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
  57 #include <asm/io.h>
  58 #include <asm/processor.h>
  59 #include <asm/nvram.h>
  60 #include <asm/cache.h>
  61 #include <asm/machdep.h>
  62 #include <asm/uaccess.h>
  63 #include <asm/time.h>
  64 #include <asm/prom.h>
  65 #include <asm/irq.h>
  66 #include <asm/div64.h>
  67 #include <asm/smp.h>
  68 #include <asm/vdso_datapage.h>
  69 #include <asm/firmware.h>
  70 #include <asm/cputime.h>
  71 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  72 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  73 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  74 #endif
  75
  76 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  77
  78 #include <linux/clockchips.h>
  79 #include <linux/clocksource.h>
  80
  81 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  82 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  83         .name         = "rtc",
  84         .rating       = 400,
  85         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  86         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  87         .shift        = 22,
  88         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  89         .read         = rtc_read,
  90 };
  91
  92 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  93 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  94         .name         = "timebase",
  95         .rating       = 400,
  96         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  97         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  98         .shift        = 22,
  99         .mult         = 0,      /* To be filled in */
 100         .read         = timebase_read,
 101 };
 102
 103 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 104
 105 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 106                                       struct clock_event_device *dev);
 107 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 108                                  struct clock_event_device *dev);
 109
 110 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 111        .name           = "decrementer",
 112        .rating         = 200,
 113        .shift          = 0,     /* To be filled in */
 114        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 115        .irq            = 0,
 116        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 117        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 118        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 119 };
 120
 121 struct decrementer_clock {
 122         struct clock_event_device event;
 123         u64 next_tb;
 124 };
 125
 126 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 127
 128 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 129 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 130 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 131
 132 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 133 static void __init clocksource_init(void);
 134 #endif
 135
 136 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 137
 138 #ifdef CONFIG_PPC64
 139 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 140 #else
 141 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 142 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 143 #endif
 144
 145 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 146 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 147 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 148 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 149 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 150 u64 tb_to_xs;
 151 unsigned tb_to_us;
 152
 153 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
 154 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
 155 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
 156
 157 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
 158    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
 159 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
 160
 161 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 162 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 163
 164 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 165 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 166 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
 167
 168 extern struct timezone sys_tz;
 169 static long timezone_offset;
 170
 171 unsigned long ppc_proc_freq;
 172 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
 173 unsigned long ppc_tb_freq;
 174
 175 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
 176 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 177
 178 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 179 /*
 180  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 181  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 182  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 183  */
 184 u64 __cputime_jiffies_factor;
 185 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 186 u64 __cputime_msec_factor;
 187 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 188 u64 __cputime_sec_factor;
 189 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 190 u64 __cputime_clockt_factor;
 191 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 192 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 193 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 194
 195 static void calc_cputime_factors(void)
 196 {
 197         struct div_result res;
 198
 199         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 200         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 201         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 202         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 203         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 204         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 205         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 206         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 207 }
 208
 209 /*
 210  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 211  */
 212 static u64 read_purr(void)
 213 {
 214         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 215                 return mfspr(SPRN_PURR);
 216         return mftb();
 217 }
 218
 219 /*
 220  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 221  */
 222 static u64 read_spurr(u64 purr)
 223 {
 224         /*
 225          * cpus without PURR won't have a SPURR
 226          * We already know the former when we use this, so tell gcc
 227          */
 228         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 229                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 230         return purr;
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Account time for a transition between system, hard irq
 235  * or soft irq state.
 236  */
 237 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 238 {
 239         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
 240         unsigned long flags;
 241
 242         local_irq_save(flags);
 243         now = read_purr();
 244         nowscaled = read_spurr(now);
 245         delta = now - get_paca()->startpurr;
 246         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 247         get_paca()->startpurr = now;
 248         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 249         if (!in_interrupt()) {
 250                 /* deltascaled includes both user and system time.
 251                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 252                  * the system time */
 253                 sys_time = get_paca()->system_time;
 254                 if (get_paca()->user_time)
 255                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
 256                              (sys_time + get_paca()->user_time);
 257                 delta += sys_time;
 258                 get_paca()->system_time = 0;
 259         }
 260         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
 261                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
 262         else
 263                 account_idle_time(delta);
 264         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
 265         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
 266         local_irq_restore(flags);
 267 }
 268
 269 /*
 270  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 271  * by the exception entry and exit code to the generic process
 272  * user and system time records.
