Merge tag 'm68k-for-v4.9-tag1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/geert...
[platform/kernel/linux-exynos.git] / arch / parisc / kernel / time.c
1 /*
2  *  linux/arch/parisc/kernel/time.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
5  *  Modifications for ARM (C) 1994, 1995, 1996,1997 Russell King
6  *  Copyright (C) 1999 SuSE GmbH, (Philipp Rumpf, prumpf@tux.org)
7  *
8  * 1994-07-02  Alan Modra
9  *             fixed set_rtc_mmss, fixed time.year for >= 2000, new mktime
10  * 1998-12-20  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
11  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
12  */
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/rtc.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/kernel.h>
18 #include <linux/param.h>
19 #include <linux/string.h>
20 #include <linux/mm.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/time.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/profile.h>
26 #include <linux/clocksource.h>
27 #include <linux/platform_device.h>
28 #include <linux/ftrace.h>
29
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include <asm/io.h>
32 #include <asm/irq.h>
33 #include <asm/page.h>
34 #include <asm/param.h>
35 #include <asm/pdc.h>
36 #include <asm/led.h>
37
38 #include <linux/timex.h>
39
40 static unsigned long clocktick __read_mostly;   /* timer cycles per tick */
41
42 #ifndef CONFIG_64BIT
43 /*
44  * The processor-internal cycle counter (Control Register 16) is used as time
45  * source for the sched_clock() function.  This register is 64bit wide on a
46  * 64-bit kernel and 32bit on a 32-bit kernel. Since sched_clock() always
47  * requires a 64bit counter we emulate on the 32-bit kernel the higher 32bits
48  * with a per-cpu variable which we increase every time the counter
49  * wraps-around (which happens every ~4 secounds).
50  */
51 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cr16_high_32_bits);
52 #endif
53
54 /*
55  * We keep time on PA-RISC Linux by using the Interval Timer which is
56  * a pair of registers; one is read-only and one is write-only; both
57  * accessed through CR16.  The read-only register is 32 or 64 bits wide,
58  * and increments by 1 every CPU clock tick.  The architecture only
59  * guarantees us a rate between 0.5 and 2, but all implementations use a
60  * rate of 1.  The write-only register is 32-bits wide.  When the lowest
61  * 32 bits of the read-only register compare equal to the write-only
62  * register, it raises a maskable external interrupt.  Each processor has
63  * an Interval Timer of its own and they are not synchronised.  
64  *
65  * We want to generate an interrupt every 1/HZ seconds.  So we program
66  * CR16 to interrupt every @clocktick cycles.  The it_value in cpu_data
67  * is programmed with the intended time of the next tick.  We can be
68  * held off for an arbitrarily long period of time by interrupts being
69  * disabled, so we may miss one or more ticks.
70  */
71 irqreturn_t __irq_entry timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
72 {
73         unsigned long now, now2;
74         unsigned long next_tick;
75         unsigned long cycles_elapsed, ticks_elapsed = 1;
76         unsigned long cycles_remainder;
77         unsigned int cpu = smp_processor_id();
78         struct cpuinfo_parisc *cpuinfo = &per_cpu(cpu_data, cpu);
79
80         /* gcc can optimize for "read-only" case with a local clocktick */
81         unsigned long cpt = clocktick;
82
83         profile_tick(CPU_PROFILING);
84
85         /* Initialize next_tick to the expected tick time. */
86         next_tick = cpuinfo->it_value;
87
88         /* Get current cycle counter (Control Register 16). */
89         now = mfctl(16);
90
91         cycles_elapsed = now - next_tick;
92
93         if ((cycles_elapsed >> 6) < cpt) {
94                 /* use "cheap" math (add/subtract) instead
95                  * of the more expensive div/mul method
96                  */
97                 cycles_remainder = cycles_elapsed;
98                 while (cycles_remainder > cpt) {
99                         cycles_remainder -= cpt;
100                         ticks_elapsed++;
101                 }
102         } else {
103                 /* TODO: Reduce this to one fdiv op */
104                 cycles_remainder = cycles_elapsed % cpt;
105                 ticks_elapsed += cycles_elapsed / cpt;
106         }
107
108         /* convert from "division remainder" to "remainder of clock tick" */
109         cycles_remainder = cpt - cycles_remainder;
110
111         /* Determine when (in CR16 cycles) next IT interrupt will fire.
