arch/s390/kernel/time.c

   1 /*
   2  *  arch/s390/kernel/time.c
   3  *    Time of day based timer functions.
   4  *
   5  *  S390 version
   6  *    Copyright (C) 1999 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
   7  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com),
   8  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com),
   9  *               Denis Joseph Barrow (djbarrow@de.ibm.com,barrow_dj@yahoo.com)
  10  *
  11  *  Derived from "arch/i386/kernel/time.c"
  12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
  13  */
  14
  15 #include <linux/config.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/param.h>
  21 #include <linux/string.h>
  22 #include <linux/mm.h>
  23 #include <linux/interrupt.h>
  24 #include <linux/time.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/init.h>
  27 #include <linux/smp.h>
  28 #include <linux/types.h>
  29 #include <linux/profile.h>
  30 #include <linux/timex.h>
  31 #include <linux/notifier.h>
  32
  33 #include <asm/uaccess.h>
  34 #include <asm/delay.h>
  35 #include <asm/s390_ext.h>
  36 #include <asm/div64.h>
  37 #include <asm/irq.h>
  38 #include <asm/timer.h>
  39
  40 /* change this if you have some constant time drift */
  41 #define USECS_PER_JIFFY     ((unsigned long) 1000000/HZ)
  42 #define CLK_TICKS_PER_JIFFY ((unsigned long) USECS_PER_JIFFY << 12)
  43
  44 /*
  45  * Create a small time difference between the timer interrupts
  46  * on the different cpus to avoid lock contention.
  47  */
  48 #define CPU_DEVIATION       (smp_processor_id() << 12)
  49
  50 #define TICK_SIZE tick
  51
  52 static ext_int_info_t ext_int_info_cc;
  53 static u64 init_timer_cc;
  54 static u64 jiffies_timer_cc;
  55 static u64 xtime_cc;
  56
  57 extern unsigned long wall_jiffies;
  58
  59 /*
  60  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
  61  */
  62 unsigned long long sched_clock(void)
  63 {
  64         return ((get_clock() - jiffies_timer_cc) * 125) >> 9;
  65 }
  66
  67 /*
  68  * Monotonic_clock - returns # of nanoseconds passed since time_init()
  69  */
  70 unsigned long long monotonic_clock(void)
  71 {
  72         return sched_clock();
  73 }
  74 EXPORT_SYMBOL(monotonic_clock);
  75
  76 void tod_to_timeval(__u64 todval, struct timespec *xtime)
  77 {
  78         unsigned long long sec;
  79
  80         sec = todval >> 12;
  81         do_div(sec, 1000000);
  82         xtime->tv_sec = sec;
  83         todval -= (sec * 1000000) << 12;
  84         xtime->tv_nsec = ((todval * 1000) >> 12);
  85 }
  86
  87 static inline unsigned long do_gettimeoffset(void)
  88 {
  89         __u64 now;
  90
  91         now = (get_clock() - jiffies_timer_cc) >> 12;
  92         /* We require the offset from the latest update of xtime */
  93         now -= (__u64) wall_jiffies*USECS_PER_JIFFY;
  94         return (unsigned long) now;
  95 }
  96
  97 /*
  98  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
  99  */
 100 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 101 {
 102         unsigned long flags;
 103         unsigned long seq;
 104         unsigned long usec, sec;
 105
 106         do {
 107                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
 108
 109                 sec = xtime.tv_sec;
 110                 usec = xtime.tv_nsec / 1000 + do_gettimeoffset();
 111         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
 112
 113         while (usec >= 1000000) {
 114                 usec -= 1000000;
 115                 sec++;
 116         }
 117
 118         tv->tv_sec = sec;
 119         tv->tv_usec = usec;
 120 }
 121
 122 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 123
 124 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 125 {
 126         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
 127         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
 128
 129         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 130                 return -EINVAL;
 131
 132         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
 133         /* This is revolting. We need to set the xtime.tv_nsec
 134          * correctly. However, the value in this location is
 135          * is value at the last tick.
