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
  56 #include <asm/io.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/nvram.h>
  59 #include <asm/cache.h>
  60 #include <asm/machdep.h>
  61 #include <asm/uaccess.h>
  62 #include <asm/time.h>
  63 #include <asm/prom.h>
  64 #include <asm/irq.h>
  65 #include <asm/div64.h>
  66 #include <asm/smp.h>
  67 #include <asm/vdso_datapage.h>
  68 #include <asm/firmware.h>
  69 #include <asm/cputime.h>
  70 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  71 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  72 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  73 #endif
  74
  75 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  76
  77 #include <linux/clockchips.h>
  78 #include <linux/clocksource.h>
  79
  80 static cycle_t rtc_read(void);
  81 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  82         .name         = "rtc",
  83         .rating       = 400,
  84         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  85         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  86         .shift        = 22,
  87         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  88         .read         = rtc_read,
  89 };
  90
  91 static cycle_t timebase_read(void);
  92 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  93         .name         = "timebase",
  94         .rating       = 400,
  95         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  96         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  97         .shift        = 22,
  98         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  99         .read         = timebase_read,
 100 };
 101
 102 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 103
 104 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 105                                       struct clock_event_device *dev);
 106 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 107                                  struct clock_event_device *dev);
 108
 109 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 110        .name           = "decrementer",
 111        .rating         = 200,
 112        .shift          = 16,
 113        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 114        .irq            = 0,
 115        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 116        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 117        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 118 };
 119
 120 struct decrementer_clock {
 121         struct clock_event_device event;
 122         u64 next_tb;
 123 };
 124
 125 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 126
 127 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 128 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 129 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 130
 131 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 132 static void __init clocksource_init(void);
 133 #endif
 134
 135 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 136
 137 #ifdef CONFIG_PPC64
 138 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 139 #else
 140 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 141 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 142 #endif
 143
 144 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 145 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 146 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 147 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 148 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 149 u64 tb_to_xs;
 150 unsigned tb_to_us;
 151
 152 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
 153 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
 154 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
 155
 156 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
 157    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
 158 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
 159
 160 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 161 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 162
 163 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 164 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 165 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
 166
 167 extern struct timezone sys_tz;
 168 static long timezone_offset;
 169
 170 unsigned long ppc_proc_freq;
 171 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
 172 unsigned long ppc_tb_freq;
 173
 174 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
 175 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 176
 177 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 178 /*
 179  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 180  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 181  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 182  */
 183 u64 __cputime_jiffies_factor;
 184 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 185 u64 __cputime_msec_factor;
 186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 187 u64 __cputime_sec_factor;
 188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 189 u64 __cputime_clockt_factor;
 190 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 191 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 192 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 193
 194 static void calc_cputime_factors(void)
 195 {
 196         struct div_result res;
 197
 198         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 199         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 200         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 201         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 202         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 203         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 204         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 205         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 210  */
 211 static u64 read_purr(void)
 212 {
 213         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 214                 return mfspr(SPRN_PURR);
 215         return mftb();
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 220  */
 221 static u64 read_spurr(u64 purr)
 222 {
 223         /*
 224          * cpus without PURR won't have a SPURR
 225          * We already know the former when we use this, so tell gcc
 226          */
 227         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 228                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 229         return purr;
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Account time for a transition between system, hard irq
 234  * or soft irq state.
 235  */
 236 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 237 {
 238         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
 239         unsigned long flags;
 240
 241         local_irq_save(flags);
 242         now = read_purr();
 243         nowscaled = read_spurr(now);
 244         delta = now - get_paca()->startpurr;
 245         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 246         get_paca()->startpurr = now;
 247         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 248         if (!in_interrupt()) {
 249                 /* deltascaled includes both user and system time.
 250                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 251                  * the system time */
 252                 sys_time = get_paca()->system_time;
 253                 if (get_paca()->user_time)
 254                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
 255                              (sys_time + get_paca()->user_time);
 256                 delta += sys_time;
 257                 get_paca()->system_time = 0;
 258         }
 259         account_system_time(tsk, 0, delta);
 260         account_system_time_scaled(tsk, deltascaled);
 261         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
 262         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
 263         local_irq_restore(flags);
 264 }
 265
 266 /*
 267  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 268  * by the exception entry and exit code to the generic process
 269  * user and system time records.
