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. (for iSeries, we calibrate the timebase
  21  * against the Titan chip's clock.)
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  *
  29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  33  */
  34
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/export.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.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 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  74 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  75 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  76 #endif
  77
  78 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  79
  80 #include <linux/clockchips.h>
  81 #include <linux/clocksource.h>
  82
  83 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  84 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  85         .name         = "rtc",
  86         .rating       = 400,
  87         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  88         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  89         .read         = rtc_read,
  90 };
  91
  92 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  93 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  94         .name         = "timebase",
  95         .rating       = 400,
  96         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  97         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  98         .read         = timebase_read,
  99 };
 100
 101 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 102
 103 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 104                                       struct clock_event_device *dev);
 105 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 106                                  struct clock_event_device *dev);
 107
 108 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 109        .name           = "decrementer",
 110        .rating         = 200,
 111        .irq            = 0,
 112        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 113        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 114        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 115 };
 116
 117 struct decrementer_clock {
 118         struct clock_event_device event;
 119         u64 next_tb;
 120 };
 121
 122 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 123
 124 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 125 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 126 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 127
 128 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 129 static void __init clocksource_init(void);
 130 #endif
 131
 132 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 133
 134 #ifdef CONFIG_PPC64
 135 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 136 #else
 137 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 138 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 139 #endif
 140
 141 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 142 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 143 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 144 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 145 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 146
 147 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 148 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 149
 150 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 151 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 152 static u64 boot_tb __read_mostly;
 153
 154 extern struct timezone sys_tz;
 155 static long timezone_offset;
 156
 157 unsigned long ppc_proc_freq;
 158 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 159 unsigned long ppc_tb_freq;
 160 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 161
 162 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 163 /*
 164  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 165  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 166  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 167  */
 168 u64 __cputime_jiffies_factor;
 169 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 170 u64 __cputime_msec_factor;
 171 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 172 u64 __cputime_sec_factor;
 173 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 174 u64 __cputime_clockt_factor;
 175 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 176 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 177 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 178
 179 cputime_t cputime_one_jiffy;
 180
 181 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 182
 183 static void calc_cputime_factors(void)
 184 {
 185         struct div_result res;
 186
 187         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 188         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 189         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 190         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 191         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 192         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 193         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 194         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 199  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 200  */
 201 static u64 read_spurr(u64 tb)
 202 {
 203         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 204                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 205         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 206                 return mfspr(SPRN_PURR);
 207         return tb;
 208 }
 209
 210 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 211
 212 /*
 213  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 214  * Should be called with interrupts disabled.
 215  */
 216 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 217 {
 218         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 219         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 220         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 221         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 222         u64 tb_delta;
 223         u64 stolen = 0;
 224         u64 dtb;
 225
 226         if (!dtl)
 227                 return 0;
 228
 229         if (i == vpa->dtl_idx)
 230                 return 0;
 231         while (i < vpa->dtl_idx) {
 232                 if (dtl_consumer)
 233                         dtl_consumer(dtl, i);
 234                 dtb = dtl->timebase;
 235                 tb_delta = dtl->enqueue_to_dispatch_time +
 236                         dtl->ready_to_enqueue_time;
 237                 barrier();
 238                 if (i + N_DISPATCH_LOG < vpa->dtl_idx) {
 239                         /* buffer has overflowed */
 240                         i = vpa->dtl_idx - N_DISPATCH_LOG;
 241                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 242                         continue;
 243                 }
 244                 if (dtb > stop_tb)
 245                         break;
 246                 stolen += tb_delta;
 247                 ++i;
 248                 ++dtl;
 249                 if (dtl == dtl_end)
 250                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 251         }
 252         local_paca->dtl_ridx = i;
 253         local_paca->dtl_curr = dtl;
 254         return stolen;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 259  * Called on entry from user mode.
