The legacy routing mode needs at least two channels, tick timer
 899          * and the rtc emulation channel.
 900          */
 901         if (!(id & HPET_ID_NUMBER))
 902                 goto out_nohpet;
 903 #endif
 904
 905         if (hpet_clocksource_register())
 906                 goto out_nohpet;
 907
 908         if (id & HPET_ID_LEGSUP) {
 909                 hpet_legacy_clockevent_register();
 910                 return 1;
 911         }
 912         return 0;
 913
 914 out_nohpet:
 915         hpet_clear_mapping();
 916         hpet_address = 0;
 917         return 0;
 918 }
 919
 920 /*
 921  * Needs to be late, as the reserve_timer code calls kalloc !
 922  *
 923  * Not a problem on i386 as hpet_enable is called from late_time_init,
 924  * but on x86_64 it is necessary !
 925  */
 926 static __init int hpet_late_init(void)
 927 {
 928         int cpu;
 929
 930         if (boot_hpet_disable)
 931                 return -ENODEV;
 932
 933         if (!hpet_address) {
 934                 if (!force_hpet_address)
 935                         return -ENODEV;
 936
 937                 hpet_address = force_hpet_address;
 938                 hpet_enable();
 939         }
 940
 941         if (!hpet_virt_address)
 942                 return -ENODEV;
 943
 944         if (hpet_readl(HPET_ID) & HPET_ID_LEGSUP)
 945                 hpet_msi_capability_lookup(2);
 946         else
 947                 hpet_msi_capability_lookup(0);
 948
 949         hpet_reserve_platform_timers(hpet_readl(HPET_ID));
 950         hpet_print_config();
 951
 952         if (hpet_msi_disable)
 953                 return 0;
 954
 955         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARAT))
 956                 return 0;
 957
 958         for_each_online_cpu(cpu) {
 959                 hpet_cpuhp_notify(NULL, CPU_ONLINE, (void *)(long)cpu);
 960         }
 961
 962         /* This notifier should be called after workqueue is ready */
 963         hotcpu_notifier(hpet_cpuhp_notify, -20);
 964
 965         return 0;
 966 }
 967 fs_initcall(hpet_late_init);
 968
 969 void hpet_disable(void)
 970 {
 971         if (is_hpet_capable() && hpet_virt_address) {
 972                 unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 973
 974                 if (hpet_legacy_int_enabled) {
 975                         cfg &= ~HPET_CFG_LEGACY;
 976                         hpet_legacy_int_enabled = 0;
 977                 }
 978                 cfg &= ~HPET_CFG_ENABLE;
 979                 hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 980         }
 981 }
 982
 983 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 984
 985 /* HPET in LegacyReplacement Mode eats up RTC interrupt line. When, HPET
 986  * is enabled, we support RTC interrupt functionality in software.
 987  * RTC has 3 kinds of interrupts:
 988  * 1) Update Interrupt - generate an interrupt, every sec, when RTC clock
 989  *    is updated
 990  * 2) Alarm Interrupt - generate an interrupt at a specific time of day
 991  * 3) Periodic Interrupt - generate periodic interrupt, with frequencies
 992  *    2Hz-8192Hz (2Hz-64Hz for non-root user) (all freqs in powers of 2)
 993  * (1) and (2) above are implemented using polling at a frequency of
 994  * 64 Hz. The exact frequency is a tradeoff between accuracy and interrupt
 995  * overhead. (DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
 996  * For (3), we use interrupts at 64Hz or user specified periodic
 997  * frequency, whichever is higher.
