arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
  21  * against the Titan chip's clock.)
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  *
  29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  33  */
  34
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55 #include <linux/delay.h>
  56 #include <linux/irq_work.h>
  57 #include <asm/trace.h>
  58
  59 #include <asm/io.h>
  60 #include <asm/processor.h>
  61 #include <asm/nvram.h>
  62 #include <asm/cache.h>
  63 #include <asm/machdep.h>
  64 #include <asm/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/prom.h>
  67 #include <asm/irq.h>
  68 #include <asm/div64.h>
  69 #include <asm/smp.h>
  70 #include <asm/vdso_datapage.h>
  71 #include <asm/firmware.h>
  72 #include <asm/cputime.h>
  73 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  74 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  75 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  76 #endif
  77
  78 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  79
  80 #include <linux/clockchips.h>
  81 #include <linux/clocksource.h>
  82
  83 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  84 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  85         .name         = "rtc",
  86         .rating       = 400,
  87         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  88         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  89         .shift        = 22,
  90         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  91         .read         = rtc_read,
  92 };
  93
  94 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  95 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  96         .name         = "timebase",
  97         .rating       = 400,
  98         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  99         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
 100         .shift        = 22,
 101         .mult         = 0,      /* To be filled in */
 102         .read         = timebase_read,
 103 };
 104
 105 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 106
 107 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 108                                       struct clock_event_device *dev);
 109 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 110                                  struct clock_event_device *dev);
 111
 112 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 113        .name           = "decrementer",
 114        .rating         = 200,
 115        .shift          = 0,     /* To be filled in */
 116        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 117        .irq            = 0,
 118        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 119        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 120        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 121 };
 122
 123 struct decrementer_clock {
 124         struct clock_event_device event;
 125         u64 next_tb;
 126 };
 127
 128 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 129
 130 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 131 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 132 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 133
 134 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 135 static void __init clocksource_init(void);
 136 #endif
 137
 138 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 139
 140 #ifdef CONFIG_PPC64
 141 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 142 #else
 143 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 144 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 145 #endif
 146
 147 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 148 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 149 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 150 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 151 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 152
 153 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 155
 156 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 157 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 158 static u64 boot_tb __read_mostly;
 159
 160 extern struct timezone sys_tz;
 161 static long timezone_offset;
 162
 163 unsigned long ppc_proc_freq;
 164 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 165 unsigned long ppc_tb_freq;
 166 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 167
 168 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 169 /*
 170  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 171  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 172  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 173  */
 174 u64 __cputime_jiffies_factor;
 175 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 176 u64 __cputime_msec_factor;
 177 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 178 u64 __cputime_sec_factor;
 179 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 180 u64 __cputime_clockt_factor;
 181 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 182 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 183 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 184
 185 cputime_t cputime_one_jiffy;
 186
 187 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 188
 189 static void calc_cputime_factors(void)
 190 {
 191         struct div_result res;
 192
 193         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 194         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 195         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 196         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 197         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 198         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 199         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 200         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 205  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 206  */
 207 static u64 read_spurr(u64 tb)
 208 {
 209         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 210                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 211         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 212                 return mfspr(SPRN_PURR);
 213         return tb;
 214 }
 215
 216 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 217
 218 /*
 219  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 220  * Should be called with interrupts disabled.
 221  */
 222 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 223 {
 224         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 225         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 226         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 227         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 228         u64 tb_delta;
 229         u64 stolen = 0;
 230         u64 dtb;
 231
 232         if (i == vpa->dtl_idx)
 233                 return 0;
 234         while (i < vpa->dtl_idx) {
 235                 if (dtl_consumer)
 236                         dtl_consumer(dtl, i);
 237                 dtb = dtl->timebase;
 238                 tb_delta = dtl->enqueue_to_dispatch_time +
 239                         dtl->ready_to_enqueue_time;
 240                 barrier();
 241                 if (i + N_DISPATCH_LOG < vpa->dtl_idx) {
 242                         /* buffer has overflowed */
 243                         i = vpa->dtl_idx - N_DISPATCH_LOG;
 244                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 245                         continue;
 246                 }
 247                 if (dtb > stop_tb)
 248                         break;
 249                 stolen += tb_delta;
 250                 ++i;
 251                 ++dtl;
 252                 if (dtl == dtl_end)
 253                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 254         }
 255         local_paca->dtl_ridx = i;
 256         local_paca->dtl_curr = dtl;
 257         return stolen;
 258 }
 259
 260 /*
 261  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 262  * Called on entry from user mode.
