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/clockchips.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55 #include <linux/delay.h>
  56 #include <linux/irq_work.h>
  57 #include <asm/trace.h>
  58
  59 #include <asm/io.h>
  60 #include <asm/processor.h>
  61 #include <asm/nvram.h>
  62 #include <asm/cache.h>
  63 #include <asm/machdep.h>
  64 #include <asm/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/prom.h>
  67 #include <asm/irq.h>
  68 #include <asm/div64.h>
  69 #include <asm/smp.h>
  70 #include <asm/vdso_datapage.h>
  71 #include <asm/firmware.h>
  72 #include <asm/cputime.h>
  73
  74 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  75
  76 #include <linux/clockchips.h>
  77 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  78
  79 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  80 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  81         .name         = "rtc",
  82         .rating       = 400,
  83         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  84         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  85         .read         = rtc_read,
  86 };
  87
  88 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  89 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  90         .name         = "timebase",
  91         .rating       = 400,
  92         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  93         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  94         .read         = timebase_read,
  95 };
  96
  97 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
  98
  99 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 100                                       struct clock_event_device *dev);
 101 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 102                                  struct clock_event_device *dev);
 103
 104 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 105         .name           = "decrementer",
 106         .rating         = 200,
 107         .irq            = 0,
 108         .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 109         .set_mode       = decrementer_set_mode,
 110         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT | CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 111 };
 112 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 113
 114 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 115 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 116
 117 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 118
 119 #ifdef CONFIG_PPC64
 120 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 121 #else
 122 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 123 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 124 #endif
 125
 126 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 127 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 128 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 129 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 130 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 131
 132 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 133 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 134
 135 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 136 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 137 static u64 boot_tb __read_mostly;
 138
 139 extern struct timezone sys_tz;
 140 static long timezone_offset;
 141
 142 unsigned long ppc_proc_freq;
 143 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 144 unsigned long ppc_tb_freq;
 145 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 146
 147 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 148 /*
 149  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 150  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 151  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 152  */
 153 u64 __cputime_jiffies_factor;
 154 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 155 u64 __cputime_usec_factor;
 156 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 157 u64 __cputime_sec_factor;
 158 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 159 u64 __cputime_clockt_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 161 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 162 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 163
 164 cputime_t cputime_one_jiffy;
 165
 166 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 167
 168 static void calc_cputime_factors(void)
 169 {
 170         struct div_result res;
 171
 172         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 173         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 174         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 175         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 176         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 177         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 178         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 179         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 180 }
 181
 182 /*
 183  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 184  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 185  */
 186 static u64 read_spurr(u64 tb)
 187 {
 188         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 189                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 190         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 191                 return mfspr(SPRN_PURR);
 192         return tb;
 193 }
 194
 195 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 196
 197 /*
 198  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 199  * Should be called with interrupts disabled.
 200  */
 201 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 202 {
 203         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 204         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 205         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 206         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 207         u64 tb_delta;
 208         u64 stolen = 0;
 209         u64 dtb;
 210
 211         if (!dtl)
 212                 return 0;
 213
 214         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 215                 return 0;
 216         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 217                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 218                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 219                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 220                 barrier();
 221                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 222                         /* buffer has overflowed */
 223                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 224                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 225                         continue;
 226                 }
 227                 if (dtb > stop_tb)
 228                         break;
 229                 if (dtl_consumer)
 230                         dtl_consumer(dtl, i);
 231                 stolen += tb_delta;
 232                 ++i;
 233                 ++dtl;
 234                 if (dtl == dtl_end)
 235                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 236         }
 237         local_paca->dtl_ridx = i;
 238         local_paca->dtl_curr = dtl;
 239         return stolen;
 240 }
 241
 242 /*
 243  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 244  * Called on entry from user mode.
 245  */
 246 void accumulate_stolen_time(void)
 247 {
 248         u64 sst, ust;
 249
 250         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 251
 252         /* We are called early in the exception entry, before
 253          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 254          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 255          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 256          * complain
 257          */
 258         local_paca->soft_enabled = 0;
 259
 260         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 261         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 262         local_paca->system_time -= sst;
 263         local_paca->user_time -= ust;
 264         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 265
 266         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 267 }
 268
 269 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 270 {
 271         u64 stolen = 0;
 272
 273         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx)) {
 274                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 275                 get_paca()->system_time -= stolen;
 276         }
 277
 278         stolen += get_paca()->stolen_time;
 279         get_paca()->stolen_time = 0;
 280         return stolen;
 281 }
 282
 283 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 284 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 285 {
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 290
 291 /*
 292  * Account time for a transition between system, hard irq
 293  * or soft irq state.
