arch/powerpc/kernel/time.c

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