 260  */
 261 void accumulate_stolen_time(void)
 262 {
 263         u64 sst, ust;
 264
 265         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 266         u8 save_hard_enabled = local_paca->hard_enabled;
 267
 268         /* We are called early in the exception entry, before
 269          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 270          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 271          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 272          * complain
 273          */
 274         local_paca->soft_enabled = 0;
 275         local_paca->hard_enabled = 0;
 276
 277         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 278         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 279         local_paca->system_time -= sst;
 280         local_paca->user_time -= ust;
 281         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 282
 283         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 284         local_paca->hard_enabled = save_hard_enabled;
 285 }
 286
 287 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 288 {
 289         u64 stolen = 0;
 290
 291         if (get_paca()->dtl_ridx != get_paca()->lppaca_ptr->dtl_idx) {
 292                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 293                 get_paca()->system_time -= stolen;
 294         }
 295
 296         stolen += get_paca()->stolen_time;
 297         get_paca()->stolen_time = 0;
 298         return stolen;
 299 }
 300
 301 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 302 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 303 {
 304         return 0;
 305 }
 306
 307 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 308
 309 /*
 310  * Account time for a transition between system, hard irq
 311  * or soft irq state.
 312  */
 313 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 314 {
 315         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled;
 316         unsigned long flags;
 317         u64 stolen, udelta, sys_scaled, user_scaled;
 318
 319         local_irq_save(flags);
 320         now = mftb();
 321         nowscaled = read_spurr(now);
 322         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 323         get_paca()->starttime = now;
 324         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 325         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 326
 327         stolen = calculate_stolen_time(now);
 328
 329         delta = get_paca()->system_time;
 330         get_paca()->system_time = 0;
 331         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 332         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 333
 334         /*
 335          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 336          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 337          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 338          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 339          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 340          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 341          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 342          * used by account_process_tick.
 343          */
 344         sys_scaled = delta;
 345         user_scaled = udelta;
 346         if (deltascaled != delta + udelta) {
 347                 if (udelta) {
 348                         sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 349                         user_scaled = deltascaled - sys_scaled;
 350                 } else {
 351                         sys_scaled = deltascaled;
 352                 }
 353         }
 354         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 355
 356         if (in_interrupt() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk) {
 357                 account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 358                 if (stolen)
 359                         account_steal_time(stolen);
 360         } else {
 361                 account_idle_time(delta + stolen);
 362         }
 363         local_irq_restore(flags);
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 366
 367 /*
 368  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 369  * by the exception entry and exit code to the generic process
 370  * user and system time records.
 371  * Must be called with interrupts disabled.
 372  * Assumes that account_system_vtime() has been called recently
 373  * (i.e. since the last entry from usermode) so that
 374  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 375  */
 376 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 377 {
 378         cputime_t utime, utimescaled;
 379
 380         utime = get_paca()->user_time;
 381         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 382         get_paca()->user_time = 0;
 383         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 384         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 385         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 386 }
 387
 388 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 389 #define calc_cputime_factors()
 390 #endif
 391
 392 void __delay(unsigned long loops)
 393 {
 394         unsigned long start;
 395         int diff;
 396
 397         if (__USE_RTC()) {
 398                 start = get_rtcl();
 399                 do {
 400                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 401                         diff = get_rtcl() - start;
 402                         if (diff < 0)
 403                                 diff += 1000000000;
 404                 } while (diff < loops);
 405         } else {
 406                 start = get_tbl();
 407                 while (get_tbl() - start < loops)
 408                         HMT_low();
 409                 HMT_medium();
 410         }
 411 }
 412 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 413
 414 void udelay(unsigned long usecs)
 415 {
 416         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 419
 420 #ifdef CONFIG_SMP
 421 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 422 {
 423         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 424
 425         if (in_lock_functions(pc))
 426                 return regs->link;
 427
 428         return pc;
 429 }
 430 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 431 #endif
 432
 433 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 434
 435 /*
 436  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 437  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 438  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 439  */
 440
 441 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 442 {
 443         unsigned long titan, tb;
 444
 445         /* Make sure we only run on iSeries */
 446         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 447                 return -ENODEV;
 448
 449         tb = get_tb();
 450         titan = HvCallXm_loadTod();
 451         if ( iSeries_recal_titan ) {
 452                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 453                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 454                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 455                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
 456                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
 457                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 458                 char sign = '+';