 294  */
 295 static u64 vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 296                         u64 *sys_scaled, u64 *stolen)
 297 {
 298         u64 now, nowscaled, deltascaled;
 299         u64 udelta, delta, user_scaled;
 300
 301         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 302
 303         now = mftb();
 304         nowscaled = read_spurr(now);
 305         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 306         get_paca()->starttime = now;
 307         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 308         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 309
 310         *stolen = calculate_stolen_time(now);
 311
 312         delta = get_paca()->system_time;
 313         get_paca()->system_time = 0;
 314         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 315         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 316
 317         /*
 318          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 319          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 320          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 321          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 322          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 323          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 324          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 325          * used by account_process_tick.
 326          */
 327         *sys_scaled = delta;
 328         user_scaled = udelta;
 329         if (deltascaled != delta + udelta) {
 330                 if (udelta) {
 331                         *sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 332                         user_scaled = deltascaled - *sys_scaled;
 333                 } else {
 334                         *sys_scaled = deltascaled;
 335                 }
 336         }
 337         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 338
 339         return delta;
 340 }
 341
 342 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 343 {
 344         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 345
 346         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 347         account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 348         if (stolen)
 349                 account_steal_time(stolen);
 350 }
 351 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 352
 353 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 354 {
 355         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 356
 357         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 358         account_idle_time(delta + stolen);
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Transfer the user time accumulated in the paca
 363  * by the exception entry and exit code to the generic
 364  * process user time records.
 365  * Must be called with interrupts disabled.
 366  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 367  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 368  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 369  */
 370 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 371 {
 372         cputime_t utime, utimescaled;
 373
 374         utime = get_paca()->user_time;
 375         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 376         get_paca()->user_time = 0;
 377         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 378         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 379         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 380 }
 381
 382 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 383 #define calc_cputime_factors()
 384 #endif
 385
 386 void __delay(unsigned long loops)
 387 {
 388         unsigned long start;
 389         int diff;
 390
 391         if (__USE_RTC()) {
 392                 start = get_rtcl();
 393                 do {
 394                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 395                         diff = get_rtcl() - start;
 396                         if (diff < 0)
 397                                 diff += 1000000000;
 398                 } while (diff < loops);
 399         } else {
 400                 start = get_tbl();
 401                 while (get_tbl() - start < loops)
 402                         HMT_low();
 403                 HMT_medium();
 404         }
 405 }
 406 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 407
 408 void udelay(unsigned long usecs)
 409 {
 410         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 411 }
 412 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 413
 414 #ifdef CONFIG_SMP
 415 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 416 {
 417         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 418
 419         if (in_lock_functions(pc))
 420                 return regs->link;
 421
 422         return pc;
 423 }
 424 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 425 #endif
 426
 427 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 428
 429 /*
 430  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 431  */
 432 #ifdef CONFIG_PPC64
 433 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 434 {
 435         unsigned long x;
 436
 437         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 438                 : "=r" (x)
 439                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 440         return x;
 441 }
 442
 443 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 444 {
 445         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 446                 "r" (1),
 447                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 448 }
 449
 450 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 451 {
 452         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 453                 "r" (0),
 454                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 455 }
 456
 457 #else /* 32-bit */
 458
 459 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 460
 461 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 462 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 463 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 464
 465 #endif /* 32 vs 64 bit */
 466
 467 void arch_irq_work_raise(void)
 468 {
 469         preempt_disable();
 470         set_irq_work_pending_flag();
 471         set_dec(1);
 472         preempt_enable();
 473 }
 474
 475 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 476
 477 #define test_irq_work_pending() 0
 478 #define clear_irq_work_pending()
 479
 480 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 481
 482 static void __timer_interrupt(void)
 483 {
 484         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 485         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 486         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 487         u64 now;
 488
 489         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 490
 491         if (test_irq_work_pending()) {
 492                 clear_irq_work_pending();
 493                 irq_work_run();
 494         }
 495
 496         now = get_tb_or_rtc();
 497         if (now >= *next_tb) {
 498                 *next_tb = ~(u64)0;
 499                 if (evt->event_handler)
 500                         evt->event_handler(evt);
 501                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 502         } else {
 503                 now = *next_tb - now;
 504                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 505                         set_dec((int)now);
 506                 /* We may have raced with new irq work */
 507                 if (test_irq_work_pending())
 508                         set_dec(1);
 509                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 510         }
 511
 512 #ifdef CONFIG_PPC64
 513         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 514         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 515                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 516                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 517         }
 518 #endif
 519
 520         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 521 }
 522
 523 /*
 524  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 525  * with interrupts disabled.