 273  * Must be called with interrupts disabled.
 274  */
 275 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 276 {
 277         cputime_t utime, utimescaled;
 278
 279         utime = get_paca()->user_time;
 280         get_paca()->user_time = 0;
 281         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
 282         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 283 }
 284
 285 /*
 286  * Stuff for accounting stolen time.
 287  */
 288 struct cpu_purr_data {
 289         int     initialized;                    /* thread is running */
 290         u64     tb;                     /* last TB value read */
 291         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 292         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 293 };
 294
 295 /*
 296  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 297  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 298  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 299  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 300  * sufficient to serialize accesses.
 301  */
 302 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 303
 304 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 305 {
 306         unsigned long flags;
 307         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 308
 309         local_irq_save(flags);
 310         p->tb = get_tb_or_rtc();
 311         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 312         wmb();
 313         p->initialized = 1;
 314         local_irq_restore(flags);
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Called during boot when all cpus have come up.
 319  */
 320 void snapshot_timebases(void)
 321 {
 322         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 323                 return;
 324         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Must be called with interrupts disabled.
 329  */
 330 void calculate_steal_time(void)
 331 {
 332         u64 tb, purr;
 333         s64 stolen;
 334         struct cpu_purr_data *pme;
 335
 336         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 337         if (!pme->initialized)
 338                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
 339         tb = mftb();
 340         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 341         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 342         if (stolen > 0) {
 343                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
 344                         account_steal_time(stolen);
 345                 else
 346                         account_idle_time(stolen);
 347         }
 348         pme->tb = tb;
 349         pme->purr = purr;
 350 }
 351
 352 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 353 /*
 354  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 355  * a cpu is being brought up at runtime.
 356  */
 357 static void snapshot_purr(void)
 358 {
 359         struct cpu_purr_data *pme;
 360         unsigned long flags;
 361
 362         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 363                 return;
 364         local_irq_save(flags);
 365         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 366         pme->tb = mftb();
 367         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 368         pme->initialized = 1;
 369         local_irq_restore(flags);
 370 }
 371
 372 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 373
 374 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 375 #define calc_cputime_factors()
 376 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 377 #endif
 378
 379 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 380 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 381 #endif
 382
 383 /*
 384  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 385  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 386  */
 387 void snapshot_timebase(void)
 388 {
 389         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 390         snapshot_purr();
 391 }
 392
 393 void __delay(unsigned long loops)
 394 {
 395         unsigned long start;
 396         int diff;
 397
 398         if (__USE_RTC()) {
 399                 start = get_rtcl();
 400                 do {
 401                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 402                         diff = get_rtcl() - start;
 403                         if (diff < 0)
 404                                 diff += 1000000000;
 405                 } while (diff < loops);
 406         } else {
 407                 start = get_tbl();
 408                 while (get_tbl() - start < loops)
 409                         HMT_low();
 410                 HMT_medium();
 411         }
 412 }
 413 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 414
 415 void udelay(unsigned long usecs)
 416 {
 417         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 418 }
 419 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 420
 421 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
 422                                u64 new_tb_to_xs)
 423 {
 424         /*
 425          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 426          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 427          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 428          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 429          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 430          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 431          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 432          * We expect the caller to have done the first increment of
 433          * vdso_data->tb_update_count already.
