arch/x86/kernel/hpet.c

   1 #include <linux/clocksource.h>
   2 #include <linux/clockchips.h>
   3 #include <linux/interrupt.h>
   4 #include <linux/sysdev.h>
   5 #include <linux/delay.h>
   6 #include <linux/errno.h>
   7 #include <linux/slab.h>
   8 #include <linux/hpet.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/cpu.h>
  11 #include <linux/pm.h>
  12 #include <linux/io.h>
  13
  14 #include <asm/fixmap.h>
  15 #include <asm/i8253.h>
  16 #include <asm/hpet.h>
  17
  18 #define HPET_MASK                       CLOCKSOURCE_MASK(32)
  19
  20 /* FSEC = 10^-15
  21    NSEC = 10^-9 */
  22 #define FSEC_PER_NSEC                   1000000L
  23
  24 #define HPET_DEV_USED_BIT               2
  25 #define HPET_DEV_USED                   (1 << HPET_DEV_USED_BIT)
  26 #define HPET_DEV_VALID                  0x8
  27 #define HPET_DEV_FSB_CAP                0x1000
  28 #define HPET_DEV_PERI_CAP               0x2000
  29
  30 #define HPET_MIN_CYCLES                 128
  31 #define HPET_MIN_PROG_DELTA             (HPET_MIN_CYCLES + (HPET_MIN_CYCLES >> 1))
  32
  33 #define EVT_TO_HPET_DEV(evt) container_of(evt, struct hpet_dev, evt)
  34
  35 /*
  36  * HPET address is set in acpi/boot.c, when an ACPI entry exists
  37  */
  38 unsigned long                           hpet_address;
  39 u8                                      hpet_blockid; /* OS timer block num */
  40 u8                                      hpet_msi_disable;
  41
  42 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
  43 static unsigned long                    hpet_num_timers;
  44 #endif
  45 static void __iomem                     *hpet_virt_address;
  46
  47 struct hpet_dev {
  48         struct clock_event_device       evt;
  49         unsigned int                    num;
  50         int                             cpu;
  51         unsigned int                    irq;
  52         unsigned int                    flags;
  53         char                            name[10];
  54 };
  55
  56 inline unsigned int hpet_readl(unsigned int a)
  57 {
  58         return readl(hpet_virt_address + a);
  59 }
  60
  61 static inline void hpet_writel(unsigned int d, unsigned int a)
  62 {
  63         writel(d, hpet_virt_address + a);
  64 }
  65
  66 #ifdef CONFIG_X86_64
  67 #include <asm/pgtable.h>
  68 #endif
  69
  70 static inline void hpet_set_mapping(void)
  71 {
  72         hpet_virt_address = ioremap_nocache(hpet_address, HPET_MMAP_SIZE);
  73 #ifdef CONFIG_X86_64
  74         __set_fixmap(VSYSCALL_HPET, hpet_address, PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE);
  75 #endif
  76 }
  77
  78 static inline void hpet_clear_mapping(void)
  79 {
  80         iounmap(hpet_virt_address);
  81         hpet_virt_address = NULL;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * HPET command line enable / disable
  86  */
  87 static int boot_hpet_disable;
  88 int hpet_force_user;
  89 static int hpet_verbose;
  90
  91 static int __init hpet_setup(char *str)
  92 {
  93         if (str) {
  94                 if (!strncmp("disable", str, 7))
  95                         boot_hpet_disable = 1;
  96                 if (!strncmp("force", str, 5))
  97                         hpet_force_user = 1;
  98                 if (!strncmp("verbose", str, 7))
  99                         hpet_verbose = 1;
 100         }
 101         return 1;
 102 }
 103 __setup("hpet=", hpet_setup);
 104
 105 static int __init disable_hpet(char *str)
 106 {
 107         boot_hpet_disable = 1;
 108         return 1;
 109 }
 110 __setup("nohpet", disable_hpet);
 111
 112 static inline int is_hpet_capable(void)
 113 {
 114         return !boot_hpet_disable && hpet_address;
 115 }
 116
 117 /*
 118  * HPET timer interrupt enable / disable
 119  */
 120 static int hpet_legacy_int_enabled;
 121
 122 /**
 123  * is_hpet_enabled - check whether the hpet timer interrupt is enabled
 124  */
 125 int is_hpet_enabled(void)
 126 {
 127         return is_hpet_capable() && hpet_legacy_int_enabled;
 128 }
 129 EXPORT_SYMBOL_GPL(is_hpet_enabled);
 130
 131 static void _hpet_print_config(const char *function, int line)
 132 {
 133         u32 i, timers, l, h;
 134         printk(KERN_INFO "hpet: %s(%d):\n", function, line);
 135         l = hpet_readl(HPET_ID);
 136         h = hpet_readl(HPET_PERIOD);
 137         timers = ((l & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT) + 1;
 138         printk(KERN_INFO "hpet: ID: 0x%x, PERIOD: 0x%x\n", l, h);
 139         l = hpet_readl(HPET_CFG);
 140         h = hpet_readl(HPET_STATUS);
 141         printk(KERN_INFO "hpet: CFG: 0x%x, STATUS: 0x%x\n", l, h);
 142         l = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 143         h = hpet_readl(HPET_COUNTER+4);
 144         printk(KERN_INFO "hpet: COUNTER_l: 0x%x, COUNTER_h: 0x%x\n", l, h);
 145
 146         for (i = 0; i < timers; i++) {
 147                 l = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i));
 148                 h = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i)+4);
 149                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d: CFG_l: 0x%x, CFG_h: 0x%x\n",
 150                        i, l, h);
 151                 l = hpet_readl(HPET_Tn_CMP(i));
 152                 h = hpet_readl(HPET_Tn_CMP(i)+4);
 153                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d: CMP_l: 0x%x, CMP_h: 0x%x\n",
 154                        i, l, h);
 155                 l = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(i));
 156                 h = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(i)+4);
 157                 printk(KERN_INFO "hpet: T%d ROUTE_l: 0x%x, ROUTE_h: 0x%x\n",
 158                        i, l, h);
 159         }
 160 }
 161
 162 #define hpet_print_config()                                     \
 163 do {                                                            \
 164         if (hpet_verbose)                                       \
 165                 _hpet_print_config(__FUNCTION__, __LINE__);     \
 166 } while (0)
 167
 168 /*
 169  * When the hpet driver (/dev/hpet) is enabled, we need to reserve
 170  * timer 0 and timer 1 in case of RTC emulation.
