arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time.
  21  * - for astronomical applications: add a new function to get
  22  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  23  * a new timestamp format and a good name.
  24  *
  25  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  26  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  27  *
  28  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  29  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  30  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  31  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/export.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/param.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/mm.h>
  41 #include <linux/interrupt.h>
  42 #include <linux/timex.h>
  43 #include <linux/kernel_stat.h>
  44 #include <linux/time.h>
  45 #include <linux/init.h>
  46 #include <linux/profile.h>
  47 #include <linux/cpu.h>
  48 #include <linux/security.h>
  49 #include <linux/percpu.h>
  50 #include <linux/rtc.h>
  51 #include <linux/jiffies.h>
  52 #include <linux/posix-timers.h>
  53 #include <linux/irq.h>
  54 #include <linux/delay.h>
  55 #include <linux/irq_work.h>
  56 #include <asm/trace.h>
  57
  58 #include <asm/io.h>
  59 #include <asm/processor.h>
  60 #include <asm/nvram.h>
  61 #include <asm/cache.h>
  62 #include <asm/machdep.h>
  63 #include <asm/uaccess.h>
  64 #include <asm/time.h>
  65 #include <asm/prom.h>
  66 #include <asm/irq.h>
  67 #include <asm/div64.h>
  68 #include <asm/smp.h>
  69 #include <asm/vdso_datapage.h>
  70 #include <asm/firmware.h>
  71 #include <asm/cputime.h>
  72
  73 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  74
  75 #include <linux/clockchips.h>
  76 #include <linux/clocksource.h>
  77
  78 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  79 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  80         .name         = "rtc",
  81         .rating       = 400,
  82         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  83         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  84         .read         = rtc_read,
  85 };
  86
  87 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  88 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  89         .name         = "timebase",
  90         .rating       = 400,
  91         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  92         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  93         .read         = timebase_read,
  94 };
  95
  96 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
  97
  98 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  99                                       struct clock_event_device *dev);
 100 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 101                                  struct clock_event_device *dev);
 102
 103 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 104         .name           = "decrementer",
 105         .rating         = 200,
 106         .irq            = 0,
 107         .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 108         .set_mode       = decrementer_set_mode,
 109         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 110 };
 111 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 112
 113 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 114 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 115
 116 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 117
 118 #ifdef CONFIG_PPC64
 119 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 120 #else
 121 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 122 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 123 #endif
 124
 125 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 126 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 127 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 128 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 129 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 130
 131 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 133
 134 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 135 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 136 static u64 boot_tb __read_mostly;
 137
 138 extern struct timezone sys_tz;
 139 static long timezone_offset;
 140
 141 unsigned long ppc_proc_freq;
 142 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 143 unsigned long ppc_tb_freq;
 144 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 145
 146 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 147 /*
 148  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 149  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 150  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 151  */
 152 u64 __cputime_jiffies_factor;
 153 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 154 u64 __cputime_usec_factor;
 155 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 156 u64 __cputime_sec_factor;
 157 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 158 u64 __cputime_clockt_factor;
 159 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 160 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 161 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 162
 163 cputime_t cputime_one_jiffy;
 164
 165 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 166
 167 static void calc_cputime_factors(void)
 168 {
 169         struct div_result res;
 170
 171         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 172         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 173         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 174         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 175         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 176         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 177         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 178         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 183  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 184  */
 185 static u64 read_spurr(u64 tb)
 186 {
 187         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 188                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 189         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 190                 return mfspr(SPRN_PURR);
 191         return tb;
 192 }
 193
 194 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 195
 196 /*
 197  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 198  * Should be called with interrupts disabled.
