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 unsigned long 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(ppc_proc_freq);
 165 unsigned long ppc_tb_freq;
 166
 167 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 168
 169 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 170 /*
 171  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 172  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 173  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 174  */
 175 u64 __cputime_jiffies_factor;
 176 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 177 u64 __cputime_msec_factor;
 178 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 179 u64 __cputime_sec_factor;
 180 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 181 u64 __cputime_clockt_factor;
 182 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 183 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 184 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 185
 186 cputime_t cputime_one_jiffy;
 187
 188 static void calc_cputime_factors(void)
 189 {
 190         struct div_result res;
 191
 192         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 193         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 194         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 195         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 196         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 197         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 198         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 199         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 204  */
 205 static u64 read_purr(void)
 206 {
 207         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 208                 return mfspr(SPRN_PURR);
 209         return mftb();
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 214  */
 215 static u64 read_spurr(u64 purr)
 216 {
 217         /*
 218          * cpus without PURR won't have a SPURR
 219          * We already know the former when we use this, so tell gcc
 220          */
 221         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 222                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 223         return purr;
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Account time for a transition between system, hard irq
 228  * or soft irq state.
 229  */
 230 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 231 {
 232         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
 233         unsigned long flags;
 234
 235         local_irq_save(flags);
 236         now = read_purr();
 237         nowscaled = read_spurr(now);
 238         delta = now - get_paca()->startpurr;
 239         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 240         get_paca()->startpurr = now;
 241         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 242         if (!in_interrupt()) {
 243                 /* deltascaled includes both user and system time.
 244                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 245                  * the system time */
 246                 sys_time = get_paca()->system_time;
 247                 if (get_paca()->user_time)
 248                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
 249                              (sys_time + get_paca()->user_time);
 250                 delta += sys_time;
 251                 get_paca()->system_time = 0;
 252         }
 253         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
 254                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
 255         else
 256                 account_idle_time(delta);
 257         __get_cpu_var(cputime_last_delta) = delta;
 258         __get_cpu_var(cputime_scaled_last_delta) = deltascaled;
 259         local_irq_restore(flags);
 260 }
 261 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 262
 263 /*
 264  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 265  * by the exception entry and exit code to the generic process
 266  * user and system time records.
 267  * Must be called with interrupts disabled.
 268  */
 269 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 270 {
 271         cputime_t utime, utimescaled;
 272
 273         utime = get_paca()->user_time;
 274         get_paca()->user_time = 0;
 275         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
 276         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * Stuff for accounting stolen time.
 281  */
 282 struct cpu_purr_data {
 283         int     initialized;                    /* thread is running */
 284         u64     tb;                     /* last TB value read */
 285         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 286         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 287 };
 288
 289 /*
 290  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 291  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 292  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 293  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 294  * sufficient to serialize accesses.
 295  */
 296 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 297
 298 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 299 {
 300         unsigned long flags;
 301         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 302
 303         local_irq_save(flags);
 304         p->tb = get_tb_or_rtc();
 305         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 306         wmb();
 307         p->initialized = 1;
 308         local_irq_restore(flags);
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Called during boot when all cpus have come up.
 313  */
 314 void snapshot_timebases(void)
 315 {
 316         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 317                 return;
 318         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Must be called with interrupts disabled.
 323  */
 324 void calculate_steal_time(void)
 325 {
 326         u64 tb, purr;
 327         s64 stolen;
 328         struct cpu_purr_data *pme;
 329
 330         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 331         if (!pme->initialized)
 332                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
 333         tb = mftb();
 334         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 335         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 336         if (stolen > 0) {
 337                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
 338                         account_steal_time(stolen);
 339                 else
 340                         account_idle_time(stolen);
 341         }
 342         pme->tb = tb;
 343         pme->purr = purr;
 344 }
 345
 346 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 347 /*
 348  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 349  * a cpu is being brought up at runtime.
