arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
  21  * against the Titan chip's clock.)
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  *
  29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  33  */
  34
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55 #include <linux/delay.h>
  56 #include <linux/irq_work.h>
  57 #include <asm/trace.h>
  58
  59 #include <asm/io.h>
  60 #include <asm/processor.h>
  61 #include <asm/nvram.h>
  62 #include <asm/cache.h>
  63 #include <asm/machdep.h>
  64 #include <asm/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/prom.h>
  67 #include <asm/irq.h>
  68 #include <asm/div64.h>
  69 #include <asm/smp.h>
  70 #include <asm/vdso_datapage.h>
  71 #include <asm/firmware.h>
  72 #include <asm/cputime.h>
  73 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  74 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  75 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  76 #endif
  77
  78 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  79
  80 #include <linux/clockchips.h>
  81 #include <linux/clocksource.h>
  82
  83 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  84 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  85         .name         = "rtc",
  86         .rating       = 400,
  87         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  88         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  89         .shift        = 22,
  90         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  91         .read         = rtc_read,
  92 };
  93
  94 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  95 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  96         .name         = "timebase",
  97         .rating       = 400,
  98         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  99         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
 100         .shift        = 22,
 101         .mult         = 0,      /* To be filled in */
 102         .read         = timebase_read,
 103 };
 104
 105 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 106
 107 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 108                                       struct clock_event_device *dev);
 109 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 110                                  struct clock_event_device *dev);
 111
 112 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 113        .name           = "decrementer",
 114        .rating         = 200,
 115        .shift          = 0,     /* To be filled in */
 116        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 117        .irq            = 0,
 118        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 119        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 120        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 121 };
 122
 123 struct decrementer_clock {
 124         struct clock_event_device event;
 125         u64 next_tb;
 126 };
 127
 128 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 129
 130 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 131 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 132 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 133
 134 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 135 static void __init clocksource_init(void);
 136 #endif
 137
 138 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 139
 140 #ifdef CONFIG_PPC64
 141 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 142 #else
 143 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 144 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 145 #endif
 146
 147 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 148 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 149 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 150 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 151 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 152
 153 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 154 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 155
 156 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 157 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 158 static u64 boot_tb __read_mostly;
 159
 160 extern struct timezone sys_tz;
 161 static long timezone_offset;
 162
 163 unsigned long ppc_proc_freq;
 164 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 165 unsigned long ppc_tb_freq;
 166 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 167
 168 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 169 /*
 170  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 171  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 172  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 173  */
 174 u64 __cputime_jiffies_factor;
 175 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 176 u64 __cputime_msec_factor;
 177 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 178 u64 __cputime_sec_factor;
 179 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 180 u64 __cputime_clockt_factor;
 181 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 182 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 183 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 184
 185 cputime_t cputime_one_jiffy;
 186
 187 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 188
 189 static void calc_cputime_factors(void)
 190 {
 191         struct div_result res;
 192
 193         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 194         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 195         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 196         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 197         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 198         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 199         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 200         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 201 }
 202
 203 /*
 204  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 205  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 206  */
 207 static u64 read_spurr(u64 tb)
 208 {
 209         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 210                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 211         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 212                 return mfspr(SPRN_PURR);
 213         return tb;
 214 }
 215
 216 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 217
 218 /*
 219  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 220  * Should be called with interrupts disabled.
 221  */
 222 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 223 {
 224         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 225         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 226         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 227         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 228         u64 tb_delta;
 229         u64 stolen = 0;
 230         u64 dtb;
 231
 232         if (!dtl)
 233                 return 0;
 234
 235         if (i == vpa->dtl_idx)
 236                 return 0;
 237         while (i < vpa->dtl_idx) {
 238                 if (dtl_consumer)
 239                         dtl_consumer(dtl, i);
 240                 dtb = dtl->timebase;
 241                 tb_delta = dtl->enqueue_to_dispatch_time +
 242                         dtl->ready_to_enqueue_time;
 243                 barrier();
 244                 if (i + N_DISPATCH_LOG < vpa->dtl_idx) {
 245                         /* buffer has overflowed */
 246                         i = vpa->dtl_idx - N_DISPATCH_LOG;
 247                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 248                         continue;
 249                 }
 250                 if (dtb > stop_tb)
 251                         break;
 252                 stolen += tb_delta;
 253                 ++i;
 254                 ++dtl;
 255                 if (dtl == dtl_end)
 256                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 257         }
 258         local_paca->dtl_ridx = i;
 259         local_paca->dtl_curr = dtl;
 260         return stolen;
 261 }
 262
 263 /*
 264  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 265  * Called on entry from user mode.