 270  * Must be called with interrupts disabled.
 271  */
 272 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 273 {
 274         cputime_t utime, utimescaled;
 275
 276         utime = get_paca()->user_time;
 277         get_paca()->user_time = 0;
 278         account_user_time(tsk, utime);
 279
 280         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
 281         account_user_time_scaled(tsk, utimescaled);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Stuff for accounting stolen time.
 286  */
 287 struct cpu_purr_data {
 288         int     initialized;                    /* thread is running */
 289         u64     tb;                     /* last TB value read */
 290         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 291         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 292 };
 293
 294 /*
 295  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 296  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 297  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 298  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 299  * sufficient to serialize accesses.
 300  */
 301 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 302
 303 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 304 {
 305         unsigned long flags;
 306         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 307
 308         local_irq_save(flags);
 309         p->tb = get_tb_or_rtc();
 310         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 311         wmb();
 312         p->initialized = 1;
 313         local_irq_restore(flags);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Called during boot when all cpus have come up.
 318  */
 319 void snapshot_timebases(void)
 320 {
 321         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 322                 return;
 323         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * Must be called with interrupts disabled.
 328  */
 329 void calculate_steal_time(void)
 330 {
 331         u64 tb, purr;
 332         s64 stolen;
 333         struct cpu_purr_data *pme;
 334
 335         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 336         if (!pme->initialized)
 337                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
 338         tb = mftb();
 339         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 340         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 341         if (stolen > 0)
 342                 account_steal_time(current, stolen);
 343         pme->tb = tb;
 344         pme->purr = purr;
 345 }
 346
 347 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 348 /*
 349  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 350  * a cpu is being brought up at runtime.
 351  */
 352 static void snapshot_purr(void)
 353 {
 354         struct cpu_purr_data *pme;
 355         unsigned long flags;
 356
 357         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 358                 return;
 359         local_irq_save(flags);
 360         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 361         pme->tb = mftb();
 362         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 363         pme->initialized = 1;
 364         local_irq_restore(flags);
 365 }
 366
 367 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 368
 369 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 370 #define calc_cputime_factors()
 371 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 372 #endif
 373
 374 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 375 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 376 #endif
 377
 378 /*
 379  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 380  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 381  */
 382 void snapshot_timebase(void)
 383 {
 384         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 385         snapshot_purr();
 386 }
 387
 388 void __delay(unsigned long loops)
 389 {
 390         unsigned long start;
 391         int diff;
 392
 393         if (__USE_RTC()) {
 394                 start = get_rtcl();
 395                 do {
 396                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 397                         diff = get_rtcl() - start;
 398                         if (diff < 0)
 399                                 diff += 1000000000;
 400                 } while (diff < loops);
 401         } else {
 402                 start = get_tbl();
 403                 while (get_tbl() - start < loops)
 404                         HMT_low();
 405                 HMT_medium();
 406         }
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 409
 410 void udelay(unsigned long usecs)
 411 {
 412         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 415
 416 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
 417                                u64 new_tb_to_xs)
 418 {
 419         /*
 420          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 421          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 422          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 423          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 424          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 425          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 426          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 427          * We expect the caller to have done the first increment of
 428          * vdso_data->tb_update_count already.