 350  */
 351 static void snapshot_purr(void)
 352 {
 353         struct cpu_purr_data *pme;
 354         unsigned long flags;
 355
 356         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 357                 return;
 358         local_irq_save(flags);
 359         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 360         pme->tb = mftb();
 361         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 362         pme->initialized = 1;
 363         local_irq_restore(flags);
 364 }
 365
 366 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 367
 368 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 369 #define calc_cputime_factors()
 370 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 371 #endif
 372
 373 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 374 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 375 #endif
 376
 377 /*
 378  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 379  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 380  */
 381 void snapshot_timebase(void)
 382 {
 383         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 384         snapshot_purr();
 385 }
 386
 387 void __delay(unsigned long loops)
 388 {
 389         unsigned long start;
 390         int diff;
 391
 392         if (__USE_RTC()) {
 393                 start = get_rtcl();
 394                 do {
 395                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 396                         diff = get_rtcl() - start;
 397                         if (diff < 0)
 398                                 diff += 1000000000;
 399                 } while (diff < loops);
 400         } else {
 401                 start = get_tbl();
 402                 while (get_tbl() - start < loops)
 403                         HMT_low();
 404                 HMT_medium();
 405         }
 406 }
 407 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 408
 409 void udelay(unsigned long usecs)
 410 {
 411         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 412 }
 413 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 414
 415 #ifdef CONFIG_SMP
 416 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 417 {
 418         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 419
 420         if (in_lock_functions(pc))
 421                 return regs->link;
 422
 423         return pc;
 424 }
 425 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 426 #endif
 427
 428 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 429
 430 /*
 431  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 432  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 433  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 434  */
 435
 436 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 437 {
 438         unsigned long titan, tb;
 439
 440         /* Make sure we only run on iSeries */
 441         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 442                 return -ENODEV;
 443
 444         tb = get_tb();
 445         titan = HvCallXm_loadTod();
 446         if ( iSeries_recal_titan ) {
 447                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 448                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 449                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 450                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
 451                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
 452                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 453                 char sign = '+';
 454                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 455                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 456
 457                 if ( tick_diff < 0 ) {
 458                         tick_diff = -tick_diff;
 459                         sign = '-';
 460                 }
 461                 if ( tick_diff ) {
 462                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 463                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 464                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 465                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 466                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 467                                 calc_cputime_factors();
 468                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 469                                 setup_cputime_one_jiffy();
 470                         }
 471                         else {
 472                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 473                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 474                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 475                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 476                         }
 477                 }
 478         }
 479         iSeries_recal_titan = titan;
 480         iSeries_recal_tb = tb;
 481
 482         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 483         clocksource_init();
 484         return 0;
 485 }
 486 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 487
 488 /* Called from platform early init */
 489 void __init iSeries_time_init_early(void)
 490 {
 491         iSeries_recal_tb = get_tb();
 492         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 493 }
 494 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 495
 496 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 497
 498 /*
 499  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 500  */
 501 #ifdef CONFIG_PPC64
 502 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 503 {
 504         unsigned long x;
 505
 506         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 507                 : "=r" (x)
 508                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 509         return x;
 510 }
 511
 512 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 513 {
 514         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 515                 "r" (1),
 516                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 517 }
 518
 519 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 520 {
 521         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 522                 "r" (0),
 523                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 524 }
 525
 526 #else /* 32-bit */
 527
 528 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 529
 530 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 531 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 532 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 533
 534 #endif /* 32 vs 64 bit */
 535
 536 void set_irq_work_pending(void)
 537 {
 538         preempt_disable();
 539         set_irq_work_pending_flag();
 540         set_dec(1);
 541         preempt_enable();
 542 }
 543
 544 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 545
 546 #define test_irq_work_pending() 0
 547 #define clear_irq_work_pending()
 548
 549 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 550
 551 /*
 552  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 553  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 554  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 555  * decrementer is less than the current value in the hardware
 556  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 557  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 558  * call will not be needed)
 559  */
 560
 561 /*
 562  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 563  * with interrupts disabled.
 564  */
 565 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 566 {
 567         struct pt_regs *old_regs;
 568         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 569         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 570         u64 now;
 571
 572         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 573
 574         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 575
 576         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 577          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 578         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 579
 580 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 581         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 582                 do_IRQ(regs);
 583 #endif
 584
 585         old_regs = set_irq_regs(regs);
 586         irq_enter();
 587
 588         calculate_steal_time();
 589
 590         if (test_irq_work_pending()) {
 591                 clear_irq_work_pending();
 592                 irq_work_run();
 593         }
 594
 595 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 596         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 597                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 598 #endif
 599
 600         now = get_tb_or_rtc();
 601         if (now >= decrementer->next_tb) {
 602                 decrementer->next_tb = ~(u64)0;
 603                 if (evt->event_handler)
 604                         evt->event_handler(evt);
 605         } else {
 606                 now = decrementer->next_tb - now;
 607                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 608                         set_dec((int)now);
 609         }
 610
 611 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 612         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 613                 process_hvlpevents();
 614 #endif
 615
 616 #ifdef CONFIG_PPC64
 617         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 618         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 619                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 620                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 621         }
 622 #endif
 623
 624         irq_exit();
 625         set_irq_regs(old_regs);
 626
 627         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 628 }
 629
 630 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 631 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 632 {
 633         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 634          * with suspending.
