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/perf_event.h>
  57
  58 #include <asm/io.h>
  59 #include <asm/processor.h>
  60 #include <asm/nvram.h>
  61 #include <asm/cache.h>
  62 #include <asm/machdep.h>
  63 #include <asm/uaccess.h>
  64 #include <asm/time.h>
  65 #include <asm/prom.h>
  66 #include <asm/irq.h>
  67 #include <asm/div64.h>
  68 #include <asm/smp.h>
  69 #include <asm/vdso_datapage.h>
  70 #include <asm/firmware.h>
  71 #include <asm/cputime.h>
  72 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  73 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  74 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  75 #endif
  76
  77 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  78
  79 #include <linux/clockchips.h>
  80 #include <linux/clocksource.h>
  81
  82 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  83 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  84         .name         = "rtc",
  85         .rating       = 400,
  86         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  87         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  88         .shift        = 22,
  89         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  90         .read         = rtc_read,
  91 };
  92
  93 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  94 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  95         .name         = "timebase",
  96         .rating       = 400,
  97         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  98         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  99         .shift        = 22,
 100         .mult         = 0,      /* To be filled in */
 101         .read         = timebase_read,
 102 };
 103
 104 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 105
 106 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 107                                       struct clock_event_device *dev);
 108 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 109                                  struct clock_event_device *dev);
 110
 111 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 112        .name           = "decrementer",
 113        .rating         = 200,
 114        .shift          = 0,     /* To be filled in */
 115        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 116        .irq            = 0,
 117        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 118        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 119        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 120 };
 121
 122 struct decrementer_clock {
 123         struct clock_event_device event;
 124         u64 next_tb;
 125 };
 126
 127 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 128
 129 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 130 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 131 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 132
 133 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 134 static void __init clocksource_init(void);
 135 #endif
 136
 137 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 138
 139 #ifdef CONFIG_PPC64
 140 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 141 #else
 142 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 143 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 144 #endif
 145
 146 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 147 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 148 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 149 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 150 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 151 u64 tb_to_xs;
 152 unsigned tb_to_us;
 153
 154 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
 155 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
 156 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
 157
 158 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
 159    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
 160 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
 161
 162 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 163 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 164
 165 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 166 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 167 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
 168
 169 extern struct timezone sys_tz;
 170 static long timezone_offset;
 171
 172 unsigned long ppc_proc_freq;
 173 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
 174 unsigned long ppc_tb_freq;
 175
 176 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
 177 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 178
 179 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 180 /*
 181  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 182  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 183  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 184  */
 185 u64 __cputime_jiffies_factor;
 186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 187 u64 __cputime_msec_factor;
 188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 189 u64 __cputime_sec_factor;
 190 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 191 u64 __cputime_clockt_factor;
 192 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 193 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 194 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 195
 196 cputime_t cputime_one_jiffy;
 197
 198 static void calc_cputime_factors(void)
 199 {
 200         struct div_result res;
 201
 202         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 203         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 204         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 205         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 206         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 207         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 208         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 209         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 210 }
 211
 212 /*
 213  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 214  */
 215 static u64 read_purr(void)
 216 {
 217         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 218                 return mfspr(SPRN_PURR);
 219         return mftb();
 220 }
 221
 222 /*
 223  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 224  */
 225 static u64 read_spurr(u64 purr)
 226 {
 227         /*
 228          * cpus without PURR won't have a SPURR
 229          * We already know the former when we use this, so tell gcc
 230          */
 231         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 232                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 233         return purr;
 234 }
 235
 236 /*
 237  * Account time for a transition between system, hard irq
 238  * or soft irq state.
 239  */
 240 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 241 {
 242         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
 243         unsigned long flags;
 244
 245         local_irq_save(flags);
 246         now = read_purr();
 247         nowscaled = read_spurr(now);
 248         delta = now - get_paca()->startpurr;
 249         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 250         get_paca()->startpurr = now;
 251         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 252         if (!in_interrupt()) {
 253                 /* deltascaled includes both user and system time.
 254                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 255                  * the system time */
 256                 sys_time = get_paca()->system_time;
 257                 if (get_paca()->user_time)
 258                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
 259                              (sys_time + get_paca()->user_time);
 260                 delta += sys_time;
 261                 get_paca()->system_time = 0;
 262         }
 263         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
 264                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
 265         else
 266                 account_idle_time(delta);
 267         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
 268         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
 269         local_irq_restore(flags);
 270 }
 271
 272 /*
 273  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 274  * by the exception entry and exit code to the generic process
 275  * user and system time records.