 263  */
 264 void accumulate_stolen_time(void)
 265 {
 266         u64 sst, ust;
 267
 268         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 269         u8 save_hard_enabled = local_paca->hard_enabled;
 270
 271         /* We are called early in the exception entry, before
 272          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 273          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 274          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 275          * complain
 276          */
 277         local_paca->soft_enabled = 0;
 278         local_paca->hard_enabled = 0;
 279
 280         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 281         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 282         local_paca->system_time -= sst;
 283         local_paca->user_time -= ust;
 284         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 285
 286         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 287         local_paca->hard_enabled = save_hard_enabled;
 288 }
 289
 290 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 291 {
 292         u64 stolen = 0;
 293
 294         if (get_paca()->dtl_ridx != get_paca()->lppaca_ptr->dtl_idx) {
 295                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 296                 get_paca()->system_time -= stolen;
 297         }
 298
 299         stolen += get_paca()->stolen_time;
 300         get_paca()->stolen_time = 0;
 301         return stolen;
 302 }
 303
 304 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 305 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 306 {
 307         return 0;
 308 }
 309
 310 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 311
 312 /*
 313  * Account time for a transition between system, hard irq
 314  * or soft irq state.
 315  */
 316 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 317 {
 318         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled;
 319         unsigned long flags;
 320         u64 stolen, udelta, sys_scaled, user_scaled;
 321
 322         local_irq_save(flags);
 323         now = mftb();
 324         nowscaled = read_spurr(now);
 325         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 326         get_paca()->starttime = now;
 327         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 328         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 329
 330         stolen = calculate_stolen_time(now);
 331
 332         delta = get_paca()->system_time;
 333         get_paca()->system_time = 0;
 334         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 335         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 336
 337         /*
 338          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 339          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 340          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 341          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 342          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 343          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 344          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 345          * used by account_process_tick.
 346          */
 347         sys_scaled = delta;
 348         user_scaled = udelta;
 349         if (deltascaled != delta + udelta) {
 350                 if (udelta) {
 351                         sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 352                         user_scaled = deltascaled - sys_scaled;
 353                 } else {
 354                         sys_scaled = deltascaled;
 355                 }
 356         }
 357         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 358
 359         if (in_interrupt() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk) {
 360                 account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 361                 if (stolen)
 362                         account_steal_time(stolen);
 363         } else {
 364                 account_idle_time(delta + stolen);
 365         }
 366         local_irq_restore(flags);
 367 }
 368 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 369
 370 /*
 371  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 372  * by the exception entry and exit code to the generic process
 373  * user and system time records.
 374  * Must be called with interrupts disabled.
 375  * Assumes that account_system_vtime() has been called recently
 376  * (i.e. since the last entry from usermode) so that
 377  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 378  */
 379 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 380 {
 381         cputime_t utime, utimescaled;
 382
 383         utime = get_paca()->user_time;
 384         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 385         get_paca()->user_time = 0;
 386         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 387         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 388         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 389 }
 390
 391 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 392 #define calc_cputime_factors()
 393 #endif
 394
 395 void __delay(unsigned long loops)
 396 {
 397         unsigned long start;
 398         int diff;
 399
 400         if (__USE_RTC()) {
 401                 start = get_rtcl();
 402                 do {
 403                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 404                         diff = get_rtcl() - start;
 405                         if (diff < 0)
 406                                 diff += 1000000000;
 407                 } while (diff < loops);
 408         } else {
 409                 start = get_tbl();
 410                 while (get_tbl() - start < loops)
 411                         HMT_low();
 412                 HMT_medium();
 413         }
 414 }
 415 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 416
 417 void udelay(unsigned long usecs)
 418 {
 419         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 420 }
 421 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 422
 423 #ifdef CONFIG_SMP
 424 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 425 {
 426         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 427
 428         if (in_lock_functions(pc))
 429                 return regs->link;
 430
 431         return pc;
 432 }
 433 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 434 #endif
 435
 436 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 437
 438 /*
 439  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 440  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 441  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 442  */
 443
 444 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 445 {
 446         unsigned long titan, tb;
 447
 448         /* Make sure we only run on iSeries */
 449         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 450                 return -ENODEV;
 451
 452         tb = get_tb();
 453         titan = HvCallXm_loadTod();
 454         if ( iSeries_recal_titan ) {
 455                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 456                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 457                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 458                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
 459                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
 460                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 461                 char sign = '+';
 462                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 463                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 464
 465                 if ( tick_diff < 0 ) {