 266  */
 267 void accumulate_stolen_time(void)
 268 {
 269         u64 sst, ust;
 270
 271         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 272         u8 save_hard_enabled = local_paca->hard_enabled;
 273
 274         /* We are called early in the exception entry, before
 275          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 276          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 277          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 278          * complain
 279          */
 280         local_paca->soft_enabled = 0;
 281         local_paca->hard_enabled = 0;
 282
 283         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 284         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 285         local_paca->system_time -= sst;
 286         local_paca->user_time -= ust;
 287         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 288
 289         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 290         local_paca->hard_enabled = save_hard_enabled;
 291 }
 292
 293 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 294 {
 295         u64 stolen = 0;
 296
 297         if (get_paca()->dtl_ridx != get_paca()->lppaca_ptr->dtl_idx) {
 298                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 299                 get_paca()->system_time -= stolen;
 300         }
 301
 302         stolen += get_paca()->stolen_time;
 303         get_paca()->stolen_time = 0;
 304         return stolen;
 305 }
 306
 307 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 308 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 309 {
 310         return 0;
 311 }
 312
 313 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 314
 315 /*
 316  * Account time for a transition between system, hard irq
 317  * or soft irq state.
 318  */
 319 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 320 {
 321         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled;
 322         unsigned long flags;
 323         u64 stolen, udelta, sys_scaled, user_scaled;
 324
 325         local_irq_save(flags);
 326         now = mftb();
 327         nowscaled = read_spurr(now);
 328         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 329         get_paca()->starttime = now;
 330         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 331         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 332
 333         stolen = calculate_stolen_time(now);
 334
 335         delta = get_paca()->system_time;
 336         get_paca()->system_time = 0;
 337         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 338         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 339
 340         /*
 341          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 342          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 343          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 344          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 345          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 346          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 347          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 348          * used by account_process_tick.
 349          */
 350         sys_scaled = delta;
 351         user_scaled = udelta;
 352         if (deltascaled != delta + udelta) {
 353                 if (udelta) {
 354                         sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 355                         user_scaled = deltascaled - sys_scaled;
 356                 } else {
 357                         sys_scaled = deltascaled;
 358                 }
 359         }
 360         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 361
 362         if (in_interrupt() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk) {
 363                 account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 364                 if (stolen)
 365                         account_steal_time(stolen);
 366         } else {
 367                 account_idle_time(delta + stolen);
 368         }
 369         local_irq_restore(flags);
 370 }
 371 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 372
 373 /*
 374  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 375  * by the exception entry and exit code to the generic process
 376  * user and system time records.
 377  * Must be called with interrupts disabled.
 378  * Assumes that account_system_vtime() has been called recently
 379  * (i.e. since the last entry from usermode) so that
 380  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 381  */
 382 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 383 {
 384         cputime_t utime, utimescaled;
 385
 386         utime = get_paca()->user_time;
 387         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 388         get_paca()->user_time = 0;
 389         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 390         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 391         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 392 }
 393
 394 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 395 #define calc_cputime_factors()
 396 #endif
 397
 398 void __delay(unsigned long loops)
 399 {
 400         unsigned long start;
 401         int diff;
 402
 403         if (__USE_RTC()) {
 404                 start = get_rtcl();
 405                 do {
 406                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 407                         diff = get_rtcl() - start;
 408                         if (diff < 0)
 409                                 diff += 1000000000;
 410                 } while (diff < loops);
 411         } else {
 412                 start = get_tbl();
 413                 while (get_tbl() - start < loops)
 414                         HMT_low();
 415                 HMT_medium();
 416         }
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 419
 420 void udelay(unsigned long usecs)
 421 {
 422         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 423 }
 424 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 425
 426 #ifdef CONFIG_SMP
 427 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 428 {
 429         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 430
 431         if (in_lock_functions(pc))
 432                 return regs->link;
 433
 434         return pc;
 435 }
 436 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 437 #endif
 438
 439 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 440
 441 /*
 442  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 443  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 444  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 445  */
 446
 447 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 448 {
 449         unsigned long titan, tb;
 450
 451         /* Make sure we only run on iSeries */
 452         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 453                 return -ENODEV;
 454
 455         tb = get_tb();
 456         titan = HvCallXm_loadTod();
 457         if ( iSeries_recal_titan ) {
 458                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 459                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 460                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 461                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
 462                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