 276  * Must be called with interrupts disabled.
 277  */
 278 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 279 {
 280         cputime_t utime, utimescaled;
 281
 282         utime = get_paca()->user_time;
 283         get_paca()->user_time = 0;
 284         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
 285         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 286 }
 287
 288 /*
 289  * Stuff for accounting stolen time.
 290  */
 291 struct cpu_purr_data {
 292         int     initialized;                    /* thread is running */
 293         u64     tb;                     /* last TB value read */
 294         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 295         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 296 };
 297
 298 /*
 299  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 300  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 301  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 302  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 303  * sufficient to serialize accesses.
 304  */
 305 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 306
 307 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 308 {
 309         unsigned long flags;
 310         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 311
 312         local_irq_save(flags);
 313         p->tb = get_tb_or_rtc();
 314         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 315         wmb();
 316         p->initialized = 1;
 317         local_irq_restore(flags);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Called during boot when all cpus have come up.
 322  */
 323 void snapshot_timebases(void)
 324 {
 325         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 326                 return;
 327         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * Must be called with interrupts disabled.
 332  */
 333 void calculate_steal_time(void)
 334 {
 335         u64 tb, purr;
 336         s64 stolen;
 337         struct cpu_purr_data *pme;
 338
 339         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 340         if (!pme->initialized)
 341                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
 342         tb = mftb();
 343         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 344         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 345         if (stolen > 0) {
 346                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
 347                         account_steal_time(stolen);
 348                 else
 349                         account_idle_time(stolen);
 350         }
 351         pme->tb = tb;
 352         pme->purr = purr;
 353 }
 354
 355 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 356 /*
 357  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 358  * a cpu is being brought up at runtime.
 359  */
 360 static void snapshot_purr(void)
 361 {
 362         struct cpu_purr_data *pme;
 363         unsigned long flags;
 364
 365         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 366                 return;
 367         local_irq_save(flags);
 368         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 369         pme->tb = mftb();
 370         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 371         pme->initialized = 1;
 372         local_irq_restore(flags);
 373 }
 374
 375 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 376
 377 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 378 #define calc_cputime_factors()
 379 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 380 #endif
 381
 382 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 383 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 384 #endif
 385
 386 /*
 387  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 388  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 389  */
 390 void snapshot_timebase(void)
 391 {
 392         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 393         snapshot_purr();
 394 }
 395
 396 void __delay(unsigned long loops)
 397 {
 398         unsigned long start;
 399         int diff;
 400
 401         if (__USE_RTC()) {
 402                 start = get_rtcl();
 403                 do {
 404                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 405                         diff = get_rtcl() - start;
 406                         if (diff < 0)
 407                                 diff += 1000000000;
 408                 } while (diff < loops);
 409         } else {
 410                 start = get_tbl();
 411                 while (get_tbl() - start < loops)
 412                         HMT_low();
 413                 HMT_medium();
 414         }
 415 }
 416 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 417
 418 void udelay(unsigned long usecs)
 419 {
 420         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 423
 424 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
 425                                u64 new_tb_to_xs)
 426 {
 427         /*
 428          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 429          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 430          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 431          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 432          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 433          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 434          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 435          * We expect the caller to have done the first increment of
 436          * vdso_data->tb_update_count already.