 199  */
 200 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 201 {
 202         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 203         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 204         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 205         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 206         u64 tb_delta;
 207         u64 stolen = 0;
 208         u64 dtb;
 209
 210         if (!dtl)
 211                 return 0;
 212
 213         if (i == vpa->dtl_idx)
 214                 return 0;
 215         while (i < vpa->dtl_idx) {
 216                 if (dtl_consumer)
 217                         dtl_consumer(dtl, i);
 218                 dtb = dtl->timebase;
 219                 tb_delta = dtl->enqueue_to_dispatch_time +
 220                         dtl->ready_to_enqueue_time;
 221                 barrier();
 222                 if (i + N_DISPATCH_LOG < vpa->dtl_idx) {
 223                         /* buffer has overflowed */
 224                         i = vpa->dtl_idx - N_DISPATCH_LOG;
 225                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 226                         continue;
 227                 }
 228                 if (dtb > stop_tb)
 229                         break;
 230                 stolen += tb_delta;
 231                 ++i;
 232                 ++dtl;
 233                 if (dtl == dtl_end)
 234                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 235         }
 236         local_paca->dtl_ridx = i;
 237         local_paca->dtl_curr = dtl;
 238         return stolen;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 243  * Called on entry from user mode.
 244  */
 245 void accumulate_stolen_time(void)
 246 {
 247         u64 sst, ust;
 248
 249         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 250
 251         /* We are called early in the exception entry, before
 252          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 253          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 254          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 255          * complain
 256          */
 257         local_paca->soft_enabled = 0;
 258
 259         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 260         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 261         local_paca->system_time -= sst;
 262         local_paca->user_time -= ust;
 263         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 264
 265         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 266 }
 267
 268 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 269 {
 270         u64 stolen = 0;
 271
 272         if (get_paca()->dtl_ridx != get_paca()->lppaca_ptr->dtl_idx) {
 273                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 274                 get_paca()->system_time -= stolen;
 275         }
 276
 277         stolen += get_paca()->stolen_time;
 278         get_paca()->stolen_time = 0;
 279         return stolen;
 280 }
 281
 282 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 283 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 284 {
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 289
 290 /*
 291  * Account time for a transition between system, hard irq
 292  * or soft irq state.
 293  */
 294 static u64 vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 295                         u64 *sys_scaled, u64 *stolen)
 296 {
 297         u64 now, nowscaled, deltascaled;
 298         u64 udelta, delta, user_scaled;
 299
 300         now = mftb();
 301         nowscaled = read_spurr(now);
 302         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 303         get_paca()->starttime = now;
 304         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 305         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 306
 307         *stolen = calculate_stolen_time(now);
 308
 309         delta = get_paca()->system_time;
 310         get_paca()->system_time = 0;
 311         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 312         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 313
 314         /*
 315          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 316          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 317          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 318          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 319          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 320          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 321          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 322          * used by account_process_tick.
 323          */
 324         *sys_scaled = delta;
 325         user_scaled = udelta;
 326         if (deltascaled != delta + udelta) {
 327                 if (udelta) {
 328                         *sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 329                         user_scaled = deltascaled - *sys_scaled;
 330                 } else {
 331                         *sys_scaled = deltascaled;
 332                 }
 333         }
 334         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 335
 336         return delta;
 337 }
 338
 339 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 340 {
 341         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 342
 343         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 344         account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 345         if (stolen)
 346                 account_steal_time(stolen);
 347 }
 348
 349 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 350 {
 351         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 352
 353         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 354         account_idle_time(delta + stolen);
 355 }
 356
 357 /*
 358  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 359  * by the exception entry and exit code to the generic process
 360  * user and system time records.
 361  * Must be called with interrupts disabled.