 463                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 464                 char sign = '+';
 465                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 466                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 467
 468                 if ( tick_diff < 0 ) {
 469                         tick_diff = -tick_diff;
 470                         sign = '-';
 471                 }
 472                 if ( tick_diff ) {
 473                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 474                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 475                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 476                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 477                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 478                                 calc_cputime_factors();
 479                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 480                                 setup_cputime_one_jiffy();
 481                         }
 482                         else {
 483                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 484                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 485                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 486                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 487                         }
 488                 }
 489         }
 490         iSeries_recal_titan = titan;
 491         iSeries_recal_tb = tb;
 492
 493         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 494         clocksource_init();
 495         return 0;
 496 }
 497 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 498
 499 /* Called from platform early init */
 500 void __init iSeries_time_init_early(void)
 501 {
 502         iSeries_recal_tb = get_tb();
 503         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 504 }
 505 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 506
 507 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 508
 509 /*
 510  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 511  */
 512 #ifdef CONFIG_PPC64
 513 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 514 {
 515         unsigned long x;
 516
 517         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 518                 : "=r" (x)
 519                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 520         return x;
 521 }
 522
 523 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 524 {
 525         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 526                 "r" (1),
 527                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 528 }
 529
 530 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 531 {
 532         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 533                 "r" (0),
 534                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 535 }
 536
 537 #else /* 32-bit */
 538
 539 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 540
 541 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 542 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 543 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 544
 545 #endif /* 32 vs 64 bit */
 546
 547 void set_irq_work_pending(void)
 548 {
 549         preempt_disable();
 550         set_irq_work_pending_flag();
 551         set_dec(1);
 552         preempt_enable();
 553 }
 554
 555 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 556
 557 #define test_irq_work_pending() 0
 558 #define clear_irq_work_pending()
 559
 560 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 561
 562 /*
 563  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 564  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 565  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 566  * decrementer is less than the current value in the hardware
 567  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 568  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 569  * call will not be needed)
 570  */
 571
 572 /*
 573  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 574  * with interrupts disabled.
 575  */
 576 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 577 {
 578         struct pt_regs *old_regs;
 579         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 580         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 581         u64 now;
 582
 583         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 584          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 585          */
 586         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 587
 588         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 589          * offline, just ignore these
 590          */
 591         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
 592                 return;
 593
 594         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 595
 596         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 597
 598 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 599         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 600                 do_IRQ(regs);
 601 #endif
 602
 603         old_regs = set_irq_regs(regs);
 604         irq_enter();
 605
 606         if (test_irq_work_pending()) {
 607                 clear_irq_work_pending();
 608                 irq_work_run();
 609         }
 610
 611 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 612         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 613                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 614 #endif
 615
 616         now = get_tb_or_rtc();
 617         if (now >= decrementer->next_tb) {
 618                 decrementer->next_tb = ~(u64)0;
 619                 if (evt->event_handler)
 620                         evt->event_handler(evt);
 621         } else {
 622                 now = decrementer->next_tb - now;
 623                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 624                         set_dec((int)now);
 625         }
 626
 627 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 628         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 629                 process_hvlpevents();
 630 #endif
 631
 632 #ifdef CONFIG_PPC64
 633         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 634         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 635                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 636                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 637         }
 638 #endif
 639
 640         irq_exit();
 641         set_irq_regs(old_regs);
 642
 643         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 644 }
 645
 646 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 647 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 648 {
 649         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 650          * with suspending.
 651          */
 652
 653         set_dec(0x7fffffff);
 654         local_irq_disable();
 655         set_dec(0x7fffffff);
 656 }
 657
 658 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 659 {
 660         local_irq_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 /*
 681  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 682  *
 683  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 684  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 685  * are 64-bit unsigned numbers.