 998  */
 999 #include <linux/mc146818rtc.h>
1000 #include <linux/rtc.h>
1001 #include <asm/rtc.h>
1002
1003 #define DEFAULT_RTC_INT_FREQ    64
1004 #define DEFAULT_RTC_SHIFT       6
1005 #define RTC_NUM_INTS            1
1006
1007 static unsigned long hpet_rtc_flags;
1008 static int hpet_prev_update_sec;
1009 static struct rtc_time hpet_alarm_time;
1010 static unsigned long hpet_pie_count;
1011 static u32 hpet_t1_cmp;
1012 static u32 hpet_default_delta;
1013 static u32 hpet_pie_delta;
1014 static unsigned long hpet_pie_limit;
1015
1016 static rtc_irq_handler irq_handler;
1017
1018 /*
1019  * Check that the hpet counter c1 is ahead of the c2
1020  */
1021 static inline int hpet_cnt_ahead(u32 c1, u32 c2)
1022 {
1023         return (s32)(c2 - c1) < 0;
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Registers a IRQ handler.
1028  */
1029 int hpet_register_irq_handler(rtc_irq_handler handler)
1030 {
1031         if (!is_hpet_enabled())
1032                 return -ENODEV;
1033         if (irq_handler)
1034                 return -EBUSY;
1035
1036         irq_handler = handler;
1037
1038         return 0;
1039 }
1040 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_register_irq_handler);
1041
1042 /*
1043  * Deregisters the IRQ handler registered with hpet_register_irq_handler()
1044  * and does cleanup.
1045  */
1046 void hpet_unregister_irq_handler(rtc_irq_handler handler)
1047 {
1048         if (!is_hpet_enabled())
1049                 return;
1050
1051         irq_handler = NULL;
1052         hpet_rtc_flags = 0;
1053 }
1054 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_unregister_irq_handler);
1055
1056 /*
1057  * Timer 1 for RTC emulation. We use one shot mode, as periodic mode
1058  * is not supported by all HPET implementations for timer 1.
1059  *
1060  * hpet_rtc_timer_init() is called when the rtc is initialized.
1061  */
1062 int hpet_rtc_timer_init(void)
1063 {
1064         unsigned int cfg, cnt, delta;
1065         unsigned long flags;
1066
1067         if (!is_hpet_enabled())
1068                 return 0;
1069
1070         if (!hpet_default_delta) {
1071                 uint64_t clc;
1072
1073                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
1074                 clc >>= hpet_clockevent.shift + DEFAULT_RTC_SHIFT;
1075                 hpet_default_delta = clc;
1076         }
1077
1078         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
1079                 delta = hpet_default_delta;
1080         else
1081                 delta = hpet_pie_delta;
1082
1083         local_irq_save(flags);
1084
1085         cnt = delta + hpet_readl(HPET_COUNTER);
1086         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1087         hpet_t1_cmp = cnt;
1088
1089         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1090         cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
1091         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
1092         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1093
1094         local_irq_restore(flags);
1095
1096         return 1;
1097 }
1098 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_timer_init);
1099
1100 /*
1101  * The functions below are called from rtc driver.
1102  * Return 0 if HPET is not being used.
1103  * Otherwise do the necessary changes and return 1.