 362  * Assumes that vtime_account() has been called recently
 363  * (i.e. since the last entry from usermode) so that
 364  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 365  */
 366 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 367 {
 368         cputime_t utime, utimescaled;
 369
 370         utime = get_paca()->user_time;
 371         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 372         get_paca()->user_time = 0;
 373         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 374         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 375         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 376 }
 377
 378 void vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 379 {
 380         vtime_account(prev);
 381         account_process_tick(prev, 0);
 382 }
 383
 384 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 385 #define calc_cputime_factors()
 386 #endif
 387
 388 void __delay(unsigned long loops)
 389 {
 390         unsigned long start;
 391         int diff;
 392
 393         if (__USE_RTC()) {
 394                 start = get_rtcl();
 395                 do {
 396                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 397                         diff = get_rtcl() - start;
 398                         if (diff < 0)
 399                                 diff += 1000000000;
 400                 } while (diff < loops);
 401         } else {
 402                 start = get_tbl();
 403                 while (get_tbl() - start < loops)
 404                         HMT_low();
 405                 HMT_medium();
 406         }
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 409
 410 void udelay(unsigned long usecs)
 411 {
 412         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 415
 416 #ifdef CONFIG_SMP
 417 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 418 {
 419         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 420
 421         if (in_lock_functions(pc))
 422                 return regs->link;
 423
 424         return pc;
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 427 #endif
 428
 429 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 430
 431 /*
 432  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 433  */
 434 #ifdef CONFIG_PPC64
 435 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 436 {
 437         unsigned long x;
 438
 439         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 440                 : "=r" (x)
 441                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 442         return x;
 443 }
 444
 445 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 446 {
 447         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 448                 "r" (1),
 449                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 450 }
 451
 452 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 453 {
 454         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 455                 "r" (0),
 456                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 457 }
 458
 459 #else /* 32-bit */
 460
 461 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 462
 463 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 464 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 465 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 466
 467 #endif /* 32 vs 64 bit */
 468
 469 void arch_irq_work_raise(void)
 470 {
 471         preempt_disable();
 472         set_irq_work_pending_flag();
 473         set_dec(1);
 474         preempt_enable();
 475 }
 476
 477 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 478
 479 #define test_irq_work_pending() 0
 480 #define clear_irq_work_pending()
 481
 482 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 483
 484 /*
 485  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 486  * with interrupts disabled.
 487  */
 488 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 489 {
 490         struct pt_regs *old_regs;
 491         u64 *next_tb = &__get_cpu_var(decrementers_next_tb);
 492         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(decrementers);
 493         u64 now;
 494
 495         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 496          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 497          */
 498         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 499
 500         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 501          * offline, just ignore these
 502          */
 503         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
 504                 return;
 505
 506         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 507          * bumped to its maximum value
 508          */
 509         may_hard_irq_enable();
 510
 511         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 512
 513         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 514
 515 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 516         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 517                 do_IRQ(regs);
 518 #endif
 519
 520         old_regs = set_irq_regs(regs);
 521         irq_enter();
 522
 523         if (test_irq_work_pending()) {
 524                 clear_irq_work_pending();
 525                 irq_work_run();
 526         }
 527
 528         now = get_tb_or_rtc();
 529         if (now >= *next_tb) {
 530                 *next_tb = ~(u64)0;
 531                 if (evt->event_handler)
 532                         evt->event_handler(evt);
 533         } else {
 534                 now = *next_tb - now;
 535                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 536                         set_dec((int)now);
 537         }
 538
 539 #ifdef CONFIG_PPC64
 540         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 541         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 542                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 543                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 544         }
 545 #endif
 546
 547         irq_exit();
 548         set_irq_regs(old_regs);
 549
 550         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 551 }
 552
 553 /*
 554  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 555  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 556  * to clear them, as they are edge-triggered.
 557  */
 558 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 559 {
 560 }
 561
 562 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 563 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 564 {
 565         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 566          * with suspending.
 567          */
 568
 569         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 570         local_irq_disable();
 571         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 572 }
 573
 574 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 575 {
 576         local_irq_enable();
 577 }
 578
 579 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 580 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 581 {
 582         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 583                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 584         generic_suspend_disable_irqs();
 585 }
 586
 587 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 588 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 589 {
 590         generic_suspend_enable_irqs();
 591         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 592                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 593 }
 594 #endif
 595
 596 /*
 597  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 598  *
 599  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 600  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 601  * are 64-bit unsigned numbers.