 686  */
 687 unsigned long long sched_clock(void)
 688 {
 689         if (__USE_RTC())
 690                 return get_rtc();
 691         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 692 }
 693
 694 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 695 {
 696         struct device_node *cpu;
 697         const unsigned int *fp;
 698         int found = 0;
 699
 700         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 701         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 702
 703         if (cpu) {
 704                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 705                 if (fp) {
 706                         found = 1;
 707                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 708                 }
 709
 710                 of_node_put(cpu);
 711         }
 712
 713         return found;
 714 }
 715
 716 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 717 void start_cpu_decrementer(void)
 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 /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 726 }
 727
 728 void __init generic_calibrate_decr(void)
 729 {
 730         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 731
 732         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 733             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 734
 735                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 736                                 "(not found)\n");
 737         }
 738
 739         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 740
 741         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 742             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 743
 744                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 745                                 "(not found)\n");
 746         }
 747 }
 748
 749 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 750 {
 751         struct rtc_time tm;
 752
 753         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 754                 return 0;
 755
 756         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 757         tm.tm_year -= 1900;
 758         tm.tm_mon -= 1;
 759
 760         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 761 }
 762
 763 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 764 {
 765         struct rtc_time tm;
 766         static int first = 1;
 767
 768         ts->tv_nsec = 0;
 769         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 770         if (first) {
 771                 first = 0;
 772                 if (ppc_md.time_init)
 773                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 774
 775                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 776                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 777                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 778                         return;
 779                 }
 780         }
 781         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 782                 ts->tv_sec = 0;
 783                 return;
 784         }
 785         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 786
 787         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 788                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 789 }
 790
 791 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 792 {
 793         __read_persistent_clock(ts);
 794
 795         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 796         if (ts->tv_sec < 0) {
 797                 ts->tv_sec = 0;
 798                 ts->tv_nsec = 0;
 799         }
 800
 801 }
 802
 803 /* clocksource code */
 804 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 805 {
 806         return (cycle_t)get_rtc();
 807 }
 808
 809 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 810 {
 811         return (cycle_t)get_tb();
 812 }
 813
 814 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 815                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 816 {
 817         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 818         u32 frac_sec;
 819
 820         if (clock != &clocksource_timebase)
 821                 return;
 822
 823         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 824         ++vdso_data->tb_update_count;
 825         smp_mb();
 826
 827         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 828         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 829         new_tb_to_xs = (u64) mult * 4611686018ULL;
 830         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 831         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 832         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 833
 834         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 835         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 836         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 837
 838         /*
 839          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 840          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 841          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 842          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 843          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 844          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 845          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 846          * We expect the caller to have done the first increment of
 847          * vdso_data->tb_update_count already.
 848          */
 849         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 850         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 851         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 852         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 853         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 854         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 855         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 856         smp_wmb();
 857         ++(vdso_data->tb_update_count);
 858 }
 859
 860 void update_vsyscall_tz(void)
 861 {
 862         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 863         ++vdso_data->tb_update_count;
 864         smp_mb();
 865         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 866         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 867         smp_mb();
 868         ++vdso_data->tb_update_count;
 869 }
 870
 871 static void __init clocksource_init(void)
 872 {
 873         struct clocksource *clock;
 874
 875         if (__USE_RTC())
 876                 clock = &clocksource_rtc;
 877         else
 878                 clock = &clocksource_timebase;
 879
 880         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 881
 882         if (clocksource_register(clock)) {
 883                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 884                        clock->name);
 885                 return;
 886         }
 887
 888         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 889                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 890 }
 891
 892 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 893                                       struct clock_event_device *dev)
 894 {
 895         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 896         set_dec(evt);
 897         return 0;
 898 }
 899
 900 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 901                                  struct clock_event_device *dev)
 902 {
 903         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 904                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 905 }
 906
 907 static inline uint64_t div_sc64(unsigned long ticks, unsigned long nsec,
 908                                 int shift)
 909 {
 910         uint64_t tmp = ((uint64_t)ticks) << shift;
 911
 912         do_div(tmp, nsec);
 913         return tmp;
 914 }
 915
 916 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
 917 {
 918         u64 mult, shift = 32;
 919
 920         while (1) {
 921                 mult = div_sc64(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
 922                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
 923                         break;
 924
 925                 shift--;
 926         }
 927
 928         decrementer_clockevent.shift = shift;
 929         decrementer_clockevent.mult = mult;
 930 }
 931
 932 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 933 {
 934         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 935
 936         *dec = decrementer_clockevent;
 937         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 938
 939         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 940                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 941
 942         clockevents_register_device(dec);
 943 }
 944
 945 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 946 {
 947         int cpu = smp_processor_id();
 948
 949         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
 950         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 951                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 952         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 953                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 954
 955         register_decrementer_clockevent(cpu);
 956 }
 957
 958 void secondary_cpu_time_init(void)
 959 {
 960         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 961          * such as BookE
 962          */
 963         start_cpu_decrementer();
 964
 965         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 966          * call here ! */
 967         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 968 }
 969
 970 /* This function is only called on the boot processor */
 971 void __init time_init(void)
 972 {
 973         struct div_result res;
 974         u64 scale;
 975         unsigned shift;
 976
 977         if (__USE_RTC()) {
 978                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 979                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 980         } else {
 981                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 982                 ppc_md.calibrate_decr();
 983                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 984                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 985                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 986                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 987         }
 988
 989         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 990         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 991         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 992         calc_cputime_factors();
 993         setup_cputime_one_jiffy();
 994
 995         /*
 996          * Compute scale factor for sched_clock.
