arch/i386/kernel/time.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/i386/kernel/time.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
   5  *
   6  * This file contains the PC-specific time handling details:
   7  * reading the RTC at bootup, etc..
   8  * 1994-07-02    Alan Modra
   9  *      fixed set_rtc_mmss, fixed time.year for >= 2000, new mktime
  10  * 1995-03-26    Markus Kuhn
  11  *      fixed 500 ms bug at call to set_rtc_mmss, fixed DS12887
  12  *      precision CMOS clock update
  13  * 1996-05-03    Ingo Molnar
  14  *      fixed time warps in do_[slow|fast]_gettimeoffset()
  15  * 1997-09-10   Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  16  *              "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  17  * 1998-09-05    (Various)
  18  *      More robust do_fast_gettimeoffset() algorithm implemented
  19  *      (works with APM, Cyrix 6x86MX and Centaur C6),
  20  *      monotonic gettimeofday() with fast_get_timeoffset(),
  21  *      drift-proof precision TSC calibration on boot
  22  *      (C. Scott Ananian <cananian@alumni.princeton.edu>, Andrew D.
  23  *      Balsa <andrebalsa@altern.org>, Philip Gladstone <philip@raptor.com>;
  24  *      ported from 2.0.35 Jumbo-9 by Michael Krause <m.krause@tu-harburg.de>).
  25  * 1998-12-16    Andrea Arcangeli
  26  *      Fixed Jumbo-9 code in 2.1.131: do_gettimeofday was missing 1 jiffy
  27  *      because was not accounting lost_ticks.
  28  * 1998-12-24 Copyright (C) 1998  Andrea Arcangeli
  29  *      Fixed a xtime SMP race (we need the xtime_lock rw spinlock to
  30  *      serialize accesses to xtime/lost_ticks).
  31  */
  32
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <linux/kernel.h>
  36 #include <linux/param.h>
  37 #include <linux/string.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/interrupt.h>
  40 #include <linux/time.h>
  41 #include <linux/delay.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/smp.h>
  44 #include <linux/module.h>
  45 #include <linux/sysdev.h>
  46 #include <linux/bcd.h>
  47 #include <linux/efi.h>
  48 #include <linux/mca.h>
  49
  50 #include <asm/io.h>
  51 #include <asm/smp.h>
  52 #include <asm/irq.h>
  53 #include <asm/msr.h>
  54 #include <asm/delay.h>
  55 #include <asm/mpspec.h>
  56 #include <asm/uaccess.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/timer.h>
  59
  60 #include "mach_time.h"
  61
  62 #include <linux/timex.h>
  63
  64 #include <asm/hpet.h>
  65
  66 #include <asm/arch_hooks.h>
  67
  68 #include "io_ports.h"
  69
  70 #include <asm/i8259.h>
  71
  72 int pit_latch_buggy;              /* extern */
  73
  74 #include "do_timer.h"
  75
  76 unsigned int cpu_khz;   /* Detected as we calibrate the TSC */
  77 EXPORT_SYMBOL(cpu_khz);
  78
  79 extern unsigned long wall_jiffies;
  80
  81 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  82 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
  83
  84 /*
  85  * This is a special lock that is owned by the CPU and holds the index
  86  * register we are working with.  It is required for NMI access to the
  87  * CMOS/RTC registers.  See include/asm-i386/mc146818rtc.h for details.