 429          */
 430         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 431         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 432         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 433         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
 434         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
 435         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
 436         smp_wmb();
 437         ++(vdso_data->tb_update_count);
 438 }
 439
 440 #ifdef CONFIG_SMP
 441 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 442 {
 443         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 444
 445         if (in_lock_functions(pc))
 446                 return regs->link;
 447
 448         return pc;
 449 }
 450 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 451 #endif
 452
 453 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 454
 455 /*
 456  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 457  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 458  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 459  */
 460
 461 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 462 {
 463         struct div_result divres;
 464         unsigned long titan, tb;
 465
 466         /* Make sure we only run on iSeries */
 467         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 468                 return -ENODEV;
 469
 470         tb = get_tb();
 471         titan = HvCallXm_loadTod();
 472         if ( iSeries_recal_titan ) {
 473                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 474                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 475                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 476                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 477                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 478                 char sign = '+';
 479                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 480                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 481
 482                 if ( tick_diff < 0 ) {
 483                         tick_diff = -tick_diff;
 484                         sign = '-';
 485                 }
 486                 if ( tick_diff ) {
 487                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 488                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 489                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 490                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 491                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 492                                 calc_cputime_factors();
 493                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 494                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 495                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 496                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 497                         }
 498                         else {
 499                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 500                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 501                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 502                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 503                         }
 504                 }
 505         }
 506         iSeries_recal_titan = titan;
 507         iSeries_recal_tb = tb;
 508
 509         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 510         clocksource_init();
 511         return 0;
 512 }
 513 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 514
 515 /* Called from platform early init */
 516 void __init iSeries_time_init_early(void)
 517 {
 518         iSeries_recal_tb = get_tb();
 519         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 520 }
 521 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 522
 523 /*
 524  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 525  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 526  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 527  * decrementer is less than the current value in the hardware
 528  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 529  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 530  * call will not be needed)
 531  */
 532
 533 /*
 534  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 535  * with interrupts disabled.
 536  */
 537 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 538 {
 539         struct pt_regs *old_regs;
 540         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 541         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 542         u64 now;
 543
 544         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 545          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 546         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 547
 548 #ifdef CONFIG_PPC32
 549         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 550                 do_IRQ(regs);
 551 #endif
 552
 553         now = get_tb_or_rtc();
 554         if (now < decrementer->next_tb) {
 555                 /* not time for this event yet */
 556                 now = decrementer->next_tb - now;
 557                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 558                         set_dec((int)now);
 559                 return;
 560         }
 561         old_regs = set_irq_regs(regs);
 562         irq_enter();
 563
 564         calculate_steal_time();
 565
 566 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 567         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 568                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 569 #endif
 570
 571         if (evt->event_handler)
 572                 evt->event_handler(evt);
 573
 574 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 575         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 576                 process_hvlpevents();
 577 #endif
 578
 579 #ifdef CONFIG_PPC64
 580         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 581         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 582                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 583                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 584         }
 585 #endif
 586
 587         irq_exit();
 588         set_irq_regs(old_regs);
 589 }
 590
 591 void wakeup_decrementer(void)
 592 {
 593         unsigned long ticks;
 594
 595         /*
 596          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
 597          * so all we need to do is to reset the decrementer.
 598          */
 599         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
 600         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
 601                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
 602         else
 603                 ticks = 1;
 604         set_dec(ticks);
 605 }
 606
 607 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 608 void generic_suspend_disable_irqs(void)
 609 {
 610         preempt_disable();
 611
 612         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 613          * with suspending.
 614          */
 615
 616         set_dec(0x7fffffff);
 617         local_irq_disable();
 618         set_dec(0x7fffffff);
 619 }
 620
 621 void generic_suspend_enable_irqs(void)
 622 {
 623         wakeup_decrementer();
 624
 625         local_irq_enable();
 626         preempt_enable();
 627 }
 628
 629 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 630 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 631 {
 632         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 633                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 634         generic_suspend_disable_irqs();
 635 }
 636
 637 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 638 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 639 {
 640         generic_suspend_enable_irqs();
 641         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 642                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 643 }
 644 #endif
 645
 646 #ifdef CONFIG_SMP
 647 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 648 {
 649         int i;
 650         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
 651
 652         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
 653         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
 654
 655         for_each_possible_cpu(i) {
 656                 if (i == boot_cpuid)
 657                         continue;
 658                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
 659         }
 660 }
 661 #endif
 662
 663 /*
 664  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 665  *
 666  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 667  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 668  * are 64-bit unsigned numbers.