 171  */
 172 #ifdef CONFIG_HPET
 173
 174 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd);
 175
 176 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned int id)
 177 {
 178         struct hpet __iomem *hpet = hpet_virt_address;
 179         struct hpet_timer __iomem *timer = &hpet->hpet_timers[2];
 180         unsigned int nrtimers, i;
 181         struct hpet_data hd;
 182
 183         nrtimers = ((id & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT) + 1;
 184
 185         memset(&hd, 0, sizeof(hd));
 186         hd.hd_phys_address      = hpet_address;
 187         hd.hd_address           = hpet;
 188         hd.hd_nirqs             = nrtimers;
 189         hpet_reserve_timer(&hd, 0);
 190
 191 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 192         hpet_reserve_timer(&hd, 1);
 193 #endif
 194
 195         /*
 196          * NOTE that hd_irq[] reflects IOAPIC input pins (LEGACY_8254
 197          * is wrong for i8259!) not the output IRQ.  Many BIOS writers
 198          * don't bother configuring *any* comparator interrupts.
 199          */
 200         hd.hd_irq[0] = HPET_LEGACY_8254;
 201         hd.hd_irq[1] = HPET_LEGACY_RTC;
 202
 203         for (i = 2; i < nrtimers; timer++, i++) {
 204                 hd.hd_irq[i] = (readl(&timer->hpet_config) &
 205                         Tn_INT_ROUTE_CNF_MASK) >> Tn_INT_ROUTE_CNF_SHIFT;
 206         }
 207
 208         hpet_reserve_msi_timers(&hd);
 209
 210         hpet_alloc(&hd);
 211
 212 }
 213 #else
 214 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned int id) { }
 215 #endif
 216
 217 /*
 218  * Common hpet info
 219  */
 220 static unsigned long hpet_period;
 221
 222 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 223                           struct clock_event_device *evt);
 224 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
 225                            struct clock_event_device *evt);
 226
 227 /*
 228  * The hpet clock event device
 229  */
 230 static struct clock_event_device hpet_clockevent = {
 231         .name           = "hpet",
 232         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC | CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 233         .set_mode       = hpet_legacy_set_mode,
 234         .set_next_event = hpet_legacy_next_event,
 235         .shift          = 32,
 236         .irq            = 0,
 237         .rating         = 50,
 238 };
 239
 240 static void hpet_stop_counter(void)
 241 {
 242         unsigned long cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 243         cfg &= ~HPET_CFG_ENABLE;
 244         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 245 }
 246
 247 static void hpet_reset_counter(void)
 248 {
 249         hpet_writel(0, HPET_COUNTER);
 250         hpet_writel(0, HPET_COUNTER + 4);
 251 }
 252
 253 static void hpet_start_counter(void)
 254 {
 255         unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 256         cfg |= HPET_CFG_ENABLE;
 257         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 258 }
 259
 260 static void hpet_restart_counter(void)
 261 {
 262         hpet_stop_counter();
 263         hpet_reset_counter();
 264         hpet_start_counter();
 265 }
 266
 267 static void hpet_resume_device(void)
 268 {
 269         force_hpet_resume();
 270 }
 271
 272 static void hpet_resume_counter(struct clocksource *cs)
 273 {
 274         hpet_resume_device();
 275         hpet_restart_counter();
 276 }
 277
 278 static void hpet_enable_legacy_int(void)
 279 {
 280         unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 281
 282         cfg |= HPET_CFG_LEGACY;
 283         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 284         hpet_legacy_int_enabled = 1;
 285 }
 286
 287 static void hpet_legacy_clockevent_register(void)
 288 {
 289         /* Start HPET legacy interrupts */
 290         hpet_enable_legacy_int();
 291
 292         /*
 293          * The mult factor is defined as (include/linux/clockchips.h)
 294          *  mult/2^shift = cyc/ns (in contrast to ns/cyc in clocksource.h)
 295          * hpet_period is in units of femtoseconds (per cycle), so
 296          *  mult/2^shift = cyc/ns = 10^6/hpet_period
 297          *  mult = (10^6 * 2^shift)/hpet_period
 298          *  mult = (FSEC_PER_NSEC << hpet_clockevent.shift)/hpet_period
 299          */
 300         hpet_clockevent.mult = div_sc((unsigned long) FSEC_PER_NSEC,
 301                                       hpet_period, hpet_clockevent.shift);
 302         /* Calculate the min / max delta */
 303         hpet_clockevent.max_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF,
 304                                                            &hpet_clockevent);
 305         /* Setup minimum reprogramming delta. */
 306         hpet_clockevent.min_delta_ns = clockevent_delta2ns(HPET_MIN_PROG_DELTA,
 307                                                            &hpet_clockevent);
 308
 309         /*
 310          * Start hpet with the boot cpu mask and make it
 311          * global after the IO_APIC has been initialized.
