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 #include <asm/time.h>
  60
  61 #include "mach_time.h"
  62
  63 #include <linux/timex.h>
  64
  65 #include <asm/hpet.h>
  66
  67 #include <asm/arch_hooks.h>
  68
  69 #include "io_ports.h"
  70
  71 #include <asm/i8259.h>
  72
  73 int pit_latch_buggy;              /* extern */
  74
  75 #include "do_timer.h"
  76
  77 unsigned int cpu_khz;   /* Detected as we calibrate the TSC */
  78 EXPORT_SYMBOL(cpu_khz);
  79
  80 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  81 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
  82
  83 /*
  84  * This is a special lock that is owned by the CPU and holds the index
  85  * register we are working with.  It is required for NMI access to the
  86  * CMOS/RTC registers.  See include/asm-i386/mc146818rtc.h for details.
  87  */
  88 volatile unsigned long cmos_lock = 0;
  89 EXPORT_SYMBOL(cmos_lock);
  90
  91 /* Routines for accessing the CMOS RAM/RTC. */
  92 unsigned char rtc_cmos_read(unsigned char addr)
  93 {
  94         unsigned char val;
  95         lock_cmos_prefix(addr);
  96         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
  97         val = inb_p(RTC_PORT(1));
  98         lock_cmos_suffix(addr);
  99         return val;
 100 }
 101 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_read);
 102
 103 void rtc_cmos_write(unsigned char val, unsigned char addr)
 104 {
 105         lock_cmos_prefix(addr);
 106         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
 107         outb_p(val, RTC_PORT(1));
 108         lock_cmos_suffix(addr);
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_write);
 111
 112 static int set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
 113 {
 114         int retval;
 115         unsigned long flags;
 116
 117         /* gets recalled with irq locally disabled */
 118         /* XXX - does irqsave resolve this? -johnstul */
 119         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 120         retval = set_wallclock(nowtime);
 121         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 122
 123         return retval;
 124 }
 125
 126
 127 int timer_ack;
 128
 129 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 130 {
 131         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 132
 133 #ifdef CONFIG_SMP
 134         if (!user_mode_vm(regs) && in_lock_functions(pc)) {
 135 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 136                 return *(unsigned long *)(regs->ebp + 4);
 137 #else
 138                 unsigned long *sp;
 139                 if ((regs->xcs & 3) == 0)
 140                         sp = (unsigned long *)&regs->esp;
 141                 else
 142                         sp = (unsigned long *)regs->esp;
 143                 /* Return address is either directly at stack pointer
 144                    or above a saved eflags. Eflags has bits 22-31 zero,
 145                    kernel addresses don't. */
 146                 if (sp[0] >> 22)
 147                         return sp[0];
 148                 if (sp[1] >> 22)
 149                         return sp[1];
 150 #endif
 151         }
 152 #endif
 153         return pc;
 154 }
 155 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 156
 157 /*
 158  * This is the same as the above, except we _also_ save the current
 159  * Time Stamp Counter value at the time of the timer interrupt, so that
 160  * we later on can estimate the time of day more exactly.
 161  */
 162 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
 163 {
 164         /*
 165          * Here we are in the timer irq handler. We just have irqs locally
 166          * disabled but we don't know if the timer_bh is running on the other
 167          * CPU. We need to avoid to SMP race with it. NOTE: we don' t need
 168          * the irq version of write_lock because as just said we have irq
 169          * locally disabled. -arca
 170          */
 171         write_seqlock(&xtime_lock);
 172
 173 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 174         if (timer_ack) {
 175                 /*
 176                  * Subtle, when I/O APICs are used we have to ack timer IRQ
 177                  * manually to reset the IRR bit for do_slow_gettimeoffset().
 178                  * This will also deassert NMI lines for the watchdog if run
 179                  * on an 82489DX-based system.
 180                  */
 181                 spin_lock(&i8259A_lock);
 182                 outb(0x0c, PIC_MASTER_OCW3);
 183                 /* Ack the IRQ; AEOI will end it automatically. */
 184                 inb(PIC_MASTER_POLL);
 185                 spin_unlock(&i8259A_lock);
 186         }
 187 #endif
 188
 189         do_timer_interrupt_hook();
 190
 191
 192         if (MCA_bus) {
 193                 /* The PS/2 uses level-triggered interrupts.  You can't
 194                 turn them off, nor would you want to (any attempt to
 195                 enable edge-triggered interrupts usually gets intercepted by a
 196                 special hardware circuit).  Hence we have to acknowledge
 197                 the timer interrupt.  Through some incredibly stupid
 198                 design idea, the reset for IRQ 0 is done by setting the
 199                 high bit of the PPI port B (0x61).  Note that some PS/2s,
 200                 notably the 55SX, work fine if this is removed.  */
 201
 202                 u8 irq_v = inb_p( 0x61 );       /* read the current state */
 203                 outb_p( irq_v|0x80, 0x61 );     /* reset the IRQ */
 204         }
 205
 206         write_sequnlock(&xtime_lock);
 207
 208 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 209         if (using_apic_timer)
 210                 smp_send_timer_broadcast_ipi();
 211 #endif
 212
 213         return IRQ_HANDLED;
 214 }
 215
 216 /* not static: needed by APM */
 217 unsigned long get_cmos_time(void)
 218 {
 219         unsigned long retval;
 220         unsigned long flags;
 221
 222         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 223
 224         retval = get_wallclock();
 225
 226         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 227
 228         return retval;
 229 }
 230 EXPORT_SYMBOL(get_cmos_time);
 231
 232 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy);
 233
 234 static DEFINE_TIMER(sync_cmos_timer, sync_cmos_clock, 0, 0);
 235
 236 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy)
 237 {
 238         struct timeval now, next;
 239         int fail = 1;
 240
 241         /*
 242          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 243          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. Set_rtc_mmss() has to be
 244          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 245          * This code is run on a timer.  If the clock is set, that timer
 246          * may not expire at the correct time.  Thus, we adjust...