 459                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 460                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 461
 462                 if ( tick_diff < 0 ) {
 463                         tick_diff = -tick_diff;
 464                         sign = '-';
 465                 }
 466                 if ( tick_diff ) {
 467                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 468                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 469                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 470                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 471                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 472                                 calc_cputime_factors();
 473                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 474                                 setup_cputime_one_jiffy();
 475                         }
 476                         else {
 477                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 478                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 479                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 480                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 481                         }
 482                 }
 483         }
 484         iSeries_recal_titan = titan;
 485         iSeries_recal_tb = tb;
 486
 487         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 488         clocksource_init();
 489         return 0;
 490 }
 491 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 492
 493 /* Called from platform early init */
 494 void __init iSeries_time_init_early(void)
 495 {
 496         iSeries_recal_tb = get_tb();
 497         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 498 }
 499 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 500
 501 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 502
 503 /*
 504  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 505  */
 506 #ifdef CONFIG_PPC64
 507 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 508 {
 509         unsigned long x;
 510
 511         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 512                 : "=r" (x)
 513                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 514         return x;
 515 }
 516
 517 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 518 {
 519         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 520                 "r" (1),
 521                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 522 }
 523
 524 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 525 {
 526         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 527                 "r" (0),
 528                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 529 }
 530
 531 #else /* 32-bit */
 532
 533 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 534
 535 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 536 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 537 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 538
 539 #endif /* 32 vs 64 bit */
 540
 541 void arch_irq_work_raise(void)
 542 {
 543         preempt_disable();
 544         set_irq_work_pending_flag();
 545         set_dec(1);
 546         preempt_enable();
 547 }
 548
 549 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 550
 551 #define test_irq_work_pending() 0
 552 #define clear_irq_work_pending()
 553
 554 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 555
 556 /*
 557  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 558  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 559  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 560  * decrementer is less than the current value in the hardware
 561  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 562  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 563  * call will not be needed)
 564  */
 565
 566 /*
 567  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 568  * with interrupts disabled.
 569  */
 570 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 571 {
 572         struct pt_regs *old_regs;
 573         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 574         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 575
 576         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 577          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 578          */
 579         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 580
 581         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 582          * offline, just ignore these
 583          */
 584         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
 585                 return;
 586
 587         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 588
 589         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 590
 591 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 592         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 593                 do_IRQ(regs);
 594 #endif
 595
 596         old_regs = set_irq_regs(regs);
 597         irq_enter();
 598
 599         if (test_irq_work_pending()) {
 600                 clear_irq_work_pending();
 601                 irq_work_run();
 602         }
 603
 604 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 605         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 606                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 607 #endif
 608
 609         decrementer->next_tb = ~(u64)0;
 610         if (evt->event_handler)
 611                 evt->event_handler(evt);
 612
 613 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 614         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 615                 process_hvlpevents();
 616 #endif
 617
 618 #ifdef CONFIG_PPC64
 619         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 620         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 621                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 622                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 623         }
 624 #endif
 625
 626         irq_exit();
 627         set_irq_regs(old_regs);
 628
 629         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 630 }
 631
 632 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 633 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 634 {
 635         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 636          * with suspending.
 637          */
 638
 639         set_dec(0x7fffffff);
 640         local_irq_disable();
 641         set_dec(0x7fffffff);
 642 }
 643
 644 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 645 {
 646         local_irq_enable();
 647 }
 648
 649 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 650 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 651 {
 652         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 653                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 654         generic_suspend_disable_irqs();
 655 }
 656
 657 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 658 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 659 {
 660         generic_suspend_enable_irqs();
 661         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 662                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 663 }
 664 #endif
 665
 666 /*
 667  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 668  *
 669  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 670  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 671  * are 64-bit unsigned numbers.
