]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - arch/powerpc/kernel/time.c
powerpc: Rework VDSO gettimeofday to prevent time going backwards
[mv-sheeva.git] / 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/module.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/perf_event.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         .shift        = 22,
90         .mult         = 0,      /* To be filled in */
91         .read         = rtc_read,
92 };
93
94 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
95 static struct clocksource clocksource_timebase = {
96         .name         = "timebase",
97         .rating       = 400,
98         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
99         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
100         .shift        = 22,
101         .mult         = 0,      /* To be filled in */
102         .read         = timebase_read,
103 };
104
105 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
106
107 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
108                                       struct clock_event_device *dev);
109 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
110                                  struct clock_event_device *dev);
111
112 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
113        .name           = "decrementer",
114        .rating         = 200,
115        .shift          = 0,     /* To be filled in */
116        .mult           = 0,     /* To be filled in */
117        .irq            = 0,
118        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
119        .set_mode       = decrementer_set_mode,
120        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
121 };
122
123 struct decrementer_clock {
124         struct clock_event_device event;
125         u64 next_tb;
126 };
127
128 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
129
130 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
131 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
132 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
133
134 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
135 static void __init clocksource_init(void);
136 #endif
137
138 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
139
140 #ifdef CONFIG_PPC64
141 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
142 #else
143 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
144 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
145 #endif
146
147 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
148 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
149 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
150 unsigned long tb_ticks_per_sec;
151 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
152 u64 tb_to_xs;
153 unsigned tb_to_us;
154
155 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
156 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
157 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
158
159 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
160    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
161 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
162
163 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
164 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
165
166 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
167 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
168 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
169
170 extern struct timezone sys_tz;
171 static long timezone_offset;
172
173 unsigned long ppc_proc_freq;
174 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
175 unsigned long ppc_tb_freq;
176
177 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
178 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
179
180 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
181 /*
182  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
183  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
184  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
185  */
186 u64 __cputime_jiffies_factor;
187 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
188 u64 __cputime_msec_factor;
189 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
190 u64 __cputime_sec_factor;
191 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
192 u64 __cputime_clockt_factor;
193 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
194 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
195 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
196
197 cputime_t cputime_one_jiffy;
198
199 static void calc_cputime_factors(void)
200 {
201         struct div_result res;
202
203         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
204         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
205         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
206         __cputime_msec_factor = res.result_low;
207         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
208         __cputime_sec_factor = res.result_low;
209         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
210         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
211 }
212
213 /*
214  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
215  */
216 static u64 read_purr(void)
217 {
218         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
219                 return mfspr(SPRN_PURR);
220         return mftb();
221 }
222
223 /*
224  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
225  */
226 static u64 read_spurr(u64 purr)
227 {
228         /*
229          * cpus without PURR won't have a SPURR
230          * We already know the former when we use this, so tell gcc
231          */
232         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
233                 return mfspr(SPRN_SPURR);
234         return purr;
235 }
236
237 /*
238  * Account time for a transition between system, hard irq
239  * or soft irq state.
240  */
241 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
242 {
243         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
244         unsigned long flags;
245
246         local_irq_save(flags);
247         now = read_purr();
248         nowscaled = read_spurr(now);
249         delta = now - get_paca()->startpurr;
250         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
251         get_paca()->startpurr = now;
252         get_paca()->startspurr = nowscaled;
253         if (!in_interrupt()) {
254                 /* deltascaled includes both user and system time.
255                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
256                  * the system time */
257                 sys_time = get_paca()->system_time;
258                 if (get_paca()->user_time)
259                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
260                              (sys_time + get_paca()->user_time);
261                 delta += sys_time;
262                 get_paca()->system_time = 0;
263         }
264         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
265                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
266         else
267                 account_idle_time(delta);
268         __get_cpu_var(cputime_last_delta) = delta;
269         __get_cpu_var(cputime_scaled_last_delta) = deltascaled;
270         local_irq_restore(flags);
271 }
272 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
273
274 /*
275  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
276  * by the exception entry and exit code to the generic process
277  * user and system time records.