 437          */
 438         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 439         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 440         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 441         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
 442         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
 443         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
 444         smp_wmb();
 445         ++(vdso_data->tb_update_count);
 446 }
 447
 448 #ifdef CONFIG_SMP
 449 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 450 {
 451         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 452
 453         if (in_lock_functions(pc))
 454                 return regs->link;
 455
 456         return pc;
 457 }
 458 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 459 #endif
 460
 461 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 462
 463 /*
 464  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 465  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 466  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 467  */
 468
 469 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 470 {
 471         struct div_result divres;
 472         unsigned long titan, tb;
 473
 474         /* Make sure we only run on iSeries */
 475         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 476                 return -ENODEV;
 477
 478         tb = get_tb();
 479         titan = HvCallXm_loadTod();
 480         if ( iSeries_recal_titan ) {
 481                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 482                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 483                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 484                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
 485                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
 486                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 487                 char sign = '+';
 488                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 489                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 490
 491                 if ( tick_diff < 0 ) {
 492                         tick_diff = -tick_diff;
 493                         sign = '-';
 494                 }
 495                 if ( tick_diff ) {
 496                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 497                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 498                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 499                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 500                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 501                                 calc_cputime_factors();
 502                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 503                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 504                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 505                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 506                                 setup_cputime_one_jiffy();
 507                         }
 508                         else {
 509                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 510                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 511                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 512                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 513                         }
 514                 }
 515         }
 516         iSeries_recal_titan = titan;
 517         iSeries_recal_tb = tb;
 518
 519         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 520         clocksource_init();
 521         return 0;
 522 }
 523 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 524
 525 /* Called from platform early init */
 526 void __init iSeries_time_init_early(void)
 527 {
 528         iSeries_recal_tb = get_tb();
 529         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 530 }
 531 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 532
 533 #if defined(CONFIG_PERF_EVENTS) && defined(CONFIG_PPC32)
 534 DEFINE_PER_CPU(u8, perf_event_pending);
 535
 536 void set_perf_event_pending(void)
 537 {
 538         get_cpu_var(perf_event_pending) = 1;
 539         set_dec(1);
 540         put_cpu_var(perf_event_pending);
 541 }
 542
 543 #define test_perf_event_pending()       __get_cpu_var(perf_event_pending)
 544 #define clear_perf_event_pending()      __get_cpu_var(perf_event_pending) = 0
 545
 546 #else  /* CONFIG_PERF_EVENTS && CONFIG_PPC32 */
 547
 548 #define test_perf_event_pending()       0
 549 #define clear_perf_event_pending()
 550
 551 #endif /* CONFIG_PERF_EVENTS && CONFIG_PPC32 */
 552
 553 /*
 554  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 555  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 556  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 557  * decrementer is less than the current value in the hardware
 558  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 559  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 560  * call will not be needed)
 561  */
 562
 563 /*
 564  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 565  * with interrupts disabled.
 566  */
 567 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 568 {
 569         struct pt_regs *old_regs;
 570         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 571         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 572         u64 now;
 573
 574         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 575          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 576         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 577
 578 #ifdef CONFIG_PPC32
 579         if (test_perf_event_pending()) {
 580                 clear_perf_event_pending();
 581                 perf_event_do_pending();
 582         }
 583         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 584                 do_IRQ(regs);
 585 #endif
 586
 587         now = get_tb_or_rtc();
 588         if (now < decrementer->next_tb) {
 589                 /* not time for this event yet */
 590                 now = decrementer->next_tb - now;
 591                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 592                         set_dec((int)now);
 593                 return;
 594         }
 595         old_regs = set_irq_regs(regs);
 596         irq_enter();
 597
 598         calculate_steal_time();
 599
 600 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 601         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 602                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 603 #endif
 604
 605         if (evt->event_handler)
 606                 evt->event_handler(evt);
 607
 608 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 609         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 610                 process_hvlpevents();
 611 #endif
 612
 613 #ifdef CONFIG_PPC64
 614         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 615         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 616                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 617                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 618         }
 619 #endif
 620
 621         irq_exit();
 622         set_irq_regs(old_regs);
 623 }
 624
 625 void wakeup_decrementer(void)
 626 {
 627         unsigned long ticks;
 628
 629         /*
 630          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
 631          * so all we need to do is to reset the decrementer.
 632          */
 633         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
 634         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
 635                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
 636         else
 637                 ticks = 1;
 638         set_dec(ticks);
 639 }
 640
 641 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 642 void generic_suspend_disable_irqs(void)
 643 {
 644         preempt_disable();
 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 void generic_suspend_enable_irqs(void)
 656 {
 657         wakeup_decrementer();
 658
 659         local_irq_enable();
 660         preempt_enable();
 661 }
 662
 663 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 664 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 665 {
 666         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 667                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 668         generic_suspend_disable_irqs();
 669 }
 670
 671 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 672 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 673 {
 674         generic_suspend_enable_irqs();
 675         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 676                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 677 }
 678 #endif
 679
 680 #ifdef CONFIG_SMP
 681 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 682 {
 683         int i;
 684         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
 685
 686         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
 687         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
 688
 689         for_each_possible_cpu(i) {
 690                 if (i == boot_cpuid)
 691                         continue;
 692                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
 693         }
 694 }
 695 #endif
 696
 697 /*
 698  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 699  *
 700  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 701  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 702  * are 64-bit unsigned numbers.