 312          */
 313         hpet_clockevent.cpumask = cpumask_of(smp_processor_id());
 314         clockevents_register_device(&hpet_clockevent);
 315         global_clock_event = &hpet_clockevent;
 316         printk(KERN_DEBUG "hpet clockevent registered\n");
 317 }
 318
 319 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq);
 320
 321 static void hpet_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 322                           struct clock_event_device *evt, int timer)
 323 {
 324         unsigned int cfg, cmp, now;
 325         uint64_t delta;
 326
 327         switch (mode) {
 328         case CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC:
 329                 hpet_stop_counter();
 330                 delta = ((uint64_t)(NSEC_PER_SEC/HZ)) * evt->mult;
 331                 delta >>= evt->shift;
 332                 now = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 333                 cmp = now + (unsigned int) delta;
 334                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 335                 /* Make sure we use edge triggered interrupts */
 336                 cfg &= ~HPET_TN_LEVEL;
 337                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_PERIODIC |
 338                        HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
 339                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 340                 hpet_writel(cmp, HPET_Tn_CMP(timer));
 341                 udelay(1);
 342                 /*
 343                  * HPET on AMD 81xx needs a second write (with HPET_TN_SETVAL
 344                  * cleared) to T0_CMP to set the period. The HPET_TN_SETVAL
 345                  * bit is automatically cleared after the first write.
 346                  * (See AMD-8111 HyperTransport I/O Hub Data Sheet,
 347                  * Publication # 24674)
 348                  */
 349                 hpet_writel((unsigned int) delta, HPET_Tn_CMP(timer));
 350                 hpet_start_counter();
 351                 hpet_print_config();
 352                 break;
 353
 354         case CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT:
 355                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 356                 cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
 357                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
 358                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 359                 break;
 360
 361         case CLOCK_EVT_MODE_UNUSED:
 362         case CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN:
 363                 cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(timer));
 364                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
 365                 hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(timer));
 366                 break;
 367
 368         case CLOCK_EVT_MODE_RESUME:
 369                 if (timer == 0) {
 370                         hpet_enable_legacy_int();
 371                 } else {
 372                         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 373                         hpet_setup_msi_irq(hdev->irq);
 374                         disable_irq(hdev->irq);
 375                         irq_set_affinity(hdev->irq, cpumask_of(hdev->cpu));
 376                         enable_irq(hdev->irq);
 377                 }
 378                 hpet_print_config();
 379                 break;
 380         }
 381 }
 382
 383 static int hpet_next_event(unsigned long delta,
 384                            struct clock_event_device *evt, int timer)
 385 {
 386         u32 cnt;
 387         s32 res;
 388
 389         cnt = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 390         cnt += (u32) delta;
 391         hpet_writel(cnt, HPET_Tn_CMP(timer));
 392
 393         /*
 394          * HPETs are a complete disaster. The compare register is
 395          * based on a equal comparison and neither provides a less
 396          * than or equal functionality (which would require to take
 397          * the wraparound into account) nor a simple count down event
 398          * mode. Further the write to the comparator register is
 399          * delayed internally up to two HPET clock cycles in certain
 400          * chipsets (ATI, ICH9,10). Some newer AMD chipsets have even
 401          * longer delays. We worked around that by reading back the
 402          * compare register, but that required another workaround for
 403          * ICH9,10 chips where the first readout after write can
 404          * return the old stale value. We already had a minimum
 405          * programming delta of 5us enforced, but a NMI or SMI hitting
 406          * between the counter readout and the comparator write can
 407          * move us behind that point easily. Now instead of reading
 408          * the compare register back several times, we make the ETIME
 409          * decision based on the following: Return ETIME if the
 410          * counter value after the write is less than HPET_MIN_CYCLES
 411          * away from the event or if the counter is already ahead of
 412          * the event. The minimum programming delta for the generic
 413          * clockevents code is set to 1.5 * HPET_MIN_CYCLES.