 434          */
 435         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 436         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 437         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 438         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
 439         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
 440         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
 441         smp_wmb();
 442         ++(vdso_data->tb_update_count);
 443 }
 444
 445 #ifdef CONFIG_SMP
 446 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 447 {
 448         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 449
 450         if (in_lock_functions(pc))
 451                 return regs->link;
 452
 453         return pc;
 454 }
 455 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 456 #endif
 457
 458 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 459
 460 /*
 461  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 462  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 463  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 464  */
 465
 466 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 467 {
 468         struct div_result divres;
 469         unsigned long titan, tb;
 470
 471         /* Make sure we only run on iSeries */
 472         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 473                 return -ENODEV;
 474
 475         tb = get_tb();
 476         titan = HvCallXm_loadTod();
 477         if ( iSeries_recal_titan ) {
 478                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 479                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 480                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 481                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 482                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 483                 char sign = '+';
 484                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 485                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 486
 487                 if ( tick_diff < 0 ) {
 488                         tick_diff = -tick_diff;
 489                         sign = '-';
 490                 }
 491                 if ( tick_diff ) {
 492                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 493                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 494                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 495                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 496                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 497                                 calc_cputime_factors();
 498                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 499                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 500                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 501                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 502                         }
 503                         else {
 504                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 505                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 506                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 507                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 508                         }
 509                 }
 510         }
 511         iSeries_recal_titan = titan;
 512         iSeries_recal_tb = tb;
 513
 514         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 515         clocksource_init();
 516         return 0;
 517 }
 518 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 519
 520 /* Called from platform early init */
 521 void __init iSeries_time_init_early(void)
 522 {
 523         iSeries_recal_tb = get_tb();
 524         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 525 }
 526 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 527
 528 /*
 529  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 530  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 531  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 532  * decrementer is less than the current value in the hardware
 533  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 534  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 535  * call will not be needed)
 536  */
 537
 538 /*
 539  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 540  * with interrupts disabled.
 541  */
 542 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 543 {
 544         struct pt_regs *old_regs;
 545         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 546         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 547         u64 now;
 548
 549         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 550          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 551         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 552
 553 #ifdef CONFIG_PPC32
 554         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 555                 do_IRQ(regs);
 556 #endif
 557
 558         now = get_tb_or_rtc();
 559         if (now < decrementer->next_tb) {
 560                 /* not time for this event yet */
 561                 now = decrementer->next_tb - now;
 562                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 563                         set_dec((int)now);
 564                 return;
 565         }
 566         old_regs = set_irq_regs(regs);
 567         irq_enter();
 568
 569         calculate_steal_time();
 570
 571 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 572         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 573                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 574 #endif
 575
 576         if (evt->event_handler)
 577                 evt->event_handler(evt);
 578
 579 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 580         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 581                 process_hvlpevents();
 582 #endif
 583
 584 #ifdef CONFIG_PPC64
 585         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 586         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 587                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 588                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 589         }
 590 #endif
 591
 592         irq_exit();
 593         set_irq_regs(old_regs);
 594 }
 595
 596 void wakeup_decrementer(void)
 597 {
 598         unsigned long ticks;
 599
 600         /*
 601          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
 602          * so all we need to do is to reset the decrementer.
 603          */
 604         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
 605         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
 606                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
 607         else
 608                 ticks = 1;
 609         set_dec(ticks);
 610 }
 611
 612 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 613 void generic_suspend_disable_irqs(void)
 614 {
 615         preempt_disable();
 616
 617         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 618          * with suspending.
 619          */
 620
 621         set_dec(0x7fffffff);
 622         local_irq_disable();
 623         set_dec(0x7fffffff);
 624 }
 625
 626 void generic_suspend_enable_irqs(void)
 627 {
 628         wakeup_decrementer();
 629
 630         local_irq_enable();
 631         preempt_enable();
 632 }
 633
 634 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 635 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 636 {
 637         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 638                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 639         generic_suspend_disable_irqs();
 640 }
 641
 642 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 643 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 644 {
 645         generic_suspend_enable_irqs();
 646         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 647                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 648 }
 649 #endif
 650
 651 #ifdef CONFIG_SMP
 652 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 653 {
 654         int i;
 655         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
 656
 657         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
 658         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
 659
 660         for_each_possible_cpu(i) {
 661                 if (i == boot_cpuid)
 662                         continue;
 663                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
 664         }
 665 }
 666 #endif
 667
 668 /*
 669  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 670  *
 671  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 672  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 673  * are 64-bit unsigned numbers.