112          * We want IT to fire modulo clocktick even if we miss/skip some.
113          * But those interrupts don't in fact get delivered that regularly.
114          */
115         next_tick = now + cycles_remainder;
116
117         cpuinfo->it_value = next_tick;
118
119         /* Program the IT when to deliver the next interrupt.
120          * Only bottom 32-bits of next_tick are writable in CR16!
121          */
122         mtctl(next_tick, 16);
123
124 #if !defined(CONFIG_64BIT)
125         /* check for overflow on a 32bit kernel (every ~4 seconds). */
126         if (unlikely(next_tick < now))
127                 this_cpu_inc(cr16_high_32_bits);
128 #endif
129
130         /* Skip one clocktick on purpose if we missed next_tick.
131          * The new CR16 must be "later" than current CR16 otherwise
132          * itimer would not fire until CR16 wrapped - e.g 4 seconds
133          * later on a 1Ghz processor. We'll account for the missed
134          * tick on the next timer interrupt.
135          *
136          * "next_tick - now" will always give the difference regardless
137          * if one or the other wrapped. If "now" is "bigger" we'll end up
138          * with a very large unsigned number.
139          */
140         now2 = mfctl(16);
141         if (next_tick - now2 > cpt)
142                 mtctl(next_tick+cpt, 16);
143
144 #if 1
145 /*
146  * GGG: DEBUG code for how many cycles programming CR16 used.
147  */
148         if (unlikely(now2 - now > 0x3000))      /* 12K cycles */
149                 printk (KERN_CRIT "timer_interrupt(CPU %d): SLOW! 0x%lx cycles!"
150                         " cyc %lX rem %lX "
151                         " next/now %lX/%lX\n",
152                         cpu, now2 - now, cycles_elapsed, cycles_remainder,
153                         next_tick, now );
154 #endif
155
156         /* Can we differentiate between "early CR16" (aka Scenario 1) and
157          * "long delay" (aka Scenario 3)? I don't think so.
158          *
159          * Timer_interrupt will be delivered at least a few hundred cycles
160          * after the IT fires. But it's arbitrary how much time passes
161          * before we call it "late". I've picked one second.
162          *
163          * It's important NO printk's are between reading CR16 and
164          * setting up the next value. May introduce huge variance.
165          */
166         if (unlikely(ticks_elapsed > HZ)) {
167                 /* Scenario 3: very long delay?  bad in any case */
168                 printk (KERN_CRIT "timer_interrupt(CPU %d): delayed!"
169                         " cycles %lX rem %lX "
170                         " next/now %lX/%lX\n",
171                         cpu,
172                         cycles_elapsed, cycles_remainder,
173                         next_tick, now );
174         }
175
176         /* Done mucking with unreliable delivery of interrupts.
177          * Go do system house keeping.