 602  */
 603 unsigned long long sched_clock(void)
 604 {
 605         if (__USE_RTC())
 606                 return get_rtc();
 607         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 608 }
 609
 610 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 611 {
 612         struct device_node *cpu;
 613         const unsigned int *fp;
 614         int found = 0;
 615
 616         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 617         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 618
 619         if (cpu) {
 620                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 621                 if (fp) {
 622                         found = 1;
 623                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 624                 }
 625
 626                 of_node_put(cpu);
 627         }
 628
 629         return found;
 630 }
 631
 632 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 633 void start_cpu_decrementer(void)
 634 {
 635 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 636         /* Clear any pending timer interrupts */
 637         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 638
 639         /* Enable decrementer interrupt */
 640         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 641 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 642 }
 643
 644 void __init generic_calibrate_decr(void)
 645 {
 646         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 647
 648         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 649             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 650
 651                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 652                                 "(not found)\n");
 653         }
 654
 655         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 656
 657         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 658             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 659
 660                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 661                                 "(not found)\n");
 662         }
 663 }
 664
 665 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 666 {
 667         struct rtc_time tm;
 668
 669         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 670                 return 0;
 671
 672         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 673         tm.tm_year -= 1900;
 674         tm.tm_mon -= 1;
 675
 676         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 677 }
 678
 679 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 680 {
 681         struct rtc_time tm;
 682         static int first = 1;
 683
 684         ts->tv_nsec = 0;
 685         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 686         if (first) {
 687                 first = 0;
 688                 if (ppc_md.time_init)
 689                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 690
 691                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 692                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 693                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 694                         return;
 695                 }
 696         }
 697         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 698                 ts->tv_sec = 0;
 699                 return;
 700         }
 701         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 702
 703         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 704                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 705 }
 706
 707 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 708 {
 709         __read_persistent_clock(ts);
 710
 711         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 712         if (ts->tv_sec < 0) {
 713                 ts->tv_sec = 0;
 714                 ts->tv_nsec = 0;
 715         }
 716
 717 }
 718
 719 /* clocksource code */
 720 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 721 {
 722         return (cycle_t)get_rtc();
 723 }
 724
 725 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 726 {
 727         return (cycle_t)get_tb();
 728 }
 729
 730 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 731                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 732 {
 733         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 734         u32 frac_sec;
 735
 736         if (clock != &clocksource_timebase)
 737                 return;
 738
 739         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 740         ++vdso_data->tb_update_count;
 741         smp_mb();
 742
 743         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 744         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 745         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 746         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 747         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 748
 749         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 750         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 751         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 752
 753         /*
 754          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 755          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 756          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 757          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 758          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 759          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 760          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 761          * We expect the caller to have done the first increment of
 762          * vdso_data->tb_update_count already.
 763          */
 764         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 765         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 766         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 767         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 768         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 769         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 770         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 771         smp_wmb();
 772         ++(vdso_data->tb_update_count);
 773 }
 774
 775 void update_vsyscall_tz(void)
 776 {
 777         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 778         ++vdso_data->tb_update_count;
 779         smp_mb();
 780         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 781         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 782         smp_mb();
 783         ++vdso_data->tb_update_count;
 784 }
 785
 786 static void __init clocksource_init(void)
 787 {
 788         struct clocksource *clock;
 789
 790         if (__USE_RTC())
 791                 clock = &clocksource_rtc;
 792         else
 793                 clock = &clocksource_timebase;
 794
 795         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 796                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 797                        clock->name);
 798                 return;
 799         }
 800
 801         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 802                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 803 }
 804
 805 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 806                                       struct clock_event_device *dev)
 807 {
 808         __get_cpu_var(decrementers_next_tb) = get_tb_or_rtc() + evt;
 809         set_dec(evt);
 810         return 0;
 811 }
 812
 813 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 814                                  struct clock_event_device *dev)
 815 {
 816         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 817                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 818 }
 819
 820 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 821 {
 822         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 823
 824         *dec = decrementer_clockevent;
 825         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 826
 827         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 828                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 829
 830         clockevents_register_device(dec);
 831 }
 832
 833 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 834 {
 835         int cpu = smp_processor_id();
 836
 837         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 838
 839         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 840                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 841         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 842                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 843
 844         register_decrementer_clockevent(cpu);
 845 }
 846
 847 void secondary_cpu_time_init(void)
 848 {
 849         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 850          * such as BookE
 851          */
 852         start_cpu_decrementer();
 853
 854         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 855          * call here ! */
 856         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 857 }
 858
 859 /* This function is only called on the boot processor */
 860 void __init time_init(void)
 861 {
 862         struct div_result res;
 863         u64 scale;
 864         unsigned shift;
 865
 866         if (__USE_RTC()) {
 867                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 868                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 869         } else {
 870                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 871                 ppc_md.calibrate_decr();
 872                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 873                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 874                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 875                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 876         }
 877
 878         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 879         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 880         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 881         calc_cputime_factors();
 882         setup_cputime_one_jiffy();
 883
 884         /*
 885          * Compute scale factor for sched_clock.