 414          */
 415         res = (s32)(cnt - hpet_readl(HPET_COUNTER));
 416
 417         return res < HPET_MIN_CYCLES ? -ETIME : 0;
 418 }
 419
 420 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 421                         struct clock_event_device *evt)
 422 {
 423         hpet_set_mode(mode, evt, 0);
 424 }
 425
 426 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
 427                         struct clock_event_device *evt)
 428 {
 429         return hpet_next_event(delta, evt, 0);
 430 }
 431
 432 /*
 433  * HPET MSI Support
 434  */
 435 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 436
 437 static DEFINE_PER_CPU(struct hpet_dev *, cpu_hpet_dev);
 438 static struct hpet_dev  *hpet_devs;
 439
 440 void hpet_msi_unmask(struct irq_data *data)
 441 {
 442         struct hpet_dev *hdev = data->handler_data;
 443         unsigned int cfg;
 444
 445         /* unmask it */
 446         cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 447         cfg |= HPET_TN_FSB;
 448         hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 449 }
 450
 451 void hpet_msi_mask(struct irq_data *data)
 452 {
 453         struct hpet_dev *hdev = data->handler_data;
 454         unsigned int cfg;
 455
 456         /* mask it */
 457         cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 458         cfg &= ~HPET_TN_FSB;
 459         hpet_writel(cfg, HPET_Tn_CFG(hdev->num));
 460 }
 461
 462 void hpet_msi_write(struct hpet_dev *hdev, struct msi_msg *msg)
 463 {
 464         hpet_writel(msg->data, HPET_Tn_ROUTE(hdev->num));
 465         hpet_writel(msg->address_lo, HPET_Tn_ROUTE(hdev->num) + 4);
 466 }
 467
 468 void hpet_msi_read(struct hpet_dev *hdev, struct msi_msg *msg)
 469 {
 470         msg->data = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(hdev->num));
 471         msg->address_lo = hpet_readl(HPET_Tn_ROUTE(hdev->num) + 4);
 472         msg->address_hi = 0;
 473 }
 474
 475 static void hpet_msi_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 476                                 struct clock_event_device *evt)
 477 {
 478         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 479         hpet_set_mode(mode, evt, hdev->num);
 480 }
 481
 482 static int hpet_msi_next_event(unsigned long delta,
 483                                 struct clock_event_device *evt)
 484 {
 485         struct hpet_dev *hdev = EVT_TO_HPET_DEV(evt);
 486         return hpet_next_event(delta, evt, hdev->num);
 487 }
 488
 489 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq)
 490 {
 491         if (arch_setup_hpet_msi(irq, hpet_blockid)) {
 492                 destroy_irq(irq);
 493                 return -EINVAL;
 494         }
 495         return 0;
 496 }
 497
 498 static int hpet_assign_irq(struct hpet_dev *dev)
 499 {
 500         unsigned int irq;
 501
 502         irq = create_irq_nr(0, -1);
 503         if (!irq)
 504                 return -EINVAL;
 505
 506         set_irq_data(irq, dev);
 507
 508         if (hpet_setup_msi_irq(irq))
 509                 return -EINVAL;
 510
 511         dev->irq = irq;
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 static irqreturn_t hpet_interrupt_handler(int irq, void *data)
 516 {
 517         struct hpet_dev *dev = (struct hpet_dev *)data;
 518         struct clock_event_device *hevt = &dev->evt;
 519
 520         if (!hevt->event_handler) {
 521                 printk(KERN_INFO "Spurious HPET timer interrupt on HPET timer %d\n",
 522                                 dev->num);
 523                 return IRQ_HANDLED;
 524         }
 525
 526         hevt->event_handler(hevt);
 527         return IRQ_HANDLED;
 528 }
 529
 530 static int hpet_setup_irq(struct hpet_dev *dev)
 531 {
 532
 533         if (request_irq(dev->irq, hpet_interrupt_handler,
 534                         IRQF_TIMER | IRQF_DISABLED | IRQF_NOBALANCING,
 535                         dev->name, dev))
 536                 return -1;
 537
 538         disable_irq(dev->irq);
 539         irq_set_affinity(dev->irq, cpumask_of(dev->cpu));
 540         enable_irq(dev->irq);
 541
 542         printk(KERN_DEBUG "hpet: %s irq %d for MSI\n",
 543                          dev->name, dev->irq);
 544
 545         return 0;
 546 }
 547
 548 /* This should be called in specific @cpu */
 549 static void init_one_hpet_msi_clockevent(struct hpet_dev *hdev, int cpu)
 550 {
 551         struct clock_event_device *evt = &hdev->evt;
 552         uint64_t hpet_freq;
 553
 554         WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
 555         if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 556                 return;
 557
 558         if (hpet_setup_msi_irq(hdev->irq))
 559                 return;
 560
 561         hdev->cpu = cpu;
 562         per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu) = hdev;
 563         evt->name = hdev->name;
 564         hpet_setup_irq(hdev);
 565         evt->irq = hdev->irq;
 566
 567         evt->rating = 110;
 568         evt->features = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT;
 569         if (hdev->flags & HPET_DEV_PERI_CAP)
 570                 evt->features |= CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC;
 571
 572         evt->set_mode = hpet_msi_set_mode;
 573         evt->set_next_event = hpet_msi_next_event;
 574         evt->shift = 32;
 575
 576         /*
 577          * The period is a femto seconds value. We need to calculate the
 578          * scaled math multiplication factor for nanosecond to hpet tick
 579          * conversion.