178          */
179
180         if (!--cpuinfo->prof_counter) {
181                 cpuinfo->prof_counter = cpuinfo->prof_multiplier;
182                 update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
183         }
184
185         if (cpu == 0)
186                 xtime_update(ticks_elapsed);
187
188         return IRQ_HANDLED;
189 }
190
191
192 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
193 {
194         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
195
196         if (regs->gr[0] & PSW_N)
197                 pc -= 4;
198
199 #ifdef CONFIG_SMP
200         if (in_lock_functions(pc))
201                 pc = regs->gr[2];
202 #endif
203
204         return pc;
205 }
206 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
207
208
209 /* clock source code */
210
211 static cycle_t read_cr16(struct clocksource *cs)
212 {
213         return get_cycles();
214 }
215
216 static struct clocksource clocksource_cr16 = {
217         .name                   = "cr16",
218         .rating                 = 300,
219         .read                   = read_cr16,
220         .mask                   = CLOCKSOURCE_MASK(BITS_PER_LONG),
221         .flags                  = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
222 };
223
224 void __init start_cpu_itimer(void)
225 {
226         unsigned int cpu = smp_processor_id();
227         unsigned long next_tick = mfctl(16) + clocktick;
228
229 #if defined(CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK) && defined(CONFIG_64BIT)
230         /* With multiple 64bit CPUs online, the cr16's are not syncronized. */
231         if (cpu != 0)
232                 clear_sched_clock_stable();
233 #endif
234
235         mtctl(next_tick, 16);           /* kick off Interval Timer (CR16) */
236
237         per_cpu(cpu_data, cpu).it_value = next_tick;
238 }
239
240 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
241 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
242 {
243         struct pdc_tod tod_data;
244
245         memset(tm, 0, sizeof(*tm));
246         if (pdc_tod_read(&tod_data) < 0)
247                 return -EOPNOTSUPP;
248
249         /* we treat tod_sec as unsigned, so this can work until year 2106 */
250         rtc_time64_to_tm(tod_data.tod_sec, tm);
251         return rtc_valid_tm(tm);
252 }
253
254 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
255 {
256         time64_t secs = rtc_tm_to_time64(tm);
257
258         if (pdc_tod_set(secs, 0) < 0)
259                 return -EOPNOTSUPP;
260
261         return 0;
262 }
263
264 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
265         .read_time = rtc_generic_get_time,
266         .set_time = rtc_generic_set_time,
267 };
268
269 static int __init rtc_init(void)
270 {
271         struct platform_device *pdev;
272
273         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
274                                              &rtc_generic_ops,
275                                              sizeof(rtc_generic_ops));
276
277         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
278 }
279 device_initcall(rtc_init);
280 #endif
281
282 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
283 {
284         static struct pdc_tod tod_data;
285         if (pdc_tod_read(&tod_data) == 0) {
286                 ts->tv_sec = tod_data.tod_sec;
287                 ts->tv_nsec = tod_data.tod_usec * 1000;
288         } else {
289                 printk(KERN_ERR "Error reading tod clock\n");
290                 ts->tv_sec = 0;
291                 ts->tv_nsec = 0;
292         }
293 }
294
295
296 /*
297  * sched_clock() framework
298  */
299
300 static u32 cyc2ns_mul __read_mostly;
301 static u32 cyc2ns_shift __read_mostly;
302
303 u64 sched_clock(void)
304 {
305         u64 now;
306
307         /* Get current cycle counter (Control Register 16). */
308 #ifdef CONFIG_64BIT
309         now = mfctl(16);
310 #else
311         now = mfctl(16) + (((u64) this_cpu_read(cr16_high_32_bits)) << 32);
312 #endif
313
314         /* return the value in ns (cycles_2_ns) */
315         return mul_u64_u32_shr(now, cyc2ns_mul, cyc2ns_shift);
316 }
317
318
319 /*
320  * timer interrupt and sched_clock() initialization
321  */
322
323 void __init time_init(void)
324 {
325         unsigned long current_cr16_khz;
326
327         current_cr16_khz = PAGE0->mem_10msec/10;  /* kHz */
328         clocktick = (100 * PAGE0->mem_10msec) / HZ;
329
330         /* calculate mult/shift values for cr16 */
331         clocks_calc_mult_shift(&cyc2ns_mul, &cyc2ns_shift, current_cr16_khz,
332                                 NSEC_PER_MSEC, 0);
333
334         start_cpu_itimer();     /* get CPU 0 started */
335
336         /* register at clocksource framework */
337         clocksource_register_khz(&clocksource_cr16, current_cr16_khz);
338 }