 674  */
 675 unsigned long long sched_clock(void)
 676 {
 677         if (__USE_RTC())
 678                 return get_rtc();
 679         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 680 }
 681
 682 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 683 {
 684         struct device_node *cpu;
 685         const unsigned int *fp;
 686         int found = 0;
 687
 688         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 689         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 690
 691         if (cpu) {
 692                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 693                 if (fp) {
 694                         found = 1;
 695                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 696                 }
 697
 698                 of_node_put(cpu);
 699         }
 700
 701         return found;
 702 }
 703
 704 void __init generic_calibrate_decr(void)
 705 {
 706         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 707
 708         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 709             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 710
 711                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 712                                 "(not found)\n");
 713         }
 714
 715         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 716
 717         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 718             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 719
 720                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 721                                 "(not found)\n");
 722         }
 723
 724 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 725         /* Clear any pending timer interrupts */
 726         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 727
 728         /* Enable decrementer interrupt */
 729         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 730 #endif
 731 }
 732
 733 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 734 {
 735         struct rtc_time tm;
 736
 737         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 738                 return 0;
 739
 740         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 741         tm.tm_year -= 1900;
 742         tm.tm_mon -= 1;
 743
 744         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 745 }
 746
 747 unsigned long read_persistent_clock(void)
 748 {
 749         struct rtc_time tm;
 750         static int first = 1;
 751
 752         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 753         if (first) {
 754                 first = 0;
 755                 if (ppc_md.time_init)
 756                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 757
 758                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 759                 if (ppc_md.get_boot_time)
 760                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
 761         }
 762         if (!ppc_md.get_rtc_time)
 763                 return 0;
 764         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 765         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 766                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 767 }
 768
 769 /* clocksource code */
 770 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 771 {
 772         return (cycle_t)get_rtc();
 773 }
 774
 775 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 776 {
 777         return (cycle_t)get_tb();
 778 }
 779
 780 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
 781 {
 782         u64 t2x, stamp_xsec;
 783
 784         if (clock != &clocksource_timebase)
 785                 return;
 786
 787         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 788         ++vdso_data->tb_update_count;
 789         smp_mb();
 790
 791         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 792         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 793         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
 794         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 795         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
 796         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 797         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
 798 }
 799
 800 void update_vsyscall_tz(void)
 801 {
 802         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 803         ++vdso_data->tb_update_count;
 804         smp_mb();
 805         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 806         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 807         smp_mb();
 808         ++vdso_data->tb_update_count;
 809 }
 810
 811 static void __init clocksource_init(void)
 812 {
 813         struct clocksource *clock;
 814
 815         if (__USE_RTC())
 816                 clock = &clocksource_rtc;
 817         else
 818                 clock = &clocksource_timebase;
 819
 820         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 821
 822         if (clocksource_register(clock)) {
 823                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 824                        clock->name);
 825                 return;
 826         }
 827
 828         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 829                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 830 }
 831
 832 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 833                                       struct clock_event_device *dev)
 834 {
 835         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 836         set_dec(evt);
 837         return 0;
 838 }
 839
 840 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 841                                  struct clock_event_device *dev)
 842 {
 843         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 844                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 845 }
 846
 847 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
 848 {
 849         u64 mult, shift = 32;
 850
 851         while (1) {
 852                 mult = div_sc(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
 853                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
 854                         break;
 855
 856                 shift--;
 857         }
 858
 859         decrementer_clockevent.shift = shift;
 860         decrementer_clockevent.mult = mult;
 861 }
 862
 863 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 864 {
 865         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 866
 867         *dec = decrementer_clockevent;
 868         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 869
 870         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
 871                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 872
 873         clockevents_register_device(dec);
 874 }
 875
 876 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 877 {
 878         int cpu = smp_processor_id();
 879
 880         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
 881         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 882                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 883         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 884                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 885
 886         register_decrementer_clockevent(cpu);
 887 }
 888
 889 void secondary_cpu_time_init(void)
 890 {
 891         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 892          * call here ! */
 893         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 894 }
 895
 896 /* This function is only called on the boot processor */
 897 void __init time_init(void)
 898 {
 899         unsigned long flags;
 900         struct div_result res;
 901         u64 scale, x;
 902         unsigned shift;
 903
 904         if (__USE_RTC()) {
 905                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 906                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 907                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
 908         } else {
 909                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 910                 ppc_md.calibrate_decr();
 911                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 912                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 913                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 914                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 915                 tb_last_jiffy = get_tb();
 916         }
 917
 918         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 919         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 920         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 921         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
 922         calc_cputime_factors();
 923
 924         /*
 925          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
 926          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
 927          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
 928          * rounded up.
 929          */
 930         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
 931         do_div(x, ppc_tb_freq);
 932         tick_nsec = x;
 933         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
 934
 935         /*
 936          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
 937          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
 938          * It is computed as:
 939          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
 940          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
 941          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
 942          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
 943          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
 944          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
 945          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
 946          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
 947          * since there are 2^20 xsec in a second.