 580          */
 581         hpet_freq = FSEC_PER_SEC;
 582         do_div(hpet_freq, hpet_period);
 583         evt->mult = div_sc((unsigned long) hpet_freq,
 584                                       NSEC_PER_SEC, evt->shift);
 585         /* Calculate the max delta */
 586         evt->max_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF, evt);
 587         /* 5 usec minimum reprogramming delta. */
 588         evt->min_delta_ns = 5000;
 589
 590         evt->cpumask = cpumask_of(hdev->cpu);
 591         clockevents_register_device(evt);
 592 }
 593
 594 #ifdef CONFIG_HPET
 595 /* Reserve at least one timer for userspace (/dev/hpet) */
 596 #define RESERVE_TIMERS 1
 597 #else
 598 #define RESERVE_TIMERS 0
 599 #endif
 600
 601 static void hpet_msi_capability_lookup(unsigned int start_timer)
 602 {
 603         unsigned int id;
 604         unsigned int num_timers;
 605         unsigned int num_timers_used = 0;
 606         int i;
 607
 608         if (hpet_msi_disable)
 609                 return;
 610
 611         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARAT))
 612                 return;
 613         id = hpet_readl(HPET_ID);
 614
 615         num_timers = ((id & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT);
 616         num_timers++; /* Value read out starts from 0 */
 617         hpet_print_config();
 618
 619         hpet_devs = kzalloc(sizeof(struct hpet_dev) * num_timers, GFP_KERNEL);
 620         if (!hpet_devs)
 621                 return;
 622
 623         hpet_num_timers = num_timers;
 624
 625         for (i = start_timer; i < num_timers - RESERVE_TIMERS; i++) {
 626                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[num_timers_used];
 627                 unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_Tn_CFG(i));
 628
 629                 /* Only consider HPET timer with MSI support */
 630                 if (!(cfg & HPET_TN_FSB_CAP))
 631                         continue;
 632
 633                 hdev->flags = 0;
 634                 if (cfg & HPET_TN_PERIODIC_CAP)
 635                         hdev->flags |= HPET_DEV_PERI_CAP;
 636                 hdev->num = i;
 637
 638                 sprintf(hdev->name, "hpet%d", i);
 639                 if (hpet_assign_irq(hdev))
 640                         continue;
 641
 642                 hdev->flags |= HPET_DEV_FSB_CAP;
 643                 hdev->flags |= HPET_DEV_VALID;
 644                 num_timers_used++;
 645                 if (num_timers_used == num_possible_cpus())
 646                         break;
 647         }
 648
 649         printk(KERN_INFO "HPET: %d timers in total, %d timers will be used for per-cpu timer\n",
 650                 num_timers, num_timers_used);
 651 }
 652
 653 #ifdef CONFIG_HPET
 654 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd)
 655 {
 656         int i;
 657
 658         if (!hpet_devs)
 659                 return;
 660
 661         for (i = 0; i < hpet_num_timers; i++) {
 662                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[i];
 663
 664                 if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 665                         continue;
 666
 667                 hd->hd_irq[hdev->num] = hdev->irq;
 668                 hpet_reserve_timer(hd, hdev->num);
 669         }
 670 }
 671 #endif
 672
 673 static struct hpet_dev *hpet_get_unused_timer(void)
 674 {
 675         int i;
 676
 677         if (!hpet_devs)
 678                 return NULL;
 679
 680         for (i = 0; i < hpet_num_timers; i++) {
 681                 struct hpet_dev *hdev = &hpet_devs[i];
 682
 683                 if (!(hdev->flags & HPET_DEV_VALID))
 684                         continue;
 685                 if (test_and_set_bit(HPET_DEV_USED_BIT,
 686                         (unsigned long *)&hdev->flags))
 687                         continue;
 688                 return hdev;
 689         }
 690         return NULL;
 691 }
 692
 693 struct hpet_work_struct {
 694         struct delayed_work work;
 695         struct completion complete;
 696 };
 697
 698 static void hpet_work(struct work_struct *w)
 699 {
 700         struct hpet_dev *hdev;
 701         int cpu = smp_processor_id();
 702         struct hpet_work_struct *hpet_work;
 703
 704         hpet_work = container_of(w, struct hpet_work_struct, work.work);
 705
 706         hdev = hpet_get_unused_timer();
 707         if (hdev)
 708                 init_one_hpet_msi_clockevent(hdev, cpu);
 709
 710         complete(&hpet_work->complete);
 711 }
 712
 713 static int hpet_cpuhp_notify(struct notifier_block *n,
 714                 unsigned long action, void *hcpu)
 715 {
 716         unsigned long cpu = (unsigned long)hcpu;
 717         struct hpet_work_struct work;
 718         struct hpet_dev *hdev = per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu);
 719
 720         switch (action & 0xf) {
 721         case CPU_ONLINE:
 722                 INIT_DELAYED_WORK_ONSTACK(&work.work, hpet_work);
 723                 init_completion(&work.complete);
 724                 /* FIXME: add schedule_work_on() */
 725                 schedule_delayed_work_on(cpu, &work.work, 0);
 726                 wait_for_completion(&work.complete);
 727                 destroy_timer_on_stack(&work.work.timer);
 728                 break;
 729         case CPU_DEAD:
 730                 if (hdev) {
 731                         free_irq(hdev->irq, hdev);
 732                         hdev->flags &= ~HPET_DEV_USED;
 733                         per_cpu(cpu_hpet_dev, cpu) = NULL;
 734                 }
 735                 break;
 736         }
 737         return NOTIFY_OK;
 738 }
 739 #else
 740
 741 static int hpet_setup_msi_irq(unsigned int irq)
 742 {
 743         return 0;
 744 }
 745 static void hpet_msi_capability_lookup(unsigned int start_timer)