 635          */
 636
 637         set_dec(0x7fffffff);
 638         local_irq_disable();
 639         set_dec(0x7fffffff);
 640 }
 641
 642 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 643 {
 644         local_irq_enable();
 645 }
 646
 647 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 648 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 649 {
 650         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 651                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 652         generic_suspend_disable_irqs();
 653 }
 654
 655 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 656 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 657 {
 658         generic_suspend_enable_irqs();
 659         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 660                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 661 }
 662 #endif
 663
 664 /*
 665  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 666  *
 667  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 668  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 669  * are 64-bit unsigned numbers.
 670  */
 671 unsigned long long sched_clock(void)
 672 {
 673         if (__USE_RTC())
 674                 return get_rtc();
 675         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 676 }
 677
 678 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 679 {
 680         struct device_node *cpu;
 681         const unsigned int *fp;
 682         int found = 0;
 683
 684         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 685         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 686
 687         if (cpu) {
 688                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 689                 if (fp) {
 690                         found = 1;
 691                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 692                 }
 693
 694                 of_node_put(cpu);
 695         }
 696
 697         return found;
 698 }
 699
 700 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 701 void start_cpu_decrementer(void)
 702 {
 703 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 704         /* Clear any pending timer interrupts */
 705         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 706
 707         /* Enable decrementer interrupt */
 708         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 709 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 710 }
 711
 712 void __init generic_calibrate_decr(void)
 713 {
 714         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 715
 716         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 717             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 718
 719                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 720                                 "(not found)\n");
 721         }
 722
 723         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 724
 725         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 726             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 727
 728                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 729                                 "(not found)\n");
 730         }
 731 }
 732
 733 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 734 {
 735         struct rtc_time tm;
 736
 737         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 738                 return 0;
 739
 740         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 741         tm.tm_year -= 1900;
 742         tm.tm_mon -= 1;
 743
 744         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 745 }
 746
 747 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 748 {
 749         struct rtc_time tm;
 750         static int first = 1;
 751
 752         ts->tv_nsec = 0;
 753         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 754         if (first) {
 755                 first = 0;
 756                 if (ppc_md.time_init)
 757                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 758
 759                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 760                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 761                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 762                         return;
 763                 }
 764         }
 765         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 766                 ts->tv_sec = 0;
 767                 return;
 768         }
 769         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 770
 771         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 772                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 773 }
 774
 775 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 776 {
 777         __read_persistent_clock(ts);
 778
 779         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 780         if (ts->tv_sec < 0) {
 781                 ts->tv_sec = 0;
 782                 ts->tv_nsec = 0;
 783         }
 784
 785 }
 786
 787 /* clocksource code */
 788 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 789 {
 790         return (cycle_t)get_rtc();
 791 }
 792
 793 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 794 {
 795         return (cycle_t)get_tb();
 796 }
 797
 798 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 799                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 800 {
 801         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 802         u32 frac_sec;
 803
 804         if (clock != &clocksource_timebase)
 805                 return;
 806
 807         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 808         ++vdso_data->tb_update_count;
 809         smp_mb();
 810
 811         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 812         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 813         new_tb_to_xs = (u64) mult * 4611686018ULL;
 814         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 815         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 816         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 817
 818         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 819         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 820         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 821
 822         /*
 823          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 824          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 825          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 826          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 827          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 828          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 829          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 830          * We expect the caller to have done the first increment of
 831          * vdso_data->tb_update_count already.
 832          */
 833         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 834         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 835         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 836         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 837         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 838         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 839         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 840         smp_wmb();
 841         ++(vdso_data->tb_update_count);
 842 }
 843
 844 void update_vsyscall_tz(void)
 845 {
 846         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 847         ++vdso_data->tb_update_count;
 848         smp_mb();
 849         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 850         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 851         smp_mb();
 852         ++vdso_data->tb_update_count;
 853 }
 854
 855 static void __init clocksource_init(void)
 856 {
 857         struct clocksource *clock;
 858
 859         if (__USE_RTC())
 860                 clock = &clocksource_rtc;
 861         else
 862                 clock = &clocksource_timebase;
 863
 864         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 865
 866         if (clocksource_register(clock)) {
 867                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 868                        clock->name);
 869                 return;
 870         }
 871
 872         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 873                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 874 }
 875
 876 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 877                                       struct clock_event_device *dev)
 878 {
 879         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 880         set_dec(evt);
 881         return 0;
 882 }
 883
 884 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 885                                  struct clock_event_device *dev)
 886 {
 887         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 888                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 889 }
 890
 891 static inline uint64_t div_sc64(unsigned long ticks, unsigned long nsec,
 892                                 int shift)
 893 {
 894         uint64_t tmp = ((uint64_t)ticks) << shift;
 895
 896         do_div(tmp, nsec);
 897         return tmp;
 898 }
 899
 900 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
 901 {
 902         u64 mult, shift = 32;
 903
 904         while (1) {
 905                 mult = div_sc64(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
 906                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
 907                         break;
 908
 909                 shift--;
 910         }
 911
 912         decrementer_clockevent.shift = shift;
 913         decrementer_clockevent.mult = mult;
 914 }
 915
 916 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 917 {
 918         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 919
 920         *dec = decrementer_clockevent;
 921         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 922
 923         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 924                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 925
 926         clockevents_register_device(dec);
 927 }
 928
 929 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 930 {
 931         int cpu = smp_processor_id();
 932
 933         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
 934         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 935                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 936         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 937                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 938
 939         register_decrementer_clockevent(cpu);
 940 }
 941
 942 void secondary_cpu_time_init(void)
 943 {
 944         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 945          * such as BookE
 946          */
 947         start_cpu_decrementer();
 948
 949         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 950          * call here ! */
 951         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 952 }
 953
 954 /* This function is only called on the boot processor */
 955 void __init time_init(void)
 956 {
 957         struct div_result res;
 958         u64 scale;
 959         unsigned shift;
 960
 961         if (__USE_RTC()) {
 962                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 963                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 964         } else {
 965                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 966                 ppc_md.calibrate_decr();
 967                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 968                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 969                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 970                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 971         }
 972
 973         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 974         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 975         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 976         calc_cputime_factors();
 977         setup_cputime_one_jiffy();
 978
 979         /*
 980          * Compute scale factor for sched_clock.