278  * Must be called with interrupts disabled.
279  */
280 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
281 {
282         cputime_t utime, utimescaled;
283
284         utime = get_paca()->user_time;
285         get_paca()->user_time = 0;
286         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
287         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
288 }
289
290 /*
291  * Stuff for accounting stolen time.
292  */
293 struct cpu_purr_data {
294         int     initialized;                    /* thread is running */
295         u64     tb;                     /* last TB value read */
296         u64     purr;                   /* last PURR value read */
297         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
298 };
299
300 /*
301  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
302  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
303  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
304  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
305  * sufficient to serialize accesses.
306  */
307 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
308
309 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
310 {
311         unsigned long flags;
312         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
313
314         local_irq_save(flags);
315         p->tb = get_tb_or_rtc();
316         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
317         wmb();
318         p->initialized = 1;
319         local_irq_restore(flags);
320 }
321
322 /*
323  * Called during boot when all cpus have come up.
324  */
325 void snapshot_timebases(void)
326 {
327         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
328                 return;
329         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
330 }
331
332 /*
333  * Must be called with interrupts disabled.
334  */
335 void calculate_steal_time(void)
336 {
337         u64 tb, purr;
338         s64 stolen;
339         struct cpu_purr_data *pme;
340
341         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
342         if (!pme->initialized)
343                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
344         tb = mftb();
345         purr = mfspr(SPRN_PURR);
346         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
347         if (stolen > 0) {
348                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
349                         account_steal_time(stolen);
350                 else
351                         account_idle_time(stolen);
352         }
353         pme->tb = tb;
354         pme->purr = purr;
355 }
356
357 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
358 /*
359  * Must be called before the cpu is added to the online map when
360  * a cpu is being brought up at runtime.
361  */
362 static void snapshot_purr(void)
363 {
364         struct cpu_purr_data *pme;
365         unsigned long flags;
366
367         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
368                 return;
369         local_irq_save(flags);
370         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
371         pme->tb = mftb();
372         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
373         pme->initialized = 1;
374         local_irq_restore(flags);
375 }
376
377 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
378
379 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
380 #define calc_cputime_factors()
381 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
382 #endif
383
384 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
385 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
386 #endif
387
388 /*
389  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
390  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
391  */
392 void snapshot_timebase(void)
393 {
394         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
395         snapshot_purr();
396 }
397
398 void __delay(unsigned long loops)
399 {
400         unsigned long start;
401         int diff;
402
403         if (__USE_RTC()) {
404                 start = get_rtcl();
405                 do {
406                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
407                         diff = get_rtcl() - start;
408                         if (diff < 0)
409                                 diff += 1000000000;
410                 } while (diff < loops);
411         } else {
412                 start = get_tbl();
413                 while (get_tbl() - start < loops)
414                         HMT_low();
415                 HMT_medium();
416         }
417 }
418 EXPORT_SYMBOL(__delay);
419
420 void udelay(unsigned long usecs)
421 {
422         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
423 }
424 EXPORT_SYMBOL(udelay);
425
426 #ifdef CONFIG_SMP
427 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
428 {
429         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
430
431         if (in_lock_functions(pc))
432                 return regs->link;
433
434         return pc;
435 }
436 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
437 #endif
438
439 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
440
441 /* 
442  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
443  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
444  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
445  */
446
447 static int __init iSeries_tb_recal(void)
448 {
449         struct div_result divres;
450         unsigned long titan, tb;
451
452         /* Make sure we only run on iSeries */
453         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
454                 return -ENODEV;
455
456         tb = get_tb();
457         titan = HvCallXm_loadTod();
458         if ( iSeries_recal_titan ) {
459                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
460                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
461                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
462                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
463                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
464                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
465                 char sign = '+';                
466                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
467                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
468
469                 if ( tick_diff < 0 ) {
470                         tick_diff = -tick_diff;