 746 {
 747         return;
 748 }
 749
 750 #ifdef CONFIG_HPET
 751 static void hpet_reserve_msi_timers(struct hpet_data *hd)
 752 {
 753         return;
 754 }
 755 #endif
 756
 757 static int hpet_cpuhp_notify(struct notifier_block *n,
 758                 unsigned long action, void *hcpu)
 759 {
 760         return NOTIFY_OK;
 761 }
 762
 763 #endif
 764
 765 /*
 766  * Clock source related code
 767  */
 768 static cycle_t read_hpet(struct clocksource *cs)
 769 {
 770         return (cycle_t)hpet_readl(HPET_COUNTER);
 771 }
 772
 773 #ifdef CONFIG_X86_64
 774 static cycle_t __vsyscall_fn vread_hpet(void)
 775 {
 776         return readl((const void __iomem *)fix_to_virt(VSYSCALL_HPET) + 0xf0);
 777 }
 778 #endif
 779
 780 static struct clocksource clocksource_hpet = {
 781         .name           = "hpet",
 782         .rating         = 250,
 783         .read           = read_hpet,
 784         .mask           = HPET_MASK,
 785         .flags          = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
 786         .resume         = hpet_resume_counter,
 787 #ifdef CONFIG_X86_64
 788         .vread          = vread_hpet,
 789 #endif
 790 };
 791
 792 static int hpet_clocksource_register(void)
 793 {
 794         u64 start, now;
 795         u64 hpet_freq;
 796         cycle_t t1;
 797
 798         /* Start the counter */
 799         hpet_restart_counter();
 800
 801         /* Verify whether hpet counter works */
 802         t1 = hpet_readl(HPET_COUNTER);
 803         rdtscll(start);
 804
 805         /*
 806          * We don't know the TSC frequency yet, but waiting for
 807          * 200000 TSC cycles is safe:
 808          * 4 GHz == 50us
 809          * 1 GHz == 200us
 810          */
 811         do {
 812                 rep_nop();
 813                 rdtscll(now);
 814         } while ((now - start) < 200000UL);
 815
 816         if (t1 == hpet_readl(HPET_COUNTER)) {
 817                 printk(KERN_WARNING
 818                        "HPET counter not counting. HPET disabled\n");
 819                 return -ENODEV;
 820         }
 821
 822         /*
 823          * The definition of mult is (include/linux/clocksource.h)
 824          * mult/2^shift = ns/cyc and hpet_period is in units of fsec/cyc
 825          * so we first need to convert hpet_period to ns/cyc units:
 826          *  mult/2^shift = ns/cyc = hpet_period/10^6
 827          *  mult = (hpet_period * 2^shift)/10^6
 828          *  mult = (hpet_period << shift)/FSEC_PER_NSEC
 829          */
 830
 831         /* Need to convert hpet_period (fsec/cyc) to cyc/sec:
 832          *
 833          * cyc/sec = FSEC_PER_SEC/hpet_period(fsec/cyc)
 834          * cyc/sec = (FSEC_PER_NSEC * NSEC_PER_SEC)/hpet_period
 835          */
 836         hpet_freq = FSEC_PER_SEC;
 837         do_div(hpet_freq, hpet_period);
 838         clocksource_register_hz(&clocksource_hpet, (u32)hpet_freq);
 839
 840         return 0;
 841 }
 842
 843 /**
 844  * hpet_enable - Try to setup the HPET timer. Returns 1 on success.
 845  */
 846 int __init hpet_enable(void)
 847 {
 848         unsigned int id;
 849         int i;
 850
 851         if (!is_hpet_capable())
 852                 return 0;
 853
 854         hpet_set_mapping();
 855
 856         /*
 857          * Read the period and check for a sane value:
 858          */
 859         hpet_period = hpet_readl(HPET_PERIOD);
 860
 861         /*
 862          * AMD SB700 based systems with spread spectrum enabled use a
 863          * SMM based HPET emulation to provide proper frequency
 864          * setting. The SMM code is initialized with the first HPET
 865          * register access and takes some time to complete. During
 866          * this time the config register reads 0xffffffff. We check
 867          * for max. 1000 loops whether the config register reads a non
 868          * 0xffffffff value to make sure that HPET is up and running
 869          * before we go further. A counting loop is safe, as the HPET
 870          * access takes thousands of CPU cycles. On non SB700 based
 871          * machines this check is only done once and has no side
 872          * effects.
 873          */
 874         for (i = 0; hpet_readl(HPET_CFG) == 0xFFFFFFFF; i++) {
 875                 if (i == 1000) {
 876                         printk(KERN_WARNING
 877                                "HPET config register value = 0xFFFFFFFF. "
 878                                "Disabling HPET\n");
 879                         goto out_nohpet;
 880                 }
 881         }
 882
 883         if (hpet_period < HPET_MIN_PERIOD || hpet_period > HPET_MAX_PERIOD)
 884                 goto out_nohpet;
 885
 886         /*
 887          * Read the HPET ID register to retrieve the IRQ routing
 888          * information and the number of channels
 889          */
 890         id = hpet_readl(HPET_ID);
 891         hpet_print_config();
 892
 893 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 894         /*
 895          * The legacy routing mode needs at least two channels, tick timer
 896          * and the rtc emulation channel.
 897          */
 898         if (!(id & HPET_ID_NUMBER))
 899                 goto out_nohpet;
 900 #endif
 901
 902         if (hpet_clocksource_register())
 903                 goto out_nohpet;
 904
 905         if (id & HPET_ID_LEGSUP) {
 906                 hpet_legacy_clockevent_register();
 907                 return 1;
 908         }
 909         return 0;
 910
 911 out_nohpet:
 912         hpet_clear_mapping();
 913         hpet_address = 0;
 914         return 0;
 915 }
 916
 917 /*
 918  * Needs to be late, as the reserve_timer code calls kalloc !
 919  *
 920  * Not a problem on i386 as hpet_enable is called from late_time_init,
 921  * but on x86_64 it is necessary !