 526  */
 527 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 528 {
 529         struct pt_regs *old_regs;
 530         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 531
 532         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 533          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 534          */
 535         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 536
 537         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 538          * offline, just ignore these and we also need to set
 539          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 540          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 541          * here infinitely :(
 542          */
 543         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 544                 *next_tb = ~(u64)0;
 545                 return;
 546         }
 547
 548         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 549          * bumped to its maximum value
 550          */
 551         may_hard_irq_enable();
 552
 553
 554 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 555         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 556                 do_IRQ(regs);
 557 #endif
 558
 559         old_regs = set_irq_regs(regs);
 560         irq_enter();
 561
 562         __timer_interrupt();
 563         irq_exit();
 564         set_irq_regs(old_regs);
 565 }
 566
 567 /*
 568  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 569  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 570  * to clear them, as they are edge-triggered.
 571  */
 572 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 573 {
 574 }
 575
 576 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 577 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 578 {
 579         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 580          * with suspending.
 581          */
 582
 583         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 584         local_irq_disable();
 585         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 586 }
 587
 588 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 589 {
 590         local_irq_enable();
 591 }
 592
 593 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 594 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 595 {
 596         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 597                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 598         generic_suspend_disable_irqs();
 599 }
 600
 601 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 602 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 603 {
 604         generic_suspend_enable_irqs();
 605         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 606                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 607 }
 608 #endif
 609
 610 /*
 611  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 612  *
 613  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 614  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 615  * are 64-bit unsigned numbers.
 616  */
 617 unsigned long long sched_clock(void)
 618 {
 619         if (__USE_RTC())
 620                 return get_rtc();
 621         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 622 }
 623
 624 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 625 {
 626         struct device_node *cpu;
 627         const __be32 *fp;
 628         int found = 0;
 629
 630         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 631         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 632
 633         if (cpu) {
 634                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 635                 if (fp) {
 636                         found = 1;
 637                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 638                 }
 639
 640                 of_node_put(cpu);
 641         }
 642
 643         return found;
 644 }
 645
 646 static void start_cpu_decrementer(void)
 647 {
 648 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 649         /* Clear any pending timer interrupts */
 650         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 651
 652         /* Enable decrementer interrupt */
 653         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 654 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 655 }
 656
 657 void __init generic_calibrate_decr(void)
 658 {
 659         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 660
 661         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 662             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 663
 664                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 665                                 "(not found)\n");
 666         }
 667
 668         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 669
 670         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 671             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 672
 673                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 674                                 "(not found)\n");
 675         }
 676 }
 677
 678 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 679 {
 680         struct rtc_time tm;
 681
 682         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 683                 return -ENODEV;
 684
 685         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 686         tm.tm_year -= 1900;
 687         tm.tm_mon -= 1;
 688
 689         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 690 }
 691
 692 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 693 {
 694         struct rtc_time tm;
 695         static int first = 1;
 696
 697         ts->tv_nsec = 0;
 698         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 699         if (first) {
 700                 first = 0;
 701                 if (ppc_md.time_init)
 702                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 703
 704                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 705                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 706                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 707                         return;
 708                 }
 709         }
 710         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 711                 ts->tv_sec = 0;
 712                 return;
 713         }
 714         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 715
 716         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 717                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 718 }
 719
 720 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 721 {
 722         __read_persistent_clock(ts);
 723
 724         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 725         if (ts->tv_sec < 0) {
 726                 ts->tv_sec = 0;
 727                 ts->tv_nsec = 0;
 728         }
 729
 730 }
 731
 732 /* clocksource code */
 733 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 734 {
 735         return (cycle_t)get_rtc();
 736 }
 737
 738 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 739 {
 740         return (cycle_t)get_tb();
 741 }
 742
 743 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 744                          struct clocksource *clock, u32 mult, cycle_t cycle_last)
 745 {
 746         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 747         u32 frac_sec;
 748
 749         if (clock != &clocksource_timebase)
 750                 return;
 751
 752         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 753         ++vdso_data->tb_update_count;
 754         smp_mb();
 755
 756         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 757         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 758         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 759         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 760         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 761
 762         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 763         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 764         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 765
 766         /*
 767          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 768          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 769          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 770          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 771          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 772          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 773          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 774          * We expect the caller to have done the first increment of
 775          * vdso_data->tb_update_count already.