471                         sign = '-';
472                 }
473                 if ( tick_diff ) {
474                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
475                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
476                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
477                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
478                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
479                                 calc_cputime_factors();
480                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
481                                 tb_to_xs = divres.result_low;
482                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
483                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
484                                 setup_cputime_one_jiffy();
485                         }
486                         else {
487                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
488                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
489                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
490                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
491                         }
492                 }
493         }
494         iSeries_recal_titan = titan;
495         iSeries_recal_tb = tb;
496
497         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
498         clocksource_init();
499         return 0;
500 }
501 late_initcall(iSeries_tb_recal);
502
503 /* Called from platform early init */
504 void __init iSeries_time_init_early(void)
505 {
506         iSeries_recal_tb = get_tb();
507         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
508 }
509 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
510
511 #ifdef CONFIG_PERF_EVENTS
512
513 /*
514  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
515  */
516 #ifdef CONFIG_PPC64
517 static inline unsigned long test_perf_event_pending(void)
518 {
519         unsigned long x;
520
521         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
522                 : "=r" (x)
523                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, perf_event_pending)));
524         return x;
525 }
526
527 static inline void set_perf_event_pending_flag(void)
528 {
529         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
530                 "r" (1),
531                 "i" (offsetof(struct paca_struct, perf_event_pending)));
532 }
533
534 static inline void clear_perf_event_pending(void)
535 {
536         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
537                 "r" (0),
538                 "i" (offsetof(struct paca_struct, perf_event_pending)));
539 }
540
541 #else /* 32-bit */
542
543 DEFINE_PER_CPU(u8, perf_event_pending);
544
545 #define set_perf_event_pending_flag()   __get_cpu_var(perf_event_pending) = 1
546 #define test_perf_event_pending()       __get_cpu_var(perf_event_pending)
547 #define clear_perf_event_pending()      __get_cpu_var(perf_event_pending) = 0
548
549 #endif /* 32 vs 64 bit */
550
551 void set_perf_event_pending(void)
552 {
553         preempt_disable();
554         set_perf_event_pending_flag();
555         set_dec(1);
556         preempt_enable();
557 }
558
559 #else  /* CONFIG_PERF_EVENTS */
560
561 #define test_perf_event_pending()       0
562 #define clear_perf_event_pending()
563
564 #endif /* CONFIG_PERF_EVENTS */
565
566 /*
567  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
568  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
569  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
570  * decrementer is less than the current value in the hardware
571  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
572  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
573  * call will not be needed)
574  */
575
576 /*
577  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
578  * with interrupts disabled.
579  */
580 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
581 {
582         struct pt_regs *old_regs;
583         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
584         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
585         u64 now;
586
587         trace_timer_interrupt_entry(regs);
588
589         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
590
591         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
592          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
593         set_dec(DECREMENTER_MAX);
594
595 #ifdef CONFIG_PPC32
596         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
597                 do_IRQ(regs);
598 #endif
599
600         now = get_tb_or_rtc();
601         if (now < decrementer->next_tb) {
602                 /* not time for this event yet */
603                 now = decrementer->next_tb - now;
604                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
605                         set_dec((int)now);
606                 trace_timer_interrupt_exit(regs);
607                 return;
608         }
609         old_regs = set_irq_regs(regs);
610         irq_enter();
611
612         calculate_steal_time();
613
614         if (test_perf_event_pending()) {
615                 clear_perf_event_pending();
616                 perf_event_do_pending();
617         }
618
619 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
620         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
621                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
622 #endif
623
624         if (evt->event_handler)
625                 evt->event_handler(evt);
626
627 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
628         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
629                 process_hvlpevents();
630 #endif
631
632 #ifdef CONFIG_PPC64
633         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
634         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
635                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
636                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
637         }
638 #endif
639
640         irq_exit();
641         set_irq_regs(old_regs);
642
643         trace_timer_interrupt_exit(regs);
644 }
645
646 void wakeup_decrementer(void)
647 {
648         unsigned long ticks;
649
650         /*
651          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
652          * so all we need to do is to reset the decrementer.