 922  */
 923 static __init int hpet_late_init(void)
 924 {
 925         int cpu;
 926
 927         if (boot_hpet_disable)
 928                 return -ENODEV;
 929
 930         if (!hpet_address) {
 931                 if (!force_hpet_address)
 932                         return -ENODEV;
 933
 934                 hpet_address = force_hpet_address;
 935                 hpet_enable();
 936         }
 937
 938         if (!hpet_virt_address)
 939                 return -ENODEV;
 940
 941         if (hpet_readl(HPET_ID) & HPET_ID_LEGSUP)
 942                 hpet_msi_capability_lookup(2);
 943         else
 944                 hpet_msi_capability_lookup(0);
 945
 946         hpet_reserve_platform_timers(hpet_readl(HPET_ID));
 947         hpet_print_config();
 948
 949         if (hpet_msi_disable)
 950                 return 0;
 951
 952         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARAT))
 953                 return 0;
 954
 955         for_each_online_cpu(cpu) {
 956                 hpet_cpuhp_notify(NULL, CPU_ONLINE, (void *)(long)cpu);
 957         }
 958
 959         /* This notifier should be called after workqueue is ready */
 960         hotcpu_notifier(hpet_cpuhp_notify, -20);
 961
 962         return 0;
 963 }
 964 fs_initcall(hpet_late_init);
 965
 966 void hpet_disable(void)
 967 {
 968         if (is_hpet_capable() && hpet_virt_address) {
 969                 unsigned int cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
 970
 971                 if (hpet_legacy_int_enabled) {
 972                         cfg &= ~HPET_CFG_LEGACY;
 973                         hpet_legacy_int_enabled = 0;
 974                 }
 975                 cfg &= ~HPET_CFG_ENABLE;
 976                 hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
 977         }
 978 }
 979
 980 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
 981
 982 /* HPET in LegacyReplacement Mode eats up RTC interrupt line. When, HPET
 983  * is enabled, we support RTC interrupt functionality in software.
 984  * RTC has 3 kinds of interrupts:
 985  * 1) Update Interrupt - generate an interrupt, every sec, when RTC clock
 986  *    is updated
 987  * 2) Alarm Interrupt - generate an interrupt at a specific time of day
 988  * 3) Periodic Interrupt - generate periodic interrupt, with frequencies
 989  *    2Hz-8192Hz (2Hz-64Hz for non-root user) (all freqs in powers of 2)
 990  * (1) and (2) above are implemented using polling at a frequency of
 991  * 64 Hz. The exact frequency is a tradeoff between accuracy and interrupt
 992  * overhead. (DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
 993  * For (3), we use interrupts at 64Hz or user specified periodic
 994  * frequency, whichever is higher.
 995  */
 996 #include <linux/mc146818rtc.h>
 997 #include <linux/rtc.h>
 998 #include <asm/rtc.h>
 999
1000 #define DEFAULT_RTC_INT_FREQ    64
1001 #define DEFAULT_RTC_SHIFT       6
1002 #define RTC_NUM_INTS            1
1003
1004 static unsigned long hpet_rtc_flags;
1005 static int hpet_prev_update_sec;
1006 static struct rtc_time hpet_alarm_time;
1007 static unsigned long hpet_pie_count;
1008 static u32 hpet_t1_cmp;
1009 static u32 hpet_default_delta;
1010 static u32 hpet_pie_delta;
1011 static unsigned long hpet_pie_limit;
1012
1013 static rtc_irq_handler irq_handler;
1014
1015 /*
1016  * Check that the hpet counter c1 is ahead of the c2
1017  */
1018 static inline int hpet_cnt_ahead(u32 c1, u32 c2)
1019 {
1020         return (s32)(c2 - c1) < 0;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Registers a IRQ handler.
1025  */
1026 int hpet_register_irq_handler(rtc_irq_handler handler)
1027 {
1028         if (!is_hpet_enabled())
1029                 return -ENODEV;
1030         if (irq_handler)
1031                 return -EBUSY;
1032
1033         irq_handler = handler;
1034
1035         return 0;
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_register_irq_handler);
1038
1039 /*
1040  * Deregisters the IRQ handler registered with hpet_register_irq_handler()
1041  * and does cleanup.
1042  */
1043 void hpet_unregister_irq_handler(rtc_irq_handler handler)
1044 {
1045         if (!is_hpet_enabled())
1046                 return;
1047
1048         irq_handler = NULL;
1049         hpet_rtc_flags = 0;
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_unregister_irq_handler);
1052
1053 /*
1054  * Timer 1 for RTC emulation. We use one shot mode, as periodic mode
1055  * is not supported by all HPET implementations for timer 1.
1056  *
1057  * hpet_rtc_timer_init() is called when the rtc is initialized.
1058  */
1059 int hpet_rtc_timer_init(void)
1060 {
1061         unsigned int cfg, cnt, delta;
1062         unsigned long flags;
1063
1064         if (!is_hpet_enabled())
1065                 return 0;
1066
1067         if (!hpet_default_delta) {
1068                 uint64_t clc;
1069
1070                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
1071                 clc >>= hpet_clockevent.shift + DEFAULT_RTC_SHIFT;
1072                 hpet_default_delta = clc;
1073         }
1074
1075         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
1076                 delta = hpet_default_delta;
1077         else
1078                 delta = hpet_pie_delta;
1079
1080         local_irq_save(flags);
1081
1082         cnt = delta + hpet_readl(HPET_COUNTER);
1083         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1084         hpet_t1_cmp = cnt;
1085
1086         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1087         cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
1088         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
1089         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1090
1091         local_irq_restore(flags);
1092
1093         return 1;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_timer_init);
1096
1097 /*
1098  * The functions below are called from rtc driver.