 672  */
 673 unsigned long long sched_clock(void)
 674 {
 675         if (__USE_RTC())
 676                 return get_rtc();
 677         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 678 }
 679
 680 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 681 {
 682         struct device_node *cpu;
 683         const unsigned int *fp;
 684         int found = 0;
 685
 686         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 687         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 688
 689         if (cpu) {
 690                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 691                 if (fp) {
 692                         found = 1;
 693                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 694                 }
 695
 696                 of_node_put(cpu);
 697         }
 698
 699         return found;
 700 }
 701
 702 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 703 void start_cpu_decrementer(void)
 704 {
 705 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 706         /* Clear any pending timer interrupts */
 707         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 708
 709         /* Enable decrementer interrupt */
 710         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 711 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 712 }
 713
 714 void __init generic_calibrate_decr(void)
 715 {
 716         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 717
 718         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 719             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 720
 721                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 722                                 "(not found)\n");
 723         }
 724
 725         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 726
 727         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 728             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 729
 730                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 731                                 "(not found)\n");
 732         }
 733 }
 734
 735 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 736 {
 737         struct rtc_time tm;
 738
 739         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 740                 return 0;
 741
 742         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 743         tm.tm_year -= 1900;
 744         tm.tm_mon -= 1;
 745
 746         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 747 }
 748
 749 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 750 {
 751         struct rtc_time tm;
 752         static int first = 1;
 753
 754         ts->tv_nsec = 0;
 755         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 756         if (first) {
 757                 first = 0;
 758                 if (ppc_md.time_init)
 759                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 760
 761                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 762                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 763                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 764                         return;
 765                 }
 766         }
 767         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 768                 ts->tv_sec = 0;
 769                 return;
 770         }
 771         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 772
 773         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 774                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 775 }
 776
 777 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 778 {
 779         __read_persistent_clock(ts);
 780
 781         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 782         if (ts->tv_sec < 0) {
 783                 ts->tv_sec = 0;
 784                 ts->tv_nsec = 0;
 785         }
 786
 787 }
 788
 789 /* clocksource code */
 790 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 791 {
 792         return (cycle_t)get_rtc();
 793 }
 794
 795 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 796 {
 797         return (cycle_t)get_tb();
 798 }
 799
 800 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 801                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 802 {
 803         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 804         u32 frac_sec;
 805
 806         if (clock != &clocksource_timebase)
 807                 return;
 808
 809         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 810         ++vdso_data->tb_update_count;
 811         smp_mb();
 812
 813         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 814         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 815         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 816         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 817         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 818
 819         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 820         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 821         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 822
 823         /*
 824          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 825          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 826          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 827          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 828          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 829          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 830          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 831          * We expect the caller to have done the first increment of
 832          * vdso_data->tb_update_count already.
 833          */
 834         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 835         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 836         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 837         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 838         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 839         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 840         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 841         smp_wmb();
 842         ++(vdso_data->tb_update_count);
 843 }
 844
 845 void update_vsyscall_tz(void)
 846 {
 847         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 848         ++vdso_data->tb_update_count;
 849         smp_mb();
 850         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 851         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 852         smp_mb();
 853         ++vdso_data->tb_update_count;
 854 }
 855
 856 static void __init clocksource_init(void)
 857 {
 858         struct clocksource *clock;
 859
 860         if (__USE_RTC())
 861                 clock = &clocksource_rtc;
 862         else
 863                 clock = &clocksource_timebase;
 864
 865         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 866                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 867                        clock->name);
 868                 return;
 869         }
 870
 871         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 872                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 873 }
 874
 875 void decrementer_check_overflow(void)
 876 {
 877         u64 now = get_tb_or_rtc();
 878         struct decrementer_clock *decrementer = &__get_cpu_var(decrementers);
 879
 880         if (now >= decrementer->next_tb)
 881                 set_dec(1);
 882 }
 883
 884 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 885                                       struct clock_event_device *dev)
 886 {
 887         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 888         set_dec(evt);
 889         return 0;
 890 }
 891
 892 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 893                                  struct clock_event_device *dev)
 894 {
 895         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 896                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 897 }
 898
 899 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 900 {
 901         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 902
 903         *dec = decrementer_clockevent;
 904         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 905
 906         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 907                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 908
 909         clockevents_register_device(dec);
 910 }
 911
 912 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 913 {
 914         int cpu = smp_processor_id();
 915
 916         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 917
 918         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 919                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 920         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 921                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 922
 923         register_decrementer_clockevent(cpu);
 924 }
 925
 926 void secondary_cpu_time_init(void)
 927 {
 928         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 929          * such as BookE
 930          */
 931         start_cpu_decrementer();
 932
 933         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 934          * call here ! */
 935         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 936 }
 937
 938 /* This function is only called on the boot processor */
 939 void __init time_init(void)
 940 {
 941         struct div_result res;
 942         u64 scale;
 943         unsigned shift;
 944
 945         if (__USE_RTC()) {
 946                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 947                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 948         } else {
 949                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 950                 ppc_md.calibrate_decr();
 951                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 952                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 953                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 954                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 955         }
 956
 957         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 958         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 959         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 960         calc_cputime_factors();
 961         setup_cputime_one_jiffy();
 962
 963         /*
 964          * Compute scale factor for sched_clock.