 136          * Discover what correction gettimeofday
 137          * would have done, and then undo it!
 138          */
 139         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000;
 140
 141         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
 142         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
 143
 144         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
 145         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 146
 147         ntp_clear();
 148         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
 149         clock_was_set();
 150         return 0;
 151 }
 152
 153 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 154
 155
 156 #ifdef CONFIG_PROFILING
 157 #define s390_do_profile(regs)   profile_tick(CPU_PROFILING, regs)
 158 #else
 159 #define s390_do_profile(regs)  do { ; } while(0)
 160 #endif /* CONFIG_PROFILING */
 161
 162
 163 /*
 164  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
 165  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
 166  */
 167 void account_ticks(struct pt_regs *regs)
 168 {
 169         __u64 tmp;
 170         __u32 ticks, xticks;
 171
 172         /* Calculate how many ticks have passed. */
 173         if (S390_lowcore.int_clock < S390_lowcore.jiffy_timer) {
 174                 /*
 175                  * We have to program the clock comparator even if
 176                  * no tick has passed. That happens if e.g. an i/o
 177                  * interrupt wakes up an idle processor that has
 178                  * switched off its hz timer.
 179                  */
 180                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
 181                 asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
 182                 return;
 183         }
 184         tmp = S390_lowcore.int_clock - S390_lowcore.jiffy_timer;
 185         if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {  /* more than two ticks ? */
 186                 ticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY) + 1;
 187                 S390_lowcore.jiffy_timer +=
 188                         CLK_TICKS_PER_JIFFY * (__u64) ticks;
 189         } else if (tmp >= CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
 190                 ticks = 2;
 191                 S390_lowcore.jiffy_timer += 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 192         } else {
 193                 ticks = 1;
 194                 S390_lowcore.jiffy_timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 195         }
 196
 197         /* set clock comparator for next tick */
 198         tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
 199         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
 200
 201 #ifdef CONFIG_SMP
 202         /*
 203          * Do not rely on the boot cpu to do the calls to do_timer.
 204          * Spread it over all cpus instead.
 205          */
 206         write_seqlock(&xtime_lock);
 207         if (S390_lowcore.jiffy_timer > xtime_cc) {
 208                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer - xtime_cc;
 209                 if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
 210                         xticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY);
 211                         xtime_cc += (__u64) xticks * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 212                 } else {
 213                         xticks = 1;
 214                         xtime_cc += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 215                 }
 216                 while (xticks--)
 217                         do_timer(regs);
 218         }
 219         write_sequnlock(&xtime_lock);
 220 #else
 221         for (xticks = ticks; xticks > 0; xticks--)
 222                 do_timer(regs);
 223 #endif
 224
 225 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 226         account_tick_vtime(current);
 227 #else
 228         while (ticks--)
 229                 update_process_times(user_mode(regs));
 230 #endif
 231
 232         s390_do_profile(regs);
 233 }
 234
 235 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
 236
 237 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ_INIT
 238 int sysctl_hz_timer = 0;
 239 #else
 240 int sysctl_hz_timer = 1;
 241 #endif
 242
 243 /*
 244  * Stop the HZ tick on the current CPU.
 245  * Only cpu_idle may call this function.
 246  */
 247 static inline void stop_hz_timer(void)
 248 {
 249         unsigned long flags;
 250         unsigned long seq, next;
 251         __u64 timer, todval;
 252         int cpu = smp_processor_id();
 253
 254         if (sysctl_hz_timer != 0)
 255                 return;
 256
 257         cpu_set(cpu, nohz_cpu_mask);
 258
 259         /*
 260          * Leave the clock comparator set up for the next timer
 261          * tick if either rcu or a softirq is pending.
 262          */
 263         if (rcu_needs_cpu(cpu) || local_softirq_pending()) {
 264                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 265                 return;
 266         }
 267
 268         /*
 269          * This cpu is going really idle. Set up the clock comparator
 270          * for the next event.