 669  */
 670 unsigned long long sched_clock(void)
 671 {
 672         if (__USE_RTC())
 673                 return get_rtc();
 674         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 675 }
 676
 677 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 678 {
 679         struct device_node *cpu;
 680         const unsigned int *fp;
 681         int found = 0;
 682
 683         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 684         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 685
 686         if (cpu) {
 687                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 688                 if (fp) {
 689                         found = 1;
 690                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 691                 }
 692
 693                 of_node_put(cpu);
 694         }
 695
 696         return found;
 697 }
 698
 699 void __init generic_calibrate_decr(void)
 700 {
 701         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 702
 703         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 704             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 705
 706                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 707                                 "(not found)\n");
 708         }
 709
 710         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 711
 712         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 713             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 714
 715                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 716                                 "(not found)\n");
 717         }
 718
 719 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 720         /* Clear any pending timer interrupts */
 721         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 722
 723         /* Enable decrementer interrupt */
 724         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 725 #endif
 726 }
 727
 728 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 729 {
 730         struct rtc_time tm;
 731
 732         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 733                 return 0;
 734
 735         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 736         tm.tm_year -= 1900;
 737         tm.tm_mon -= 1;
 738
 739         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 740 }
 741
 742 unsigned long read_persistent_clock(void)
 743 {
 744         struct rtc_time tm;
 745         static int first = 1;
 746
 747         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 748         if (first) {
 749                 first = 0;
 750                 if (ppc_md.time_init)
 751                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 752
 753                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 754                 if (ppc_md.get_boot_time)
 755                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
 756         }
 757         if (!ppc_md.get_rtc_time)
 758                 return 0;
 759         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 760         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 761                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 762 }
 763
 764 /* clocksource code */
 765 static cycle_t rtc_read(void)
 766 {
 767         return (cycle_t)get_rtc();
 768 }
 769
 770 static cycle_t timebase_read(void)
 771 {
 772         return (cycle_t)get_tb();
 773 }
 774
 775 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
 776 {
 777         u64 t2x, stamp_xsec;
 778
 779         if (clock != &clocksource_timebase)
 780                 return;
 781
 782         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 783         ++vdso_data->tb_update_count;
 784         smp_mb();
 785
 786         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 787         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 788         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
 789         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 790         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
 791         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 792         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
 793 }
 794
 795 void update_vsyscall_tz(void)
 796 {
 797         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 798         ++vdso_data->tb_update_count;
 799         smp_mb();
 800         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 801         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 802         smp_mb();
 803         ++vdso_data->tb_update_count;
 804 }
 805
 806 static void __init clocksource_init(void)
 807 {
 808         struct clocksource *clock;
 809
 810         if (__USE_RTC())
 811                 clock = &clocksource_rtc;
 812         else
 813                 clock = &clocksource_timebase;
 814
 815         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 816
 817         if (clocksource_register(clock)) {
 818                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 819                        clock->name);
 820                 return;
 821         }
 822
 823         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 824                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 825 }
 826
 827 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 828                                       struct clock_event_device *dev)
 829 {
 830         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 831         set_dec(evt);
 832         return 0;
 833 }
 834
 835 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 836                                  struct clock_event_device *dev)
 837 {
 838         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 839                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 840 }
 841
 842 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 843 {
 844         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 845
 846         *dec = decrementer_clockevent;
 847         dec->cpumask = cpumask_of_cpu(cpu);
 848
 849         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
 850                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 851
 852         clockevents_register_device(dec);
 853 }
 854
 855 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 856 {
 857         int cpu = smp_processor_id();
 858
 859         decrementer_clockevent.mult = div_sc(ppc_tb_freq, NSEC_PER_SEC,
 860                                              decrementer_clockevent.shift);
 861         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 862                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 863         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 864                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 865
 866         register_decrementer_clockevent(cpu);
 867 }
 868
 869 void secondary_cpu_time_init(void)
 870 {
 871         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 872          * call here ! */
 873         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 874 }
 875
 876 /* This function is only called on the boot processor */
 877 void __init time_init(void)
 878 {
 879         unsigned long flags;
 880         struct div_result res;
 881         u64 scale, x;
 882         unsigned shift;
 883
 884         if (__USE_RTC()) {
 885                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 886                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 887                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
 888         } else {
 889                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 890                 ppc_md.calibrate_decr();
 891                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 892                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 893                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 894                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 895                 tb_last_jiffy = get_tb();
 896         }
 897
 898         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 899         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 900         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 901         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
 902         calc_cputime_factors();
 903
 904         /*
 905          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
 906          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
 907          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
 908          * rounded up.
