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) * 1000) >> 12;
  65 }
  66
  67 void tod_to_timeval(__u64 todval, struct timespec *xtime)
  68 {
  69         unsigned long long sec;
  70
  71         sec = todval >> 12;
  72         do_div(sec, 1000000);
  73         xtime->tv_sec = sec;
  74         todval -= (sec * 1000000) << 12;
  75         xtime->tv_nsec = ((todval * 1000) >> 12);
  76 }
  77
  78 static inline unsigned long do_gettimeoffset(void)
  79 {
  80         __u64 now;
  81
  82         now = (get_clock() - jiffies_timer_cc) >> 12;
  83         /* We require the offset from the latest update of xtime */
  84         now -= (__u64) wall_jiffies*USECS_PER_JIFFY;
  85         return (unsigned long) now;
  86 }
  87
  88 /*
  89  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
  90  */
  91 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
  92 {
  93         unsigned long flags;
  94         unsigned long seq;
  95         unsigned long usec, sec;
  96
  97         do {
  98                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
  99
 100                 sec = xtime.tv_sec;
 101                 usec = xtime.tv_nsec / 1000 + do_gettimeoffset();
 102         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
 103
 104         while (usec >= 1000000) {
 105                 usec -= 1000000;
 106                 sec++;
 107         }
 108
 109         tv->tv_sec = sec;
 110         tv->tv_usec = usec;
 111 }
 112
 113 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 114
 115 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 116 {
 117         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
 118         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
 119
 120         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 121                 return -EINVAL;
 122
 123         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
 124         /* This is revolting. We need to set the xtime.tv_nsec
 125          * correctly. However, the value in this location is
 126          * is value at the last tick.
 127          * Discover what correction gettimeofday
 128          * would have done, and then undo it!
 129          */
 130         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000;
 131
 132         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
 133         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
 134
 135         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
 136         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 137
 138         ntp_clear();
 139         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
 140         clock_was_set();
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 145
 146
 147 #ifdef CONFIG_PROFILING
 148 #define s390_do_profile(regs)   profile_tick(CPU_PROFILING, regs)
 149 #else
 150 #define s390_do_profile(regs)  do { ; } while(0)
 151 #endif /* CONFIG_PROFILING */
 152
 153
 154 /*
 155  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
 156  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
 157  */
 158 void account_ticks(struct pt_regs *regs)
 159 {
 160         __u64 tmp;
 161         __u32 ticks, xticks;
 162
 163         /* Calculate how many ticks have passed. */
 164         if (S390_lowcore.int_clock < S390_lowcore.jiffy_timer) {
 165                 /*
 166                  * We have to program the clock comparator even if
 167                  * no tick has passed. That happens if e.g. an i/o
 168                  * interrupt wakes up an idle processor that has
 169                  * switched off its hz timer.
 170                  */
 171                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
 172                 asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
 173                 return;
 174         }
 175         tmp = S390_lowcore.int_clock - S390_lowcore.jiffy_timer;
 176         if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {  /* more than two ticks ? */
 177                 ticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY) + 1;
 178                 S390_lowcore.jiffy_timer +=
 179                         CLK_TICKS_PER_JIFFY * (__u64) ticks;
 180         } else if (tmp >= CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
 181                 ticks = 2;
 182                 S390_lowcore.jiffy_timer += 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 183         } else {
 184                 ticks = 1;
 185                 S390_lowcore.jiffy_timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 186         }
 187
 188         /* set clock comparator for next tick */
 189         tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
 190         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
 191
 192 #ifdef CONFIG_SMP
 193         /*
 194          * Do not rely on the boot cpu to do the calls to do_timer.
 195          * Spread it over all cpus instead.
 196          */
 197         write_seqlock(&xtime_lock);
 198         if (S390_lowcore.jiffy_timer > xtime_cc) {
 199                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer - xtime_cc;
 200                 if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
 201                         xticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY);
 202                         xtime_cc += (__u64) xticks * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 203                 } else {
 204                         xticks = 1;
 205                         xtime_cc += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 206                 }
 207                 while (xticks--)
 208                         do_timer(regs);
 209         }
 210         write_sequnlock(&xtime_lock);
 211 #else
 212         for (xticks = ticks; xticks > 0; xticks--)
 213                 do_timer(regs);
 214 #endif
 215
 216 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 217         account_tick_vtime(current);
 218 #else
 219         while (ticks--)
 220                 update_process_times(user_mode(regs));
 221 #endif
 222
 223         s390_do_profile(regs);
 224 }
 225
 226 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
 227
 228 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ_INIT
 229 int sysctl_hz_timer = 0;
 230 #else
 231 int sysctl_hz_timer = 1;
 232 #endif
 233
 234 /*
 235  * Stop the HZ tick on the current CPU.