 466                         tick_diff = -tick_diff;
 467                         sign = '-';
 468                 }
 469                 if ( tick_diff ) {
 470                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 471                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 472                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 473                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 474                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 475                                 calc_cputime_factors();
 476                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 477                                 setup_cputime_one_jiffy();
 478                         }
 479                         else {
 480                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 481                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 482                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 483                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 484                         }
 485                 }
 486         }
 487         iSeries_recal_titan = titan;
 488         iSeries_recal_tb = tb;
 489
 490         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 491         clocksource_init();
 492         return 0;
 493 }
 494 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 495
 496 /* Called from platform early init */
 497 void __init iSeries_time_init_early(void)
 498 {
 499         iSeries_recal_tb = get_tb();
 500         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 501 }
 502 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 503
 504 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 505
 506 /*
 507  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 508  */
 509 #ifdef CONFIG_PPC64
 510 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 511 {
 512         unsigned long x;
 513
 514         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 515                 : "=r" (x)
 516                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 517         return x;
 518 }
 519
 520 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 521 {
 522         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 523                 "r" (1),
 524                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 525 }
 526
 527 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 528 {
 529         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 530                 "r" (0),
 531                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 532 }
 533
 534 #else /* 32-bit */
 535
 536 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 537
 538 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 539 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 540 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 541
 542 #endif /* 32 vs 64 bit */
 543
 544 void set_irq_work_pending(void)
 545 {
 546         preempt_disable();
 547         set_irq_work_pending_flag();
 548         set_dec(1);
 549         preempt_enable();
 550 }
 551
 552 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 553
 554 #define test_irq_work_pending() 0
 555 #define clear_irq_work_pending()
 556
 557 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 558
 559 /*
 560  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 561  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 562  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 563  * decrementer is less than the current value in the hardware
 564  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 565  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 566  * call will not be needed)
 567  */
 568
 569 /*
 570  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 571  * with interrupts disabled.
 572  */
 573 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 574 {
 575         struct pt_regs *old_regs;
 576         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 577         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 578         u64 now;
 579
 580         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 581          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 582          */
 583         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 584
 585         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 586          * offline, just ignore these
 587          */
 588         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
 589                 return;
 590
 591         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 592
 593         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 594
 595 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 596         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 597                 do_IRQ(regs);
 598 #endif
 599
 600         old_regs = set_irq_regs(regs);
 601         irq_enter();
 602
 603         if (test_irq_work_pending()) {
 604                 clear_irq_work_pending();
 605                 irq_work_run();
 606         }
 607
 608 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 609         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 610                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 611 #endif
 612
 613         now = get_tb_or_rtc();
 614         if (now >= decrementer->next_tb) {
 615                 decrementer->next_tb = ~(u64)0;
 616                 if (evt->event_handler)
 617                         evt->event_handler(evt);
 618         } else {
 619                 now = decrementer->next_tb - now;
 620                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 621                         set_dec((int)now);
 622         }
 623
 624 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 625         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 626                 process_hvlpevents();
 627 #endif
 628
 629 #ifdef CONFIG_PPC64
 630         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 631         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 632                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 633                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 634         }
 635 #endif
 636
 637         irq_exit();
 638         set_irq_regs(old_regs);
 639
 640         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 641 }
 642
 643 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 644 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 645 {
 646         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 647          * with suspending.
 648          */
 649
 650         set_dec(0x7fffffff);
 651         local_irq_disable();
 652         set_dec(0x7fffffff);
 653 }
 654
 655 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 656 {
 657         local_irq_enable();
 658 }
 659
 660 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 661 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 662 {
 663         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 664                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 665         generic_suspend_disable_irqs();
 666 }
 667
 668 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 669 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 670 {
 671         generic_suspend_enable_irqs();
 672         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 673                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 674 }
 675 #endif
 676
 677 /*
 678  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 679  *
 680  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 681  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 682  * are 64-bit unsigned numbers.