 965          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 966          * which is the timebase frequency.
 967          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 968          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 969          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 970          * giving us the scale factor and shift count to use in
 971          * sched_clock().
 972          */
 973         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 974         scale = res.result_low;
 975         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 976                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 977                 res.result_high >>= 1;
 978         }
 979         tb_to_ns_scale = scale;
 980         tb_to_ns_shift = shift;
 981         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 982         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 983
 984         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 985         if (timezone_offset) {
 986                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 987                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 988         }
 989
 990         vdso_data->tb_update_count = 0;
 991         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 992
 993         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 994          * such as BookE
 995          */
 996         start_cpu_decrementer();
 997
 998         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
 999         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1000                 clocksource_init();
1001
1002         init_decrementer_clockevent();
1003 }
1004
1005
1006 #define FEBRUARY        2
1007 #define STARTOFTIME     1970
1008 #define SECDAY          86400L
1009 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1010 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1011                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1012 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1013 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1014
1015 static int month_days[12] = {
1016         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1017 };
1018
1019 /*
1020  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1021  */
1022 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1023 {
1024         int leapsToDate;
1025         int lastYear;
1026         int day;
1027         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1028
1029         lastYear = tm->tm_year - 1;
1030
1031         /*
1032          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1033          */
1034         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1035
1036         /*
1037          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1038          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1039          *
1040          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1041          */
1042         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1043
1044         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1045                    tm->tm_mday;
1046
1047         tm->tm_wday = day % 7;
1048 }
1049
1050 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1051 {
1052         register int    i;
1053         register long   hms, day;
1054
1055         day = tim / SECDAY;
1056         hms = tim % SECDAY;
1057
1058         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1059         tm->tm_hour = hms / 3600;
1060         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1061         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1062
1063         /* Number of years in days */
1064         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1065                 day -= days_in_year(i);
1066         tm->tm_year = i;
1067
1068         /* Number of months in days left */
1069         if (leapyear(tm->tm_year))
1070                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1071         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1072                 day -= days_in_month(i);
1073         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1074         tm->tm_mon = i;
1075
1076         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1077         tm->tm_mday = day + 1;
1078
1079         /*
1080          * Determine the day of week
1081          */
1082         GregorianDay(tm);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1087  * result.
1088  */
1089 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1090                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1091 {
1092         unsigned long a, b, c, d;
1093         unsigned long w, x, y, z;
1094         u64 ra, rb, rc;
1095
1096         a = dividend_high >> 32;
1097         b = dividend_high & 0xffffffff;
1098         c = dividend_low >> 32;
1099         d = dividend_low & 0xffffffff;
1100
1101         w = a / divisor;
1102         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1103
1104         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1105         x = ra;
1106
1107         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1108         y = rb;
1109
1110         do_div(rc, divisor);
1111         z = rc;
1112
1113         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1114         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1115
1116 }
1117
1118 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1119 void calibrate_delay(void)
1120 {
1121         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1122          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1123          */
1124         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1125 }
1126
1127 static int __init rtc_init(void)
1128 {
1129         struct platform_device *pdev;
1130
1131         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1132                 return -ENODEV;
1133
1134         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1135         if (IS_ERR(pdev))
1136                 return PTR_ERR(pdev);
1137
1138         return 0;
1139 }
1140
1141 module_init(rtc_init);