  88  */
  89 volatile unsigned long cmos_lock = 0;
  90 EXPORT_SYMBOL(cmos_lock);
  91
  92 /* Routines for accessing the CMOS RAM/RTC. */
  93 unsigned char rtc_cmos_read(unsigned char addr)
  94 {
  95         unsigned char val;
  96         lock_cmos_prefix(addr);
  97         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
  98         val = inb_p(RTC_PORT(1));
  99         lock_cmos_suffix(addr);
 100         return val;
 101 }
 102 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_read);
 103
 104 void rtc_cmos_write(unsigned char val, unsigned char addr)
 105 {
 106         lock_cmos_prefix(addr);
 107         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
 108         outb_p(val, RTC_PORT(1));
 109         lock_cmos_suffix(addr);
 110 }
 111 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_write);
 112
 113 static int set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
 114 {
 115         int retval;
 116         unsigned long flags;
 117
 118         /* gets recalled with irq locally disabled */
 119         /* XXX - does irqsave resolve this? -johnstul */
 120         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 121         if (efi_enabled)
 122                 retval = efi_set_rtc_mmss(nowtime);
 123         else
 124                 retval = mach_set_rtc_mmss(nowtime);
 125         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 126
 127         return retval;
 128 }
 129
 130
 131 int timer_ack;
 132
 133 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FRAME_POINTER)
 134 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 135 {
 136         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 137
 138         if (in_lock_functions(pc))
 139                 return *(unsigned long *)(regs->ebp + 4);
 140
 141         return pc;
 142 }
 143 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 144 #endif
 145
 146 /*
 147  * This is the same as the above, except we _also_ save the current
 148  * Time Stamp Counter value at the time of the timer interrupt, so that
 149  * we later on can estimate the time of day more exactly.
 150  */
 151 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
 152 {
 153         /*
 154          * Here we are in the timer irq handler. We just have irqs locally
 155          * disabled but we don't know if the timer_bh is running on the other
 156          * CPU. We need to avoid to SMP race with it. NOTE: we don' t need
 157          * the irq version of write_lock because as just said we have irq
 158          * locally disabled. -arca
 159          */
 160         write_seqlock(&xtime_lock);
 161
 162 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 163         if (timer_ack) {
 164                 /*
 165                  * Subtle, when I/O APICs are used we have to ack timer IRQ
 166                  * manually to reset the IRR bit for do_slow_gettimeoffset().
 167                  * This will also deassert NMI lines for the watchdog if run
 168                  * on an 82489DX-based system.
 169                  */
 170                 spin_lock(&i8259A_lock);
 171                 outb(0x0c, PIC_MASTER_OCW3);
 172                 /* Ack the IRQ; AEOI will end it automatically. */
 173                 inb(PIC_MASTER_POLL);
 174                 spin_unlock(&i8259A_lock);
 175         }
 176 #endif
 177
 178         do_timer_interrupt_hook(regs);
 179
 180
 181         if (MCA_bus) {
 182                 /* The PS/2 uses level-triggered interrupts.  You can't
 183                 turn them off, nor would you want to (any attempt to
 184                 enable edge-triggered interrupts usually gets intercepted by a
 185                 special hardware circuit).  Hence we have to acknowledge
 186                 the timer interrupt.  Through some incredibly stupid
 187                 design idea, the reset for IRQ 0 is done by setting the
 188                 high bit of the PPI port B (0x61).  Note that some PS/2s,
 189                 notably the 55SX, work fine if this is removed.  */
 190
 191                 irq = inb_p( 0x61 );    /* read the current state */
 192                 outb_p( irq|0x80, 0x61 );       /* reset the IRQ */
 193         }
 194
 195         write_sequnlock(&xtime_lock);
 196
 197 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 198         if (using_apic_timer)
 199                 smp_send_timer_broadcast_ipi(regs);
 200 #endif
 201
 202         return IRQ_HANDLED;
 203 }
 204
 205 /* not static: needed by APM */
 206 unsigned long get_cmos_time(void)
 207 {
 208         unsigned long retval;
 209
 210         spin_lock(&rtc_lock);
 211
 212         if (efi_enabled)
 213                 retval = efi_get_time();
 214         else
 215                 retval = mach_get_cmos_time();
 216
 217         spin_unlock(&rtc_lock);
 218
 219         return retval;
 220 }
 221 EXPORT_SYMBOL(get_cmos_time);
 222
 223 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy);
 224
 225 static DEFINE_TIMER(sync_cmos_timer, sync_cmos_clock, 0, 0);
 226
 227 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy)
 228 {
 229         struct timeval now, next;
 230         int fail = 1;
 231
 232         /*
 233          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 234          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. Set_rtc_mmss() has to be
 235          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 236          * This code is run on a timer.  If the clock is set, that timer
 237          * may not expire at the correct time.  Thus, we adjust...