 247          */
 248         if (!ntp_synced())
 249                 /*
 250                  * Not synced, exit, do not restart a timer (if one is
 251                  * running, let it run out).
 252                  */
 253                 return;
 254
 255         do_gettimeofday(&now);
 256         if (now.tv_usec >= USEC_AFTER - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 257             now.tv_usec <= USEC_BEFORE + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2)
 258                 fail = set_rtc_mmss(now.tv_sec);
 259
 260         next.tv_usec = USEC_AFTER - now.tv_usec;
 261         if (next.tv_usec <= 0)
 262                 next.tv_usec += USEC_PER_SEC;
 263
 264         if (!fail)
 265                 next.tv_sec = 659;
 266         else
 267                 next.tv_sec = 0;
 268
 269         if (next.tv_usec >= USEC_PER_SEC) {
 270                 next.tv_sec++;
 271                 next.tv_usec -= USEC_PER_SEC;
 272         }
 273         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + timeval_to_jiffies(&next));
 274 }
 275
 276 void notify_arch_cmos_timer(void)
 277 {
 278         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + 1);
 279 }
 280
 281 static long clock_cmos_diff;
 282 static unsigned long sleep_start;
 283
 284 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 285 {
 286         /*
 287          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
 288          */
 289         unsigned long ctime =  get_cmos_time();
 290
 291         clock_cmos_diff = -ctime;
 292         clock_cmos_diff += get_seconds();
 293         sleep_start = ctime;
 294         return 0;
 295 }
 296
 297 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 298 {
 299         unsigned long flags;
 300         unsigned long sec;
 301         unsigned long ctime = get_cmos_time();
 302         long sleep_length = (ctime - sleep_start) * HZ;
 303         struct timespec ts;
 304
 305         if (sleep_length < 0) {
 306                 printk(KERN_WARNING "CMOS clock skew detected in timer resume!\n");
 307                 /* The time after the resume must not be earlier than the time
 308                  * before the suspend or some nasty things will happen
 309                  */
 310                 sleep_length = 0;
 311                 ctime = sleep_start;
 312         }
 313 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 314         if (is_hpet_enabled())
 315                 hpet_reenable();
 316 #endif
 317         setup_pit_timer();
 318
 319         sec = ctime + clock_cmos_diff;
 320         ts.tv_sec = sec;
 321         ts.tv_nsec = 0;
 322         do_settimeofday(&ts);
 323         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 324         jiffies_64 += sleep_length;
 325         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 326         touch_softlockup_watchdog();
 327         return 0;
 328 }
 329
 330 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 331         .resume = timer_resume,
 332         .suspend = timer_suspend,
 333         set_kset_name("timer"),
 334 };
 335
 336
 337 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
 338 static struct sys_device device_timer = {
 339         .id     = 0,
 340         .cls    = &timer_sysclass,
 341 };
 342
 343 static int time_init_device(void)
 344 {
 345         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 346         if (!error)
 347                 error = sysdev_register(&device_timer);
 348         return error;
 349 }
 350
 351 device_initcall(time_init_device);
 352
 353 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 354 extern void (*late_time_init)(void);
 355 /* Duplicate of time_init() below, with hpet_enable part added */
 356 static void __init hpet_time_init(void)
 357 {
 358         struct timespec ts;
 359         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 360         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 361
 362         do_settimeofday(&ts);
 363
 364         if ((hpet_enable() >= 0) && hpet_use_timer) {
 365                 printk("Using HPET for base-timer\n");
 366         }
 367
 368         do_time_init();
 369 }
 370 #endif
 371
 372 void __init time_init(void)
 373 {
 374         struct timespec ts;
 375 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 376         if (is_hpet_capable()) {
 377                 /*
 378                  * HPET initialization needs to do memory-mapped io. So, let
 379                  * us do a late initialization after mem_init().
 380                  */
 381                 late_time_init = hpet_time_init;
 382                 return;
 383         }
 384 #endif
 385         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 386         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 387
 388         do_settimeofday(&ts);
 389
 390         do_time_init();
 391 }