 776          */
 777         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 778         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 779         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 780         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 781         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 782         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 783         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 784         smp_wmb();
 785         ++(vdso_data->tb_update_count);
 786 }
 787
 788 void update_vsyscall_tz(void)
 789 {
 790         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 791         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 792 }
 793
 794 static void __init clocksource_init(void)
 795 {
 796         struct clocksource *clock;
 797
 798         if (__USE_RTC())
 799                 clock = &clocksource_rtc;
 800         else
 801                 clock = &clocksource_timebase;
 802
 803         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 804                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 805                        clock->name);
 806                 return;
 807         }
 808
 809         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 810                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 811 }
 812
 813 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 814                                       struct clock_event_device *dev)
 815 {
 816         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 817         set_dec(evt);
 818
 819         /* We may have raced with new irq work */
 820         if (test_irq_work_pending())
 821                 set_dec(1);
 822
 823         return 0;
 824 }
 825
 826 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 827                                  struct clock_event_device *dev)
 828 {
 829         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 830                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 831 }
 832
 833 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 834 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 835 {
 836         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 837
 838         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 839         __timer_interrupt();
 840 }
 841
 842 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 843 {
 844         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 845
 846         *dec = decrementer_clockevent;
 847         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 848
 849         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 850                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 851
 852         clockevents_register_device(dec);
 853 }
 854
 855 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 856 {
 857         int cpu = smp_processor_id();
 858
 859         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 860
 861         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 862                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 863         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 864                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 865
 866         register_decrementer_clockevent(cpu);
 867 }
 868
 869 void secondary_cpu_time_init(void)
 870 {
 871         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 872          * such as BookE
 873          */
 874         start_cpu_decrementer();
 875
 876         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 877          * call here ! */
 878         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 879 }
 880
 881 /* This function is only called on the boot processor */
 882 void __init time_init(void)
 883 {
 884         struct div_result res;
 885         u64 scale;
 886         unsigned shift;
 887
 888         if (__USE_RTC()) {
 889                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 890                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 891         } else {
 892                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 893                 ppc_md.calibrate_decr();
 894                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 895                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 896                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 897                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 898         }
 899
 900         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 901         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 902         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 903         calc_cputime_factors();
 904         setup_cputime_one_jiffy();
 905
 906         /*
 907          * Compute scale factor for sched_clock.
 908          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 909          * which is the timebase frequency.
 910          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 911          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 912          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 913          * giving us the scale factor and shift count to use in
 914          * sched_clock().
 915          */
 916         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 917         scale = res.result_low;
 918         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 919                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 920                 res.result_high >>= 1;
 921         }
 922         tb_to_ns_scale = scale;
 923         tb_to_ns_shift = shift;
 924         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 925         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 926
 927         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 928         if (timezone_offset) {
 929                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 930                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 931         }
 932
 933         vdso_data->tb_update_count = 0;
 934         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 935
 936         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 937          * such as BookE
 938          */
 939         start_cpu_decrementer();
 940
 941         /* Register the clocksource */
 942         clocksource_init();
 943
 944         init_decrementer_clockevent();
 945         tick_setup_hrtimer_broadcast();
 946 }
 947
 948
 949 #define FEBRUARY        2
 950 #define STARTOFTIME     1970
 951 #define SECDAY          86400L
 952 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 953 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 954                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 955 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 956 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 957
 958 static int month_days[12] = {
 959         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 960 };
 961
 962 /*
 963  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 964  */
 965 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 966 {
 967         int leapsToDate;
 968         int lastYear;
 969         int day;
 970         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 971
 972         lastYear = tm->tm_year - 1;
 973
 974         /*
 975          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 976          */
 977         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
 978
 979         /*
 980          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 981          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 982          *
 983          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
 984          */
 985         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
 986
 987         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 988                    tm->tm_mday;
 989
 990         tm->tm_wday = day % 7;
 991 }
 992 EXPORT_SYMBOL_GPL(GregorianDay);
 993
 994 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 995 {
 996         register int    i;
 997         register long   hms, day;
 998
 999         day = tim / SECDAY;
1000         hms = tim % SECDAY;
1001
1002         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1003         tm->tm_hour = hms / 3600;
1004         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1005         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1006
1007         /* Number of years in days */
1008         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1009                 day -= days_in_year(i);
1010         tm->tm_year = i;
1011
1012         /* Number of months in days left */
1013         if (leapyear(tm->tm_year))
1014                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1015         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1016                 day -= days_in_month(i);
1017         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1018         tm->tm_mon = i;
1019
1020         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1021         tm->tm_mday = day + 1;
1022
1023         /*
1024          * Determine the day of week
1025          */
1026         GregorianDay(tm);
1027 }
1028 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1029
1030 /*
1031  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1032  * result.
1033  */
1034 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1035                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1036 {
1037         unsigned long a, b, c, d;
1038         unsigned long w, x, y, z;
1039         u64 ra, rb, rc;
1040
1041         a = dividend_high >> 32;
1042         b = dividend_high & 0xffffffff;
1043         c = dividend_low >> 32;
1044         d = dividend_low & 0xffffffff;
1045
1046         w = a / divisor;
1047         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1048
1049         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1050         x = ra;
1051
1052         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1053         y = rb;
1054
1055         do_div(rc, divisor);
1056         z = rc;
1057
1058         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1059         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1060
1061 }
1062
1063 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1064 void calibrate_delay(void)
1065 {
1066         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1067          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1068          */
1069         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1070 }
1071
1072 static int __init rtc_init(void)
1073 {
1074         struct platform_device *pdev;
1075
1076         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1077                 return -ENODEV;
1078
1079         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1080
1081         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1082 }
1083
1084 module_init(rtc_init);