 981          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 982          * which is the timebase frequency.
 983          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 984          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 985          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 986          * giving us the scale factor and shift count to use in
 987          * sched_clock().
 988          */
 989         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 990         scale = res.result_low;
 991         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 992                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 993                 res.result_high >>= 1;
 994         }
 995         tb_to_ns_scale = scale;
 996         tb_to_ns_shift = shift;
 997         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 998         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 999
1000         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1001         if (timezone_offset) {
1002                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1003                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1004         }
1005
1006         vdso_data->tb_update_count = 0;
1007         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1008
1009         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1010          * such as BookE
1011          */
1012         start_cpu_decrementer();
1013
1014         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1015         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1016                 clocksource_init();
1017
1018         init_decrementer_clockevent();
1019 }
1020
1021
1022 #define FEBRUARY        2
1023 #define STARTOFTIME     1970
1024 #define SECDAY          86400L
1025 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1026 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1027                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1028 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1029 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1030
1031 static int month_days[12] = {
1032         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1033 };
1034
1035 /*
1036  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1037  */
1038 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1039 {
1040         int leapsToDate;
1041         int lastYear;
1042         int day;
1043         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1044
1045         lastYear = tm->tm_year - 1;
1046
1047         /*
1048          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1049          */
1050         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1051
1052         /*
1053          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1054          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1055          *
1056          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1057          */
1058         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1059
1060         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1061                    tm->tm_mday;
1062
1063         tm->tm_wday = day % 7;
1064 }
1065
1066 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1067 {
1068         register int    i;
1069         register long   hms, day;
1070
1071         day = tim / SECDAY;
1072         hms = tim % SECDAY;
1073
1074         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1075         tm->tm_hour = hms / 3600;
1076         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1077         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1078
1079         /* Number of years in days */
1080         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1081                 day -= days_in_year(i);
1082         tm->tm_year = i;
1083
1084         /* Number of months in days left */
1085         if (leapyear(tm->tm_year))
1086                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1087         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1088                 day -= days_in_month(i);
1089         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1090         tm->tm_mon = i;
1091
1092         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1093         tm->tm_mday = day + 1;
1094
1095         /*
1096          * Determine the day of week
1097          */
1098         GregorianDay(tm);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1103  * result.
1104  */
1105 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1106                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1107 {
1108         unsigned long a, b, c, d;
1109         unsigned long w, x, y, z;
1110         u64 ra, rb, rc;
1111
1112         a = dividend_high >> 32;
1113         b = dividend_high & 0xffffffff;
1114         c = dividend_low >> 32;
1115         d = dividend_low & 0xffffffff;
1116
1117         w = a / divisor;
1118         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1119
1120         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1121         x = ra;
1122
1123         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1124         y = rb;
1125
1126         do_div(rc, divisor);
1127         z = rc;
1128
1129         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1130         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1131
1132 }
1133
1134 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1135 void calibrate_delay(void)
1136 {
1137         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1138          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1139          */
1140         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1141 }
1142
1143 static int __init rtc_init(void)
1144 {
1145         struct platform_device *pdev;
1146
1147         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1148                 return -ENODEV;
1149
1150         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1151         if (IS_ERR(pdev))
1152                 return PTR_ERR(pdev);
1153
1154         return 0;
1155 }
1156
1157 module_init(rtc_init);