 703  */
 704 unsigned long long sched_clock(void)
 705 {
 706         if (__USE_RTC())
 707                 return get_rtc();
 708         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 709 }
 710
 711 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 712 {
 713         struct device_node *cpu;
 714         const unsigned int *fp;
 715         int found = 0;
 716
 717         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 718         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 719
 720         if (cpu) {
 721                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 722                 if (fp) {
 723                         found = 1;
 724                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 725                 }
 726
 727                 of_node_put(cpu);
 728         }
 729
 730         return found;
 731 }
 732
 733 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 734 void start_cpu_decrementer(void)
 735 {
 736 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 737         /* Clear any pending timer interrupts */
 738         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 739
 740         /* Enable decrementer interrupt */
 741         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 742 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 743 }
 744
 745 void __init generic_calibrate_decr(void)
 746 {
 747         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 748
 749         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 750             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 751
 752                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 753                                 "(not found)\n");
 754         }
 755
 756         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 757
 758         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 759             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 760
 761                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 762                                 "(not found)\n");
 763         }
 764 }
 765
 766 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 767 {
 768         struct rtc_time tm;
 769
 770         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 771                 return 0;
 772
 773         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 774         tm.tm_year -= 1900;
 775         tm.tm_mon -= 1;
 776
 777         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 778 }
 779
 780 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 781 {
 782         struct rtc_time tm;
 783         static int first = 1;
 784
 785         ts->tv_nsec = 0;
 786         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 787         if (first) {
 788                 first = 0;
 789                 if (ppc_md.time_init)
 790                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 791
 792                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 793                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 794                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 795                         return;
 796                 }
 797         }
 798         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 799                 ts->tv_sec = 0;
 800                 return;
 801         }
 802         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 803         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 804                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 805 }
 806
 807 /* clocksource code */
 808 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 809 {
 810         return (cycle_t)get_rtc();
 811 }
 812
 813 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 814 {
 815         return (cycle_t)get_tb();
 816 }
 817
 818 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
 819 {
 820         u64 t2x, stamp_xsec;
 821
 822         if (clock != &clocksource_timebase)
 823                 return;
 824
 825         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 826         ++vdso_data->tb_update_count;
 827         smp_mb();
 828
 829         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 830         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 831         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
 832         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 833         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
 834         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 835         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
 836 }
 837
 838 void update_vsyscall_tz(void)
 839 {
 840         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 841         ++vdso_data->tb_update_count;
 842         smp_mb();
 843         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 844         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 845         smp_mb();
 846         ++vdso_data->tb_update_count;
 847 }
 848
 849 static void __init clocksource_init(void)
 850 {
 851         struct clocksource *clock;
 852
 853         if (__USE_RTC())
 854                 clock = &clocksource_rtc;
 855         else
 856                 clock = &clocksource_timebase;
 857
 858         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 859
 860         if (clocksource_register(clock)) {
 861                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 862                        clock->name);
 863                 return;
 864         }
 865
 866         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 867                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 868 }
 869
 870 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 871                                       struct clock_event_device *dev)
 872 {
 873         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 874         set_dec(evt);
 875         return 0;
 876 }
 877
 878 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 879                                  struct clock_event_device *dev)
 880 {
 881         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 882                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 883 }
 884
 885 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
 886 {
 887         u64 mult, shift = 32;
 888
 889         while (1) {
 890                 mult = div_sc(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
 891                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
 892                         break;
 893
 894                 shift--;
 895         }
 896
 897         decrementer_clockevent.shift = shift;
 898         decrementer_clockevent.mult = mult;
 899 }
 900
 901 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 902 {
 903         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 904
 905         *dec = decrementer_clockevent;
 906         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 907
 908         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
 909                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 910
 911         clockevents_register_device(dec);
 912 }
 913
 914 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 915 {
 916         int cpu = smp_processor_id();
 917
 918         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
 919         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 920                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 921         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 922                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 923
 924         register_decrementer_clockevent(cpu);
 925 }
 926
 927 void secondary_cpu_time_init(void)
 928 {
 929         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 930          * such as BookE
 931          */
 932         start_cpu_decrementer();
 933
 934         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 935          * call here ! */
 936         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 937 }
 938
 939 /* This function is only called on the boot processor */
 940 void __init time_init(void)
 941 {
 942         unsigned long flags;
 943         struct div_result res;
 944         u64 scale, x;
 945         unsigned shift;
 946
 947         if (__USE_RTC()) {
 948                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 949                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 950                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
 951         } else {
 952                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 953                 ppc_md.calibrate_decr();
 954                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 955                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 956                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 957                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 958                 tb_last_jiffy = get_tb();
 959         }
 960
 961         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 962         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 963         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 964         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
 965         calc_cputime_factors();
 966         setup_cputime_one_jiffy();
 967
 968         /*
 969          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
 970          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
 971          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
 972          * rounded up.