1104  */
1105 int hpet_mask_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1106 {
1107         if (!is_hpet_enabled())
1108                 return 0;
1109
1110         hpet_rtc_flags &= ~bit_mask;
1111         return 1;
1112 }
1113 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_mask_rtc_irq_bit);
1114
1115 int hpet_set_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1116 {
1117         unsigned long oldbits = hpet_rtc_flags;
1118
1119         if (!is_hpet_enabled())
1120                 return 0;
1121
1122         hpet_rtc_flags |= bit_mask;
1123
1124         if ((bit_mask & RTC_UIE) && !(oldbits & RTC_UIE))
1125                 hpet_prev_update_sec = -1;
1126
1127         if (!oldbits)
1128                 hpet_rtc_timer_init();
1129
1130         return 1;
1131 }
1132 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_rtc_irq_bit);
1133
1134 int hpet_set_alarm_time(unsigned char hrs, unsigned char min,
1135                         unsigned char sec)
1136 {
1137         if (!is_hpet_enabled())
1138                 return 0;
1139
1140         hpet_alarm_time.tm_hour = hrs;
1141         hpet_alarm_time.tm_min = min;
1142         hpet_alarm_time.tm_sec = sec;
1143
1144         return 1;
1145 }
1146 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_alarm_time);
1147
1148 int hpet_set_periodic_freq(unsigned long freq)
1149 {
1150         uint64_t clc;
1151
1152         if (!is_hpet_enabled())
1153                 return 0;
1154
1155         if (freq <= DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
1156                 hpet_pie_limit = DEFAULT_RTC_INT_FREQ / freq;
1157         else {
1158                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
1159                 do_div(clc, freq);
1160                 clc >>= hpet_clockevent.shift;
1161                 hpet_pie_delta = clc;
1162                 hpet_pie_limit = 0;
1163         }
1164         return 1;
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_periodic_freq);
1167
1168 int hpet_rtc_dropped_irq(void)
1169 {
1170         return is_hpet_enabled();
1171 }
1172 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_dropped_irq);
1173
1174 static void hpet_rtc_timer_reinit(void)
1175 {
1176         unsigned int cfg, delta;
1177         int lost_ints = -1;
1178
1179         if (unlikely(!hpet_rtc_flags)) {
1180                 cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1181                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
1182                 hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1183                 return;
1184         }
1185
1186         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
1187                 delta = hpet_default_delta;
1188         else
1189                 delta = hpet_pie_delta;
1190
1191         /*
1192          * Increment the comparator value until we are ahead of the
1193          * current count.
1194          */
1195         do {
1196                 hpet_t1_cmp += delta;
1197                 hpet_writel(hpet_t1_cmp, HPET_T1_CMP);
1198                 lost_ints++;
1199         } while (!hpet_cnt_ahead(hpet_t1_cmp, hpet_readl(HPET_COUNTER)));
1200
1201         if (lost_ints) {
1202                 if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE)
1203                         hpet_pie_count += lost_ints;
1204                 if (printk_ratelimit())
1205                         printk(KERN_WARNING "hpet1: lost %d rtc interrupts\n",
1206                                 lost_ints);
1207         }
1208 }
1209
1210 irqreturn_t hpet_rtc_interrupt(int irq, void *dev_id)
1211 {
1212         struct rtc_time curr_time;
1213         unsigned long rtc_int_flag = 0;
1214
1215         hpet_rtc_timer_reinit();
1216         memset(&curr_time, 0, sizeof(struct rtc_time));
1217
1218         if (hpet_rtc_flags & (RTC_UIE | RTC_AIE))
1219                 get_rtc_time(&curr_time);
1220
1221         if (hpet_rtc_flags & RTC_UIE &&
1222             curr_time.tm_sec != hpet_prev_update_sec) {
1223                 if (hpet_prev_update_sec >= 0)
1224                         rtc_int_flag = RTC_UF;
1225                 hpet_prev_update_sec = curr_time.tm_sec;
1226         }
1227
1228         if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE &&
1229             ++hpet_pie_count >= hpet_pie_limit) {
1230                 rtc_int_flag |= RTC_PF;
1231                 hpet_pie_count = 0;
1232         }
1233
1234         if (hpet_rtc_flags & RTC_AIE &&
1235             (curr_time.tm_sec == hpet_alarm_time.tm_sec) &&
1236             (curr_time.tm_min == hpet_alarm_time.tm_min) &&
1237             (curr_time.tm_hour == hpet_alarm_time.tm_hour))
1238                         rtc_int_flag |= RTC_AF;
1239
1240         if (rtc_int_flag) {
1241                 rtc_int_flag |= (RTC_IRQF | (RTC_NUM_INTS << 8));
1242                 if (irq_handler)
1243                         irq_handler(rtc_int_flag, dev_id);
1244         }
1245         return IRQ_HANDLED;
1246 }
1247 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_interrupt);
1248 #endif