 909          */
 910         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
 911         do_div(x, ppc_tb_freq);
 912         tick_nsec = x;
 913         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
 914
 915         /*
 916          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
 917          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
 918          * It is computed as:
 919          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
 920          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
 921          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
 922          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
 923          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
 924          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
 925          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
 926          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
 927          * since there are 2^20 xsec in a second.
 928          */
 929         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
 930                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
 931         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
 932         ticklen_to_xs = res.result_low;
 933
 934         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
 935         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
 936
 937         /*
 938          * Compute scale factor for sched_clock.
 939          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 940          * which is the timebase frequency.
 941          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 942          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 943          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 944          * giving us the scale factor and shift count to use in
 945          * sched_clock().
 946          */
 947         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 948         scale = res.result_low;
 949         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 950                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 951                 res.result_high >>= 1;
 952         }
 953         tb_to_ns_scale = scale;
 954         tb_to_ns_shift = shift;
 955         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 956         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 957
 958         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 959
 960         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 961         if (timezone_offset) {
 962                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 963                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 964         }
 965
 966         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
 967         vdso_data->tb_update_count = 0;
 968         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 969         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 970         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 971
 972         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 973
 974         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
 975         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 976                 clocksource_init();
 977
 978         init_decrementer_clockevent();
 979 }
 980
 981
 982 #define FEBRUARY        2
 983 #define STARTOFTIME     1970
 984 #define SECDAY          86400L
 985 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 986 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 987                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 988 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 989 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 990
 991 static int month_days[12] = {
 992         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 993 };
 994
 995 /*
 996  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 997  */
 998 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 999 {
1000         int leapsToDate;
1001         int lastYear;
1002         int day;
1003         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1004
1005         lastYear = tm->tm_year - 1;
1006
1007         /*
1008          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1009          */
1010         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1011
1012         /*
1013          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1014          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1015          *
1016          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1017          */
1018         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1019
1020         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1021                    tm->tm_mday;
1022
1023         tm->tm_wday = day % 7;
1024 }
1025
1026 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1027 {
1028         register int    i;
1029         register long   hms, day;
1030
1031         day = tim / SECDAY;
1032         hms = tim % SECDAY;
1033
1034         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1035         tm->tm_hour = hms / 3600;
1036         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1037         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1038
1039         /* Number of years in days */
1040         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1041                 day -= days_in_year(i);
1042         tm->tm_year = i;
1043
1044         /* Number of months in days left */
1045         if (leapyear(tm->tm_year))
1046                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1047         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1048                 day -= days_in_month(i);
1049         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1050         tm->tm_mon = i;
1051
1052         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1053         tm->tm_mday = day + 1;
1054
1055         /*
1056          * Determine the day of week
1057          */
1058         GregorianDay(tm);
1059 }
1060
1061 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1062 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1063  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1064  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1065  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1066  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1067  * is measured but does not harm.
1068  */
1069 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1070 {
1071         unsigned mlt=0, tmp, err;
1072         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1073          * but safe and compact method to find the multiplier.
1074          */
1075
1076         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1077                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1078                         mlt |= tmp;
1079         }
1080
1081         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1082          * A side effect of this is that if outscale is too large
1083          * the returned value will be zero.
1084          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1085          * some might have been forgotten in the test however.
1086          */
1087
1088         err = inscale * (mlt+1);
1089         if (err <= inscale/2)
1090                 mlt++;
1091         return mlt;
1092 }
1093
1094 /*
1095  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1096  * result.
1097  */
1098 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1099                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1100 {
1101         unsigned long a, b, c, d;
1102         unsigned long w, x, y, z;
1103         u64 ra, rb, rc;
1104
1105         a = dividend_high >> 32;
1106         b = dividend_high & 0xffffffff;
1107         c = dividend_low >> 32;
1108         d = dividend_low & 0xffffffff;
1109
1110         w = a / divisor;
1111         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1112
1113         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1114         x = ra;
1115
1116         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1117         y = rb;
1118
1119         do_div(rc, divisor);
1120         z = rc;
1121
1122         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1123         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1124
1125 }