 997          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 998          * which is the timebase frequency.
 999          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1000          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1001          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1002          * giving us the scale factor and shift count to use in
1003          * sched_clock().
1004          */
1005         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1006         scale = res.result_low;
1007         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1008                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1009                 res.result_high >>= 1;
1010         }
1011         tb_to_ns_scale = scale;
1012         tb_to_ns_shift = shift;
1013         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1014         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1015
1016         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1017         if (timezone_offset) {
1018                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1019                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1020         }
1021
1022         vdso_data->tb_update_count = 0;
1023         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1024
1025         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1026          * such as BookE
1027          */
1028         start_cpu_decrementer();
1029
1030         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1031         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1032                 clocksource_init();
1033
1034         init_decrementer_clockevent();
1035 }
1036
1037
1038 #define FEBRUARY        2
1039 #define STARTOFTIME     1970
1040 #define SECDAY          86400L
1041 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1042 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1043                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1044 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1045 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1046
1047 static int month_days[12] = {
1048         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1049 };
1050
1051 /*
1052  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1053  */
1054 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1055 {
1056         int leapsToDate;
1057         int lastYear;
1058         int day;
1059         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1060
1061         lastYear = tm->tm_year - 1;
1062
1063         /*
1064          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1065          */
1066         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1067
1068         /*
1069          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1070          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1071          *
1072          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1073          */
1074         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1075
1076         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1077                    tm->tm_mday;
1078
1079         tm->tm_wday = day % 7;
1080 }
1081
1082 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1083 {
1084         register int    i;
1085         register long   hms, day;
1086
1087         day = tim / SECDAY;
1088         hms = tim % SECDAY;
1089
1090         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1091         tm->tm_hour = hms / 3600;
1092         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1093         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1094
1095         /* Number of years in days */
1096         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1097                 day -= days_in_year(i);
1098         tm->tm_year = i;
1099
1100         /* Number of months in days left */
1101         if (leapyear(tm->tm_year))
1102                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1103         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1104                 day -= days_in_month(i);
1105         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1106         tm->tm_mon = i;
1107
1108         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1109         tm->tm_mday = day + 1;
1110
1111         /*
1112          * Determine the day of week
1113          */
1114         GregorianDay(tm);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1119  * result.
1120  */
1121 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1122                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1123 {
1124         unsigned long a, b, c, d;
1125         unsigned long w, x, y, z;
1126         u64 ra, rb, rc;
1127
1128         a = dividend_high >> 32;
1129         b = dividend_high & 0xffffffff;
1130         c = dividend_low >> 32;
1131         d = dividend_low & 0xffffffff;
1132
1133         w = a / divisor;
1134         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1135
1136         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1137         x = ra;
1138
1139         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1140         y = rb;
1141
1142         do_div(rc, divisor);
1143         z = rc;
1144
1145         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1146         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1147
1148 }
1149
1150 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1151 void calibrate_delay(void)
1152 {
1153         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1154          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1155          */
1156         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1157 }
1158
1159 static int __init rtc_init(void)
1160 {
1161         struct platform_device *pdev;
1162
1163         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1164                 return -ENODEV;
1165
1166         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1167         if (IS_ERR(pdev))
1168                 return PTR_ERR(pdev);
1169
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 module_init(rtc_init);