 238          */
 239         if (!ntp_synced())
 240                 /*
 241                  * Not synced, exit, do not restart a timer (if one is
 242                  * running, let it run out).
 243                  */
 244                 return;
 245
 246         do_gettimeofday(&now);
 247         if (now.tv_usec >= USEC_AFTER - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 248             now.tv_usec <= USEC_BEFORE + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2)
 249                 fail = set_rtc_mmss(now.tv_sec);
 250
 251         next.tv_usec = USEC_AFTER - now.tv_usec;
 252         if (next.tv_usec <= 0)
 253                 next.tv_usec += USEC_PER_SEC;
 254
 255         if (!fail)
 256                 next.tv_sec = 659;
 257         else
 258                 next.tv_sec = 0;
 259
 260         if (next.tv_usec >= USEC_PER_SEC) {
 261                 next.tv_sec++;
 262                 next.tv_usec -= USEC_PER_SEC;
 263         }
 264         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + timeval_to_jiffies(&next));
 265 }
 266
 267 void notify_arch_cmos_timer(void)
 268 {
 269         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + 1);
 270 }
 271
 272 static long clock_cmos_diff, sleep_start;
 273
 274 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 275 {
 276         /*
 277          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
 278          */
 279         clock_cmos_diff = -get_cmos_time();
 280         clock_cmos_diff += get_seconds();
 281         sleep_start = get_cmos_time();
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 286 {
 287         unsigned long flags;
 288         unsigned long sec;
 289         unsigned long sleep_length;
 290
 291 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 292         if (is_hpet_enabled())
 293                 hpet_reenable();
 294 #endif
 295         setup_pit_timer();
 296         sec = get_cmos_time() + clock_cmos_diff;
 297         sleep_length = (get_cmos_time() - sleep_start) * HZ;
 298         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 299         xtime.tv_sec = sec;
 300         xtime.tv_nsec = 0;
 301         jiffies_64 += sleep_length;
 302         wall_jiffies += sleep_length;
 303         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 304         touch_softlockup_watchdog();
 305         return 0;
 306 }
 307
 308 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 309         .resume = timer_resume,
 310         .suspend = timer_suspend,
 311         set_kset_name("timer"),
 312 };
 313
 314
 315 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
 316 static struct sys_device device_timer = {
 317         .id     = 0,
 318         .cls    = &timer_sysclass,
 319 };
 320
 321 static int time_init_device(void)
 322 {
 323         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 324         if (!error)
 325                 error = sysdev_register(&device_timer);
 326         return error;
 327 }
 328
 329 device_initcall(time_init_device);
 330
 331 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 332 extern void (*late_time_init)(void);
 333 /* Duplicate of time_init() below, with hpet_enable part added */
 334 static void __init hpet_time_init(void)
 335 {
 336         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
 337         xtime.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 338         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 339                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 340
 341         if ((hpet_enable() >= 0) && hpet_use_timer) {
 342                 printk("Using HPET for base-timer\n");
 343         }
 344
 345         time_init_hook();
 346 }
 347 #endif
 348
 349 void __init time_init(void)
 350 {
 351 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 352         if (is_hpet_capable()) {
 353                 /*
 354                  * HPET initialization needs to do memory-mapped io. So, let
 355                  * us do a late initialization after mem_init().
 356                  */
 357                 late_time_init = hpet_time_init;
 358                 return;
 359         }
 360 #endif
 361         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
 362         xtime.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 363         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 364                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 365
 366         time_init_hook();
 367 }