 236  * Only cpu_idle may call this function.
 237  */
 238 static inline void stop_hz_timer(void)
 239 {
 240         unsigned long flags;
 241         unsigned long seq, next;
 242         __u64 timer, todval;
 243
 244         if (sysctl_hz_timer != 0)
 245                 return;
 246
 247         cpu_set(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
 248
 249         /*
 250          * Leave the clock comparator set up for the next timer
 251          * tick if either rcu or a softirq is pending.
 252          */
 253         if (rcu_pending(smp_processor_id()) || local_softirq_pending()) {
 254                 cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
 255                 return;
 256         }
 257
 258         /*
 259          * This cpu is going really idle. Set up the clock comparator
 260          * for the next event.
 261          */
 262         next = next_timer_interrupt();
 263         do {
 264                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
 265                 timer = (__u64)(next - jiffies) + jiffies_64;
 266         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
 267         todval = -1ULL;
 268         /* Be careful about overflows. */
 269         if (timer < (-1ULL / CLK_TICKS_PER_JIFFY)) {
 270                 timer = jiffies_timer_cc + timer * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 271                 if (timer >= jiffies_timer_cc)
 272                         todval = timer;
 273         }
 274         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (todval));
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Start the HZ tick on the current CPU.
 279  * Only cpu_idle may call this function.
 280  */
 281 static inline void start_hz_timer(void)
 282 {
 283         if (!cpu_isset(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask))
 284                 return;
 285         account_ticks(task_pt_regs(current));
 286         cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
 287 }
 288
 289 static int nohz_idle_notify(struct notifier_block *self,
 290                             unsigned long action, void *hcpu)
 291 {
 292         switch (action) {
 293         case CPU_IDLE:
 294                 stop_hz_timer();
 295                 break;
 296         case CPU_NOT_IDLE:
 297                 start_hz_timer();
 298                 break;
 299         }
 300         return NOTIFY_OK;
 301 }
 302
 303 static struct notifier_block nohz_idle_nb = {
 304         .notifier_call = nohz_idle_notify,
 305 };
 306
 307 void __init nohz_init(void)
 308 {
 309         if (register_idle_notifier(&nohz_idle_nb))
 310                 panic("Couldn't register idle notifier");
 311 }
 312
 313 #endif
 314
 315 /*
 316  * Start the clock comparator on the current CPU.
 317  */
 318 void init_cpu_timer(void)
 319 {
 320         unsigned long cr0;
 321         __u64 timer;
 322
 323         timer = jiffies_timer_cc + jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 324         S390_lowcore.jiffy_timer = timer + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 325         timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY + CPU_DEVIATION;
 326         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (timer));
 327         /* allow clock comparator timer interrupt */
 328         __ctl_store(cr0, 0, 0);
 329         cr0 |= 0x800;
 330         __ctl_load(cr0, 0, 0);
 331 }
 332
 333 extern void vtime_init(void);
 334
 335 /*
 336  * Initialize the TOD clock and the CPU timer of
 337  * the boot cpu.
 338  */
 339 void __init time_init(void)
 340 {
 341         __u64 set_time_cc;
 342         int cc;
 343
 344         /* kick the TOD clock */
 345         asm volatile ("STCK 0(%1)\n\t"
 346                       "IPM  %0\n\t"
 347                       "SRL  %0,28" : "=r" (cc) : "a" (&init_timer_cc)
 348                                    : "memory", "cc");
 349         switch (cc) {
 350         case 0: /* clock in set state: all is fine */
 351                 break;
 352         case 1: /* clock in non-set state: FIXME */
 353                 printk("time_init: TOD clock in non-set state\n");
 354                 break;
 355         case 2: /* clock in error state: FIXME */
 356                 printk("time_init: TOD clock in error state\n");
 357                 break;
 358         case 3: /* clock in stopped or not-operational state: FIXME */
 359                 printk("time_init: TOD clock stopped/non-operational\n");
 360                 break;
 361         }
 362         jiffies_timer_cc = init_timer_cc - jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 363
 364         /* set xtime */
 365         xtime_cc = init_timer_cc + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
 366         set_time_cc = init_timer_cc - 0x8126d60e46000000LL +
 367                 (0x3c26700LL*1000000*4096);
 368         tod_to_timeval(set_time_cc, &xtime);
 369         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 370                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 371
 372         /* request the clock comparator external interrupt */
 373         if (register_early_external_interrupt(0x1004, 0,
 374                                               &ext_int_info_cc) != 0)
 375                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1004");
 376
 377         init_cpu_timer();
 378
 379 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
 380         nohz_init();
 381 #endif
 382
 383 #ifdef CONFIG_VIRT_TIMER
 384         vtime_init();
 385 #endif
 386 }
 387