 271          */
 272         next = next_timer_interrupt();
 273         do {
 274                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
 275                 timer = ((__u64) next) - ((__u64) jiffies) + jiffies_64;
 276         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
 277         todval = -1ULL;
 278         /* Be careful about overflows. */
 279         if (timer < (-1ULL / CLK_TICKS_PER_JIFFY)) {
 280                 timer = jiffies_timer_cc + timer * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 281                 if (timer >= jiffies_timer_cc)
 282                         todval = timer;
 283         }
 284         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (todval));
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Start the HZ tick on the current CPU.
 289  * Only cpu_idle may call this function.
 290  */
 291 static inline void start_hz_timer(void)
 292 {
 293         if (!cpu_isset(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask))
 294                 return;
 295         account_ticks(task_pt_regs(current));
 296         cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
 297 }
 298
 299 static int nohz_idle_notify(struct notifier_block *self,
 300                             unsigned long action, void *hcpu)
 301 {
 302         switch (action) {
 303         case CPU_IDLE:
 304                 stop_hz_timer();
 305                 break;
 306         case CPU_NOT_IDLE:
 307                 start_hz_timer();
 308                 break;
 309         }
 310         return NOTIFY_OK;
 311 }
 312
 313 static struct notifier_block nohz_idle_nb = {
 314         .notifier_call = nohz_idle_notify,
 315 };
 316
 317 void __init nohz_init(void)
 318 {
 319         if (register_idle_notifier(&nohz_idle_nb))
 320                 panic("Couldn't register idle notifier");
 321 }
 322
 323 #endif
 324
 325 /*
 326  * Start the clock comparator on the current CPU.
 327  */
 328 void init_cpu_timer(void)
 329 {
 330         unsigned long cr0;
 331         __u64 timer;
 332
 333         timer = jiffies_timer_cc + jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 334         S390_lowcore.jiffy_timer = timer + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 335         timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY + CPU_DEVIATION;
 336         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (timer));
 337         /* allow clock comparator timer interrupt */
 338         __ctl_store(cr0, 0, 0);
 339         cr0 |= 0x800;
 340         __ctl_load(cr0, 0, 0);
 341 }
 342
 343 extern void vtime_init(void);
 344
 345 /*
 346  * Initialize the TOD clock and the CPU timer of
 347  * the boot cpu.
 348  */
 349 void __init time_init(void)
 350 {
 351         __u64 set_time_cc;
 352         int cc;
 353
 354         /* kick the TOD clock */
 355         asm volatile ("STCK 0(%1)\n\t"
 356                       "IPM  %0\n\t"
 357                       "SRL  %0,28" : "=r" (cc) : "a" (&init_timer_cc)
 358                                    : "memory", "cc");
 359         switch (cc) {
 360         case 0: /* clock in set state: all is fine */
 361                 break;
 362         case 1: /* clock in non-set state: FIXME */
 363                 printk("time_init: TOD clock in non-set state\n");
 364                 break;
 365         case 2: /* clock in error state: FIXME */
 366                 printk("time_init: TOD clock in error state\n");
 367                 break;
 368         case 3: /* clock in stopped or not-operational state: FIXME */
 369                 printk("time_init: TOD clock stopped/non-operational\n");
 370                 break;
 371         }
 372         jiffies_timer_cc = init_timer_cc - jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 373
 374         /* set xtime */
 375         xtime_cc = init_timer_cc + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 376         set_time_cc = init_timer_cc - 0x8126d60e46000000LL +
 377                 (0x3c26700LL*1000000*4096);
 378         tod_to_timeval(set_time_cc, &xtime);
 379         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 380                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 381
 382         /* request the clock comparator external interrupt */
 383         if (register_early_external_interrupt(0x1004, 0,
 384                                               &ext_int_info_cc) != 0)
 385                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1004");
 386
 387         init_cpu_timer();
 388
 389 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
 390         nohz_init();
 391 #endif
 392
 393 #ifdef CONFIG_VIRT_TIMER
 394         vtime_init();
 395 #endif
 396 }
 397