 683  */
 684 unsigned long long sched_clock(void)
 685 {
 686         if (__USE_RTC())
 687                 return get_rtc();
 688         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 689 }
 690
 691 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 692 {
 693         struct device_node *cpu;
 694         const unsigned int *fp;
 695         int found = 0;
 696
 697         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 698         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 699
 700         if (cpu) {
 701                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 702                 if (fp) {
 703                         found = 1;
 704                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 705                 }
 706
 707                 of_node_put(cpu);
 708         }
 709
 710         return found;
 711 }
 712
 713 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 714 void start_cpu_decrementer(void)
 715 {
 716 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 717         /* Clear any pending timer interrupts */
 718         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 719
 720         /* Enable decrementer interrupt */
 721         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 722 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 723 }
 724
 725 void __init generic_calibrate_decr(void)
 726 {
 727         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 728
 729         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 730             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 731
 732                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 733                                 "(not found)\n");
 734         }
 735
 736         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 737
 738         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 739             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 740
 741                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 742                                 "(not found)\n");
 743         }
 744 }
 745
 746 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 747 {
 748         struct rtc_time tm;
 749
 750         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 751                 return 0;
 752
 753         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 754         tm.tm_year -= 1900;
 755         tm.tm_mon -= 1;
 756
 757         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 758 }
 759
 760 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 761 {
 762         struct rtc_time tm;
 763         static int first = 1;
 764
 765         ts->tv_nsec = 0;
 766         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 767         if (first) {
 768                 first = 0;
 769                 if (ppc_md.time_init)
 770                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 771
 772                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 773                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 774                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 775                         return;
 776                 }
 777         }
 778         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 779                 ts->tv_sec = 0;
 780                 return;
 781         }
 782         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 783
 784         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 785                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 786 }
 787
 788 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 789 {
 790         __read_persistent_clock(ts);
 791
 792         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 793         if (ts->tv_sec < 0) {
 794                 ts->tv_sec = 0;
 795                 ts->tv_nsec = 0;
 796         }
 797
 798 }
 799
 800 /* clocksource code */
 801 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 802 {
 803         return (cycle_t)get_rtc();
 804 }
 805
 806 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 807 {
 808         return (cycle_t)get_tb();
 809 }
 810
 811 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 812                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 813 {
 814         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 815         u32 frac_sec;
 816
 817         if (clock != &clocksource_timebase)
 818                 return;
 819
 820         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 821         ++vdso_data->tb_update_count;
 822         smp_mb();
 823
 824         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 825         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 826         new_tb_to_xs = (u64) mult * 4611686018ULL;
 827         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 828         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 829         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 830
 831         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 832         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 833         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 834
 835         /*
 836          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 837          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 838          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 839          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 840          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 841          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 842          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 843          * We expect the caller to have done the first increment of
 844          * vdso_data->tb_update_count already.
 845          */
 846         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 847         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 848         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 849         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 850         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 851         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 852         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 853         smp_wmb();
 854         ++(vdso_data->tb_update_count);
 855 }
 856
 857 void update_vsyscall_tz(void)
 858 {
 859         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 860         ++vdso_data->tb_update_count;
 861         smp_mb();
 862         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 863         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 864         smp_mb();
 865         ++vdso_data->tb_update_count;
 866 }
 867
 868 static void __init clocksource_init(void)
 869 {
 870         struct clocksource *clock;
 871
 872         if (__USE_RTC())
 873                 clock = &clocksource_rtc;
 874         else
 875                 clock = &clocksource_timebase;
 876
 877         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 878
 879         if (clocksource_register(clock)) {
 880                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 881                        clock->name);
 882                 return;
 883         }
 884
 885         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 886                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 887 }
 888
 889 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 890                                       struct clock_event_device *dev)
 891 {
 892         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 893         set_dec(evt);
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 898                                  struct clock_event_device *dev)
 899 {
 900         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 901                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 902 }
 903
 904 static inline uint64_t div_sc64(unsigned long ticks, unsigned long nsec,
 905                                 int shift)
 906 {
 907         uint64_t tmp = ((uint64_t)ticks) << shift;
 908
 909         do_div(tmp, nsec);
 910         return tmp;
 911 }
 912
 913 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
 914 {
 915         u64 mult, shift = 32;
 916
 917         while (1) {
 918                 mult = div_sc64(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
 919                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
 920                         break;
 921
 922                 shift--;
 923         }
 924
 925         decrementer_clockevent.shift = shift;
 926         decrementer_clockevent.mult = mult;
 927 }
 928
 929 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 930 {
 931         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 932
 933         *dec = decrementer_clockevent;
 934         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 935
 936         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 937                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 938
 939         clockevents_register_device(dec);
 940 }
 941
 942 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 943 {
 944         int cpu = smp_processor_id();
 945
 946         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
 947         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 948                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 949         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 950                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 951
 952         register_decrementer_clockevent(cpu);
 953 }
 954
 955 void secondary_cpu_time_init(void)
 956 {
 957         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 958          * such as BookE
 959          */
 960         start_cpu_decrementer();
 961
 962         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 963          * call here ! */
 964         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 965 }
 966
 967 /* This function is only called on the boot processor */
 968 void __init time_init(void)
 969 {
 970         struct div_result res;
 971         u64 scale;
 972         unsigned shift;
 973
 974         if (__USE_RTC()) {
 975                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 976                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 977         } else {
 978                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 979                 ppc_md.calibrate_decr();
 980                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 981                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 982                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 983                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 984         }
 985
 986         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 987         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 988         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 989         calc_cputime_factors();
 990         setup_cputime_one_jiffy();
 991
 992         /*
 993          * Compute scale factor for sched_clock.