653          */
654         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
655         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
656                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
657         else
658                 ticks = 1;
659         set_dec(ticks);
660 }
661
662 #ifdef CONFIG_SUSPEND
663 void generic_suspend_disable_irqs(void)
664 {
665         preempt_disable();
666
667         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
668          * with suspending.
669          */
670
671         set_dec(0x7fffffff);
672         local_irq_disable();
673         set_dec(0x7fffffff);
674 }
675
676 void generic_suspend_enable_irqs(void)
677 {
678         wakeup_decrementer();
679
680         local_irq_enable();
681         preempt_enable();
682 }
683
684 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
685 void arch_suspend_disable_irqs(void)
686 {
687         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
688                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
689         generic_suspend_disable_irqs();
690 }
691
692 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
693 void arch_suspend_enable_irqs(void)
694 {
695         generic_suspend_enable_irqs();
696         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
697                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
698 }
699 #endif
700
701 #ifdef CONFIG_SMP
702 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
703 {
704         int i;
705         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
706
707         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
708         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
709
710         for_each_possible_cpu(i) {
711                 if (i == boot_cpuid)
712                         continue;
713                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
714         }
715 }
716 #endif
717
718 /*
719  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
720  *
721  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
722  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
723  * are 64-bit unsigned numbers.
724  */
725 unsigned long long sched_clock(void)
726 {
727         if (__USE_RTC())
728                 return get_rtc();
729         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
730 }
731
732 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
733 {
734         struct device_node *cpu;
735         const unsigned int *fp;
736         int found = 0;
737
738         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
739         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
740
741         if (cpu) {
742                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
743                 if (fp) {
744                         found = 1;
745                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
746                 }
747
748                 of_node_put(cpu);
749         }
750
751         return found;
752 }
753
754 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
755 void start_cpu_decrementer(void)
756 {
757 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
758         /* Clear any pending timer interrupts */
759         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
760
761         /* Enable decrementer interrupt */
762         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
763 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
764 }
765
766 void __init generic_calibrate_decr(void)
767 {
768         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
769
770         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
771             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
772
773                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
774                                 "(not found)\n");
775         }
776
777         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
778
779         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
780             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
781
782                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
783                                 "(not found)\n");
784         }
785 }
786
787 int update_persistent_clock(struct timespec now)
788 {
789         struct rtc_time tm;
790
791         if (!ppc_md.set_rtc_time)
792                 return 0;
793
794         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
795         tm.tm_year -= 1900;
796         tm.tm_mon -= 1;
797
798         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
799 }
800
801 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
802 {
803         struct rtc_time tm;
804         static int first = 1;
805
806         ts->tv_nsec = 0;
807         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
808         if (first) {
809                 first = 0;
810                 if (ppc_md.time_init)
811                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
812
813                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
814                 if (ppc_md.get_boot_time) {
815                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
816                         return;
817                 }
818         }
819         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
820                 ts->tv_sec = 0;
821                 return;
822         }
823         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
824
825         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
826                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
827 }
828
829 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
830 {
831         __read_persistent_clock(ts);
832
833         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
834         if (ts->tv_sec < 0) {
835                 ts->tv_sec = 0;
836                 ts->tv_nsec = 0;
837         }
838                 
839 }
840
841 /* clocksource code */
842 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
843 {
844         return (cycle_t)get_rtc();
845 }
846
847 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
848 {
849         return (cycle_t)get_tb();
850 }
851
852 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
853                                u64 new_tb_to_xs, struct timespec *now,
854                                u32 frac_sec)
855 {
856         /*
857          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
858          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
859          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
860          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
861          * the two values of tb_update_count match and are even then the
862          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
863          * loops back and reads them again until this criteria is met.
864          * We expect the caller to have done the first increment of
865          * vdso_data->tb_update_count already.