 886          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 887          * which is the timebase frequency.
 888          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 889          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 890          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 891          * giving us the scale factor and shift count to use in
 892          * sched_clock().
 893          */
 894         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 895         scale = res.result_low;
 896         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 897                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 898                 res.result_high >>= 1;
 899         }
 900         tb_to_ns_scale = scale;
 901         tb_to_ns_shift = shift;
 902         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 903         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 904
 905         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 906         if (timezone_offset) {
 907                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 908                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 909         }
 910
 911         vdso_data->tb_update_count = 0;
 912         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 913
 914         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 915          * such as BookE
 916          */
 917         start_cpu_decrementer();
 918
 919         /* Register the clocksource */
 920         clocksource_init();
 921
 922         init_decrementer_clockevent();
 923 }
 924
 925
 926 #define FEBRUARY        2
 927 #define STARTOFTIME     1970
 928 #define SECDAY          86400L
 929 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 930 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 931                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 932 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 933 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 934
 935 static int month_days[12] = {
 936         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 937 };
 938
 939 /*
 940  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 941  */
 942 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 943 {
 944         int leapsToDate;
 945         int lastYear;
 946         int day;
 947         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 948
 949         lastYear = tm->tm_year - 1;
 950
 951         /*
 952          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 953          */
 954         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
 955
 956         /*
 957          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 958          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 959          *
 960          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
 961          */
 962         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
 963
 964         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 965                    tm->tm_mday;
 966
 967         tm->tm_wday = day % 7;
 968 }
 969
 970 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 971 {
 972         register int    i;
 973         register long   hms, day;
 974
 975         day = tim / SECDAY;
 976         hms = tim % SECDAY;
 977
 978         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 979         tm->tm_hour = hms / 3600;
 980         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 981         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 982
 983         /* Number of years in days */
 984         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 985                 day -= days_in_year(i);
 986         tm->tm_year = i;
 987
 988         /* Number of months in days left */
 989         if (leapyear(tm->tm_year))
 990                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 991         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 992                 day -= days_in_month(i);
 993         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 994         tm->tm_mon = i;
 995
 996         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 997         tm->tm_mday = day + 1;
 998
 999         /*
1000          * Determine the day of week
1001          */
1002         GregorianDay(tm);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1007  * result.
1008  */
1009 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1010                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1011 {
1012         unsigned long a, b, c, d;
1013         unsigned long w, x, y, z;
1014         u64 ra, rb, rc;
1015
1016         a = dividend_high >> 32;
1017         b = dividend_high & 0xffffffff;
1018         c = dividend_low >> 32;
1019         d = dividend_low & 0xffffffff;
1020
1021         w = a / divisor;
1022         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1023
1024         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1025         x = ra;
1026
1027         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1028         y = rb;
1029
1030         do_div(rc, divisor);
1031         z = rc;
1032
1033         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1034         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1035
1036 }
1037
1038 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1039 void calibrate_delay(void)
1040 {
1041         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1042          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1043          */
1044         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1045 }
1046
1047 static int __init rtc_init(void)
1048 {
1049         struct platform_device *pdev;
1050
1051         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1052                 return -ENODEV;
1053
1054         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1055         if (IS_ERR(pdev))
1056                 return PTR_ERR(pdev);
1057
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 module_init(rtc_init);