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