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 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 134 {
 135         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 136
 137 #ifdef CONFIG_SMP
 138         if (!user_mode_vm(regs) && in_lock_functions(pc)) {
 139 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 140                 return *(unsigned long *)(regs->ebp + 4);
 141 #else
 142                 unsigned long *sp;
 143                 if ((regs->xcs & 3) == 0)
 144                         sp = (unsigned long *)&regs->esp;
 145                 else
 146                         sp = (unsigned long *)regs->esp;
 147                 /* Return address is either directly at stack pointer
 148                    or above a saved eflags. Eflags has bits 22-31 zero,
 149                    kernel addresses don't. */
 150                 if (sp[0] >> 22)
 151                         return sp[0];
 152                 if (sp[1] >> 22)
 153                         return sp[1];
 154 #endif
 155         }
 156 #endif
 157         return pc;
 158 }
 159 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 160
 161 /*
 162  * This is the same as the above, except we _also_ save the current
 163  * Time Stamp Counter value at the time of the timer interrupt, so that
 164  * we later on can estimate the time of day more exactly.
 165  */
 166 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
 167 {
 168         /*
 169          * Here we are in the timer irq handler. We just have irqs locally
 170          * disabled but we don't know if the timer_bh is running on the other
 171          * CPU. We need to avoid to SMP race with it. NOTE: we don' t need
 172          * the irq version of write_lock because as just said we have irq
 173          * locally disabled. -arca
 174          */
 175         write_seqlock(&xtime_lock);
 176
 177 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 178         if (timer_ack) {
 179                 /*
 180                  * Subtle, when I/O APICs are used we have to ack timer IRQ
 181                  * manually to reset the IRR bit for do_slow_gettimeoffset().
 182                  * This will also deassert NMI lines for the watchdog if run
 183                  * on an 82489DX-based system.
 184                  */
 185                 spin_lock(&i8259A_lock);
 186                 outb(0x0c, PIC_MASTER_OCW3);
 187                 /* Ack the IRQ; AEOI will end it automatically. */
 188                 inb(PIC_MASTER_POLL);
 189                 spin_unlock(&i8259A_lock);
 190         }
 191 #endif
 192
 193         do_timer_interrupt_hook(regs);
 194
 195
 196         if (MCA_bus) {
 197                 /* The PS/2 uses level-triggered interrupts.  You can't
 198                 turn them off, nor would you want to (any attempt to
 199                 enable edge-triggered interrupts usually gets intercepted by a
 200                 special hardware circuit).  Hence we have to acknowledge
 201                 the timer interrupt.  Through some incredibly stupid
 202                 design idea, the reset for IRQ 0 is done by setting the
 203                 high bit of the PPI port B (0x61).  Note that some PS/2s,
 204                 notably the 55SX, work fine if this is removed.  */
 205
 206                 irq = inb_p( 0x61 );    /* read the current state */
 207                 outb_p( irq|0x80, 0x61 );       /* reset the IRQ */
 208         }
 209
 210         write_sequnlock(&xtime_lock);
 211
 212 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 213         if (using_apic_timer)
 214                 smp_send_timer_broadcast_ipi(regs);
 215 #endif
 216
 217         return IRQ_HANDLED;
 218 }
 219
 220 /* not static: needed by APM */
 221 unsigned long get_cmos_time(void)
 222 {
 223         unsigned long retval;
 224         unsigned long flags;
 225
 226         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 227
 228         if (efi_enabled)
 229                 retval = efi_get_time();
 230         else
 231                 retval = mach_get_cmos_time();
 232
 233         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 234
 235         return retval;
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL(get_cmos_time);
 238
 239 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy);
 240
 241 static DEFINE_TIMER(sync_cmos_timer, sync_cmos_clock, 0, 0);
 242
 243 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy)
 244 {
 245         struct timeval now, next;
 246         int fail = 1;
 247
 248         /*
 249          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 250          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. Set_rtc_mmss() has to be
 251          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 252          * This code is run on a timer.  If the clock is set, that timer
 253          * may not expire at the correct time.  Thus, we adjust...