 948          */
 949         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
 950                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
 951         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
 952         ticklen_to_xs = res.result_low;
 953
 954         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
 955         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
 956
 957         /*
 958          * Compute scale factor for sched_clock.
 959          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 960          * which is the timebase frequency.
 961          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 962          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 963          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 964          * giving us the scale factor and shift count to use in
 965          * sched_clock().
 966          */
 967         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 968         scale = res.result_low;
 969         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 970                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 971                 res.result_high >>= 1;
 972         }
 973         tb_to_ns_scale = scale;
 974         tb_to_ns_shift = shift;
 975         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 976         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 977
 978         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 979
 980         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 981         if (timezone_offset) {
 982                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 983                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 984         }
 985
 986         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
 987         vdso_data->tb_update_count = 0;
 988         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 989         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 990         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 991
 992         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 993
 994         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
 995         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 996                 clocksource_init();
 997
 998         init_decrementer_clockevent();
 999 }
1000
1001
1002 #define FEBRUARY        2
1003 #define STARTOFTIME     1970
1004 #define SECDAY          86400L
1005 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1006 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1007                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1008 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1009 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1010
1011 static int month_days[12] = {
1012         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1013 };
1014
1015 /*
1016  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1017  */
1018 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1019 {
1020         int leapsToDate;
1021         int lastYear;
1022         int day;
1023         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1024
1025         lastYear = tm->tm_year - 1;
1026
1027         /*
1028          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1029          */
1030         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1031
1032         /*
1033          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1034          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1035          *
1036          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1037          */
1038         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1039
1040         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1041                    tm->tm_mday;
1042
1043         tm->tm_wday = day % 7;
1044 }
1045
1046 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1047 {
1048         register int    i;
1049         register long   hms, day;
1050
1051         day = tim / SECDAY;
1052         hms = tim % SECDAY;
1053
1054         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1055         tm->tm_hour = hms / 3600;
1056         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1057         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1058
1059         /* Number of years in days */
1060         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1061                 day -= days_in_year(i);
1062         tm->tm_year = i;
1063
1064         /* Number of months in days left */
1065         if (leapyear(tm->tm_year))
1066                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1067         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1068                 day -= days_in_month(i);
1069         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1070         tm->tm_mon = i;
1071
1072         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1073         tm->tm_mday = day + 1;
1074
1075         /*
1076          * Determine the day of week
1077          */
1078         GregorianDay(tm);
1079 }
1080
1081 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1082 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1083  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1084  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1085  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1086  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1087  * is measured but does not harm.
1088  */
1089 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1090 {
1091         unsigned mlt=0, tmp, err;
1092         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1093          * but safe and compact method to find the multiplier.
1094          */
1095
1096         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1097                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1098                         mlt |= tmp;
1099         }
1100
1101         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1102          * A side effect of this is that if outscale is too large
1103          * the returned value will be zero.
1104          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1105          * some might have been forgotten in the test however.
1106          */
1107
1108         err = inscale * (mlt+1);
1109         if (err <= inscale/2)
1110                 mlt++;
1111         return mlt;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1116  * result.
1117  */
1118 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1119                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1120 {
1121         unsigned long a, b, c, d;
1122         unsigned long w, x, y, z;
1123         u64 ra, rb, rc;
1124
1125         a = dividend_high >> 32;
1126         b = dividend_high & 0xffffffff;
1127         c = dividend_low >> 32;
1128         d = dividend_low & 0xffffffff;
1129
1130         w = a / divisor;
1131         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1132
1133         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1134         x = ra;
1135
1136         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1137         y = rb;
1138
1139         do_div(rc, divisor);
1140         z = rc;
1141
1142         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1143         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1144
1145 }
1146
1147 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1148 void calibrate_delay(void)
1149 {
1150         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1151          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1152          */
1153         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1154 }
1155
1156 static int __init rtc_init(void)
1157 {
1158         struct platform_device *pdev;
1159
1160         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1161                 return -ENODEV;
1162
1163         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1164         if (IS_ERR(pdev))
1165                 return PTR_ERR(pdev);
1166
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 module_init(rtc_init);