 994          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 995          * which is the timebase frequency.
 996          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 997          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 998          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 999          * giving us the scale factor and shift count to use in
1000          * sched_clock().
1001          */
1002         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1003         scale = res.result_low;
1004         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1005                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1006                 res.result_high >>= 1;
1007         }
1008         tb_to_ns_scale = scale;
1009         tb_to_ns_shift = shift;
1010         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1011         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1012
1013         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1014         if (timezone_offset) {
1015                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1016                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1017         }
1018
1019         vdso_data->tb_update_count = 0;
1020         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1021
1022         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1023          * such as BookE
1024          */
1025         start_cpu_decrementer();
1026
1027         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1028         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1029                 clocksource_init();
1030
1031         init_decrementer_clockevent();
1032 }
1033
1034
1035 #define FEBRUARY        2
1036 #define STARTOFTIME     1970
1037 #define SECDAY          86400L
1038 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1039 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1040                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1041 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1042 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1043
1044 static int month_days[12] = {
1045         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1046 };
1047
1048 /*
1049  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1050  */
1051 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1052 {
1053         int leapsToDate;
1054         int lastYear;
1055         int day;
1056         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1057
1058         lastYear = tm->tm_year - 1;
1059
1060         /*
1061          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1062          */
1063         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1064
1065         /*
1066          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1067          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1068          *
1069          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1070          */
1071         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1072
1073         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1074                    tm->tm_mday;
1075
1076         tm->tm_wday = day % 7;
1077 }
1078
1079 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1080 {
1081         register int    i;
1082         register long   hms, day;
1083
1084         day = tim / SECDAY;
1085         hms = tim % SECDAY;
1086
1087         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1088         tm->tm_hour = hms / 3600;
1089         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1090         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1091
1092         /* Number of years in days */
1093         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1094                 day -= days_in_year(i);
1095         tm->tm_year = i;
1096
1097         /* Number of months in days left */
1098         if (leapyear(tm->tm_year))
1099                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1100         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1101                 day -= days_in_month(i);
1102         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1103         tm->tm_mon = i;
1104
1105         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1106         tm->tm_mday = day + 1;
1107
1108         /*
1109          * Determine the day of week
1110          */
1111         GregorianDay(tm);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1116  * result.
1117  */
1118 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1119                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1120 {
1121         unsigned long a, b, c, d;
1122         unsigned long w, x, y, z;
1123         u64 ra, rb, rc;
1124
1125         a = dividend_high >> 32;
1126         b = dividend_high & 0xffffffff;
1127         c = dividend_low >> 32;
1128         d = dividend_low & 0xffffffff;
1129
1130         w = a / divisor;
1131         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1132
1133         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1134         x = ra;
1135
1136         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1137         y = rb;
1138
1139         do_div(rc, divisor);
1140         z = rc;
1141
1142         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1143         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1144
1145 }
1146
1147 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1148 void calibrate_delay(void)
1149 {
1150         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1151          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1152          */
1153         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1154 }
1155
1156 static int __init rtc_init(void)
1157 {
1158         struct platform_device *pdev;
1159
1160         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1161                 return -ENODEV;
1162
1163         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1164         if (IS_ERR(pdev))
1165                 return PTR_ERR(pdev);
1166
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 module_init(rtc_init);