866          */
867         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
868         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
869         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
870         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
871         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
872         vdso_data->stamp_xtime = *now;
873         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
874         smp_wmb();
875         ++(vdso_data->tb_update_count);
876 }
877
878 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock,
879                      u32 mult)
880 {
881         u64 t2x, stamp_xsec;
882         u32 frac_sec;
883
884         if (clock != &clocksource_timebase)
885                 return;
886
887         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
888         ++vdso_data->tb_update_count;
889         smp_mb();
890
891         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
892         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
893         t2x = (u64) mult * 4611686018ULL;
894         stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
895         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
896         stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
897
898         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
899         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
900         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
901         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x, wall_time, frac_sec);
902 }
903
904 void update_vsyscall_tz(void)
905 {
906         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
907         ++vdso_data->tb_update_count;
908         smp_mb();
909         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
910         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
911         smp_mb();
912         ++vdso_data->tb_update_count;
913 }
914
915 static void __init clocksource_init(void)
916 {
917         struct clocksource *clock;
918
919         if (__USE_RTC())
920                 clock = &clocksource_rtc;
921         else
922                 clock = &clocksource_timebase;
923
924         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
925
926         if (clocksource_register(clock)) {
927                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
928                        clock->name);
929                 return;
930         }
931
932         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
933                clock->name, clock->mult, clock->shift);
934 }
935
936 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
937                                       struct clock_event_device *dev)
938 {
939         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
940         set_dec(evt);
941         return 0;
942 }
943
944 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
945                                  struct clock_event_device *dev)
946 {
947         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
948                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
949 }
950
951 static inline uint64_t div_sc64(unsigned long ticks, unsigned long nsec,
952                                 int shift)
953 {
954         uint64_t tmp = ((uint64_t)ticks) << shift;
955
956         do_div(tmp, nsec);
957         return tmp;
958 }
959
960 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
961 {
962         u64 mult, shift = 32;
963
964         while (1) {
965                 mult = div_sc64(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
966                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
967                         break;
968
969                 shift--;
970         }
971
972         decrementer_clockevent.shift = shift;
973         decrementer_clockevent.mult = mult;
974 }
975
976 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
977 {
978         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
979
980         *dec = decrementer_clockevent;
981         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
982
983         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
984                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
985
986         clockevents_register_device(dec);
987 }
988
989 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
990 {
991         int cpu = smp_processor_id();
992
993         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
994         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
995                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
996         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
997                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
998
999         register_decrementer_clockevent(cpu);
1000 }
1001
1002 void secondary_cpu_time_init(void)
1003 {
1004         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1005          * such as BookE
1006          */
1007         start_cpu_decrementer();
1008
1009         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1010          * call here ! */
1011         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1012 }
1013
1014 /* This function is only called on the boot processor */
1015 void __init time_init(void)
1016 {
1017         unsigned long flags;
1018         struct div_result res;
1019         u64 scale, x;
1020         unsigned shift;
1021
1022         if (__USE_RTC()) {
1023                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1024                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1025                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
1026         } else {
1027                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1028                 ppc_md.calibrate_decr();
1029                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1030                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1031                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1032                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1033                 tb_last_jiffy = get_tb();
1034         }
1035
1036         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1037         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1038         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1039         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
1040         calc_cputime_factors();
1041         setup_cputime_one_jiffy();
1042
1043         /*
1044          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
1045          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
1046          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
1047          * rounded up.
1048          */
1049         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
1050         do_div(x, ppc_tb_freq);
1051         tick_nsec = x;
1052         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
1053
1054         /*
1055          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
1056          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
1057          * It is computed as:
1058          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
1059          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
1060          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
1061          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
1062          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
1063          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
1064          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
1065          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
1066          * since there are 2^20 xsec in a second.
1067          */
1068         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
1069                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
1070         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
1071         ticklen_to_xs = res.result_low;
1072
1073         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
1074         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
1075
1076         /*
1077          * Compute scale factor for sched_clock.
1078          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1079          * which is the timebase frequency.