1099  * Return 0 if HPET is not being used.
1100  * Otherwise do the necessary changes and return 1.
1101  */
1102 int hpet_mask_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1103 {
1104         if (!is_hpet_enabled())
1105                 return 0;
1106
1107         hpet_rtc_flags &= ~bit_mask;
1108         return 1;
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_mask_rtc_irq_bit);
1111
1112 int hpet_set_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1113 {
1114         unsigned long oldbits = hpet_rtc_flags;
1115
1116         if (!is_hpet_enabled())
1117                 return 0;
1118
1119         hpet_rtc_flags |= bit_mask;
1120
1121         if ((bit_mask & RTC_UIE) && !(oldbits & RTC_UIE))
1122                 hpet_prev_update_sec = -1;
1123
1124         if (!oldbits)
1125                 hpet_rtc_timer_init();
1126
1127         return 1;
1128 }
1129 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_rtc_irq_bit);
1130
1131 int hpet_set_alarm_time(unsigned char hrs, unsigned char min,
1132                         unsigned char sec)
1133 {
1134         if (!is_hpet_enabled())
1135                 return 0;
1136
1137         hpet_alarm_time.tm_hour = hrs;
1138         hpet_alarm_time.tm_min = min;
1139         hpet_alarm_time.tm_sec = sec;
1140
1141         return 1;
1142 }
1143 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_alarm_time);
1144
1145 int hpet_set_periodic_freq(unsigned long freq)
1146 {
1147         uint64_t clc;
1148
1149         if (!is_hpet_enabled())
1150                 return 0;
1151
1152         if (freq <= DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
1153                 hpet_pie_limit = DEFAULT_RTC_INT_FREQ / freq;
1154         else {
1155                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
1156                 do_div(clc, freq);
1157                 clc >>= hpet_clockevent.shift;
1158                 hpet_pie_delta = clc;
1159                 hpet_pie_limit = 0;
1160         }
1161         return 1;
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_set_periodic_freq);
1164
1165 int hpet_rtc_dropped_irq(void)
1166 {
1167         return is_hpet_enabled();
1168 }
1169 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_dropped_irq);
1170
1171 static void hpet_rtc_timer_reinit(void)
1172 {
1173         unsigned int cfg, delta;
1174         int lost_ints = -1;
1175
1176         if (unlikely(!hpet_rtc_flags)) {
1177                 cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1178                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
1179                 hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1180                 return;
1181         }
1182
1183         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
1184                 delta = hpet_default_delta;
1185         else
1186                 delta = hpet_pie_delta;
1187
1188         /*
1189          * Increment the comparator value until we are ahead of the
1190          * current count.
1191          */
1192         do {
1193                 hpet_t1_cmp += delta;
1194                 hpet_writel(hpet_t1_cmp, HPET_T1_CMP);
1195                 lost_ints++;
1196         } while (!hpet_cnt_ahead(hpet_t1_cmp, hpet_readl(HPET_COUNTER)));
1197
1198         if (lost_ints) {
1199                 if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE)
1200                         hpet_pie_count += lost_ints;
1201                 if (printk_ratelimit())
1202                         printk(KERN_WARNING "hpet1: lost %d rtc interrupts\n",
1203                                 lost_ints);
1204         }
1205 }
1206
1207 irqreturn_t hpet_rtc_interrupt(int irq, void *dev_id)
1208 {
1209         struct rtc_time curr_time;
1210         unsigned long rtc_int_flag = 0;
1211
1212         hpet_rtc_timer_reinit();
1213         memset(&curr_time, 0, sizeof(struct rtc_time));
1214
1215         if (hpet_rtc_flags & (RTC_UIE | RTC_AIE))
1216                 get_rtc_time(&curr_time);
1217
1218         if (hpet_rtc_flags & RTC_UIE &&
1219             curr_time.tm_sec != hpet_prev_update_sec) {
1220                 if (hpet_prev_update_sec >= 0)
1221                         rtc_int_flag = RTC_UF;
1222                 hpet_prev_update_sec = curr_time.tm_sec;
1223         }
1224
1225         if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE &&
1226             ++hpet_pie_count >= hpet_pie_limit) {
1227                 rtc_int_flag |= RTC_PF;
1228                 hpet_pie_count = 0;
1229         }
1230
1231         if (hpet_rtc_flags & RTC_AIE &&
1232             (curr_time.tm_sec == hpet_alarm_time.tm_sec) &&
1233             (curr_time.tm_min == hpet_alarm_time.tm_min) &&
1234             (curr_time.tm_hour == hpet_alarm_time.tm_hour))
1235                         rtc_int_flag |= RTC_AF;
1236
1237         if (rtc_int_flag) {
1238                 rtc_int_flag |= (RTC_IRQF | (RTC_NUM_INTS << 8));
1239                 if (irq_handler)
1240                         irq_handler(rtc_int_flag, dev_id);
1241         }
1242         return IRQ_HANDLED;
1243 }
1244 EXPORT_SYMBOL_GPL(hpet_rtc_interrupt);
1245 #endif