 973          */
 974         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
 975         do_div(x, ppc_tb_freq);
 976         tick_nsec = x;
 977         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
 978
 979         /*
 980          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
 981          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
 982          * It is computed as:
 983          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
 984          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
 985          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
 986          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
 987          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
 988          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
 989          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
 990          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
 991          * since there are 2^20 xsec in a second.
 992          */
 993         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
 994                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
 995         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
 996         ticklen_to_xs = res.result_low;
 997
 998         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
 999         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
1000
1001         /*
1002          * Compute scale factor for sched_clock.
1003          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1004          * which is the timebase frequency.
1005          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1006          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1007          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1008          * giving us the scale factor and shift count to use in
1009          * sched_clock().
1010          */
1011         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1012         scale = res.result_low;
1013         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1014                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1015                 res.result_high >>= 1;
1016         }
1017         tb_to_ns_scale = scale;
1018         tb_to_ns_shift = shift;
1019         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1020         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1021
1022         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
1023
1024         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1025         if (timezone_offset) {
1026                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1027                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1028         }
1029
1030         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
1031         vdso_data->tb_update_count = 0;
1032         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1033         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
1034         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
1035
1036         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
1037
1038         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1039          * such as BookE
1040          */
1041         start_cpu_decrementer();
1042
1043         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1044         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1045                 clocksource_init();
1046
1047         init_decrementer_clockevent();
1048 }
1049
1050
1051 #define FEBRUARY        2
1052 #define STARTOFTIME     1970
1053 #define SECDAY          86400L
1054 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1055 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1056                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1057 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1058 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1059
1060 static int month_days[12] = {
1061         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1062 };
1063
1064 /*
1065  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1066  */
1067 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1068 {
1069         int leapsToDate;
1070         int lastYear;
1071         int day;
1072         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1073
1074         lastYear = tm->tm_year - 1;
1075
1076         /*
1077          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1078          */
1079         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1080
1081         /*
1082          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1083          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1084          *
1085          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1086          */
1087         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1088
1089         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1090                    tm->tm_mday;
1091
1092         tm->tm_wday = day % 7;
1093 }
1094
1095 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1096 {
1097         register int    i;
1098         register long   hms, day;
1099
1100         day = tim / SECDAY;
1101         hms = tim % SECDAY;
1102
1103         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1104         tm->tm_hour = hms / 3600;
1105         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1106         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1107
1108         /* Number of years in days */
1109         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1110                 day -= days_in_year(i);
1111         tm->tm_year = i;
1112
1113         /* Number of months in days left */
1114         if (leapyear(tm->tm_year))
1115                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1116         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1117                 day -= days_in_month(i);
1118         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1119         tm->tm_mon = i;
1120
1121         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1122         tm->tm_mday = day + 1;
1123
1124         /*
1125          * Determine the day of week
1126          */
1127         GregorianDay(tm);
1128 }
1129
1130 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1131 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1132  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1133  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1134  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1135  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1136  * is measured but does not harm.
1137  */
1138 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1139 {
1140         unsigned mlt=0, tmp, err;
1141         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1142          * but safe and compact method to find the multiplier.
1143          */
1144
1145         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1146                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1147                         mlt |= tmp;
1148         }
1149
1150         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1151          * A side effect of this is that if outscale is too large
1152          * the returned value will be zero.
1153          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1154          * some might have been forgotten in the test however.
1155          */
1156
1157         err = inscale * (mlt+1);
1158         if (err <= inscale/2)
1159                 mlt++;
1160         return mlt;
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1165  * result.
1166  */
1167 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1168                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1169 {
1170         unsigned long a, b, c, d;
1171         unsigned long w, x, y, z;
1172         u64 ra, rb, rc;
1173
1174         a = dividend_high >> 32;
1175         b = dividend_high & 0xffffffff;
1176         c = dividend_low >> 32;
1177         d = dividend_low & 0xffffffff;
1178
1179         w = a / divisor;
1180         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1181
1182         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1183         x = ra;
1184
1185         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1186         y = rb;
1187
1188         do_div(rc, divisor);
1189         z = rc;
1190
1191         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1192         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1193
1194 }
1195
1196 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1197 void calibrate_delay(void)
1198 {
1199         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1200          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1201          */
1202         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1203 }
1204
1205 static int __init rtc_init(void)
1206 {
1207         struct platform_device *pdev;
1208
1209         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1210                 return -ENODEV;
1211
1212         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1213         if (IS_ERR(pdev))
1214                 return PTR_ERR(pdev);
1215
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 module_init(rtc_init);