 254          */
 255         if (!ntp_synced())
 256                 /*
 257                  * Not synced, exit, do not restart a timer (if one is
 258                  * running, let it run out).
 259                  */
 260                 return;
 261
 262         do_gettimeofday(&now);
 263         if (now.tv_usec >= USEC_AFTER - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 264             now.tv_usec <= USEC_BEFORE + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2)
 265                 fail = set_rtc_mmss(now.tv_sec);
 266
 267         next.tv_usec = USEC_AFTER - now.tv_usec;
 268         if (next.tv_usec <= 0)
 269                 next.tv_usec += USEC_PER_SEC;
 270
 271         if (!fail)
 272                 next.tv_sec = 659;
 273         else
 274                 next.tv_sec = 0;
 275
 276         if (next.tv_usec >= USEC_PER_SEC) {
 277                 next.tv_sec++;
 278                 next.tv_usec -= USEC_PER_SEC;
 279         }
 280         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + timeval_to_jiffies(&next));
 281 }
 282
 283 void notify_arch_cmos_timer(void)
 284 {
 285         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + 1);
 286 }
 287
 288 static long clock_cmos_diff;
 289 static unsigned long sleep_start;
 290
 291 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 292 {
 293         /*
 294          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
 295          */
 296         unsigned long ctime =  get_cmos_time();
 297
 298         clock_cmos_diff = -ctime;
 299         clock_cmos_diff += get_seconds();
 300         sleep_start = ctime;
 301         return 0;
 302 }
 303
 304 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 305 {
 306         unsigned long flags;
 307         unsigned long sec;
 308         unsigned long ctime = get_cmos_time();
 309         long sleep_length = (ctime - sleep_start) * HZ;
 310         struct timespec ts;
 311
 312         if (sleep_length < 0) {
 313                 printk(KERN_WARNING "CMOS clock skew detected in timer resume!\n");
 314                 /* The time after the resume must not be earlier than the time
 315                  * before the suspend or some nasty things will happen
 316                  */
 317                 sleep_length = 0;
 318                 ctime = sleep_start;
 319         }
 320 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 321         if (is_hpet_enabled())
 322                 hpet_reenable();
 323 #endif
 324         setup_pit_timer();
 325
 326         sec = ctime + clock_cmos_diff;
 327         ts.tv_sec = sec;
 328         ts.tv_nsec = 0;
 329         do_settimeofday(&ts);
 330         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 331         jiffies_64 += sleep_length;
 332         wall_jiffies += sleep_length;
 333         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 334         touch_softlockup_watchdog();
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 339         .resume = timer_resume,
 340         .suspend = timer_suspend,
 341         set_kset_name("timer"),
 342 };
 343
 344
 345 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
 346 static struct sys_device device_timer = {
 347         .id     = 0,
 348         .cls    = &timer_sysclass,
 349 };
 350
 351 static int time_init_device(void)
 352 {
 353         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 354         if (!error)
 355                 error = sysdev_register(&device_timer);
 356         return error;
 357 }
 358
 359 device_initcall(time_init_device);
 360
 361 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 362 extern void (*late_time_init)(void);
 363 /* Duplicate of time_init() below, with hpet_enable part added */
 364 static void __init hpet_time_init(void)
 365 {
 366         struct timespec ts;
 367         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 368         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 369
 370         do_settimeofday(&ts);
 371
 372         if ((hpet_enable() >= 0) && hpet_use_timer) {
 373                 printk("Using HPET for base-timer\n");
 374         }
 375
 376         time_init_hook();
 377 }
 378 #endif
 379
 380 void __init time_init(void)
 381 {
 382         struct timespec ts;
 383 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 384         if (is_hpet_capable()) {
 385                 /*
 386                  * HPET initialization needs to do memory-mapped io. So, let
 387                  * us do a late initialization after mem_init().
 388                  */
 389                 late_time_init = hpet_time_init;
 390                 return;
 391         }
 392 #endif
 393         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 394         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 395
 396         do_settimeofday(&ts);
 397
 398         time_init_hook();
 399 }