1080          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1081          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1082          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1083          * giving us the scale factor and shift count to use in
1084          * sched_clock().
1085          */
1086         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1087         scale = res.result_low;
1088         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1089                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1090                 res.result_high >>= 1;
1091         }
1092         tb_to_ns_scale = scale;
1093         tb_to_ns_shift = shift;
1094         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1095         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1096
1097         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
1098
1099         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1100         if (timezone_offset) {
1101                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1102                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1103         }
1104
1105         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
1106         vdso_data->tb_update_count = 0;
1107         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1108         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
1109         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
1110
1111         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
1112
1113         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1114          * such as BookE
1115          */
1116         start_cpu_decrementer();
1117
1118         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1119         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1120                 clocksource_init();
1121
1122         init_decrementer_clockevent();
1123 }
1124
1125
1126 #define FEBRUARY        2
1127 #define STARTOFTIME     1970
1128 #define SECDAY          86400L
1129 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1130 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1131                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1132 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1133 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1134
1135 static int month_days[12] = {
1136         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1137 };
1138
1139 /*
1140  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1141  */
1142 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1143 {
1144         int leapsToDate;
1145         int lastYear;
1146         int day;
1147         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1148
1149         lastYear = tm->tm_year - 1;
1150
1151         /*
1152          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1153          */
1154         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1155
1156         /*
1157          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1158          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1159          *
1160          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1161          */
1162         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1163
1164         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1165                    tm->tm_mday;
1166
1167         tm->tm_wday = day % 7;
1168 }
1169
1170 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1171 {
1172         register int    i;
1173         register long   hms, day;
1174
1175         day = tim / SECDAY;
1176         hms = tim % SECDAY;
1177
1178         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1179         tm->tm_hour = hms / 3600;
1180         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1181         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1182
1183         /* Number of years in days */
1184         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1185                 day -= days_in_year(i);
1186         tm->tm_year = i;
1187
1188         /* Number of months in days left */
1189         if (leapyear(tm->tm_year))
1190                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1191         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1192                 day -= days_in_month(i);
1193         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1194         tm->tm_mon = i;
1195
1196         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1197         tm->tm_mday = day + 1;
1198
1199         /*
1200          * Determine the day of week
1201          */
1202         GregorianDay(tm);
1203 }
1204
1205 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1206 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1207  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1208  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1209  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1210  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1211  * is measured but does not harm.
1212  */
1213 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1214 {
1215         unsigned mlt=0, tmp, err;
1216         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1217          * but safe and compact method to find the multiplier.
1218          */
1219   
1220         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1221                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1222                         mlt |= tmp;
1223         }
1224   
1225         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1226          * A side effect of this is that if outscale is too large
1227          * the returned value will be zero.
1228          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1229          * some might have been forgotten in the test however.
1230          */
1231   
1232         err = inscale * (mlt+1);
1233         if (err <= inscale/2)
1234                 mlt++;
1235         return mlt;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1240  * result.
1241  */
1242 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1243                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1244 {
1245         unsigned long a, b, c, d;
1246         unsigned long w, x, y, z;
1247         u64 ra, rb, rc;
1248
1249         a = dividend_high >> 32;
1250         b = dividend_high & 0xffffffff;
1251         c = dividend_low >> 32;
1252         d = dividend_low & 0xffffffff;
1253
1254         w = a / divisor;
1255         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1256
1257         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1258         x = ra;
1259
1260         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1261         y = rb;
1262
1263         do_div(rc, divisor);
1264         z = rc;
1265
1266         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1267         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1268
1269 }
1270
1271 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1272 void calibrate_delay(void)
1273 {
1274         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1275          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1276          */
1277         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1278 }
1279
1280 static int __init rtc_init(void)
1281 {
1282         struct platform_device *pdev;
1283
1284         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1285                 return -ENODEV;
1286
1287         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1288         if (IS_ERR(pdev))
1289                 return PTR_ERR(pdev);
1290
1291         return 0;
1292 }
1293
1294 module_init(rtc_init);