Pull bugzilla-7880 into release branch
[linux-2.6] / arch / x86_64 / kernel / time.c
1 /*
2  *  linux/arch/x86-64/kernel/time.c
3  *
4  *  "High Precision Event Timer" based timekeeping.
5  *
6  *  Copyright (c) 1991,1992,1995  Linus Torvalds
7  *  Copyright (c) 1994  Alan Modra
8  *  Copyright (c) 1995  Markus Kuhn
9  *  Copyright (c) 1996  Ingo Molnar
10  *  Copyright (c) 1998  Andrea Arcangeli
11  *  Copyright (c) 2002,2006  Vojtech Pavlik
12  *  Copyright (c) 2003  Andi Kleen
13  *  RTC support code taken from arch/i386/kernel/timers/time_hpet.c
14  */
15
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/interrupt.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/mc146818rtc.h>
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/ioport.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/device.h>
25 #include <linux/sysdev.h>
26 #include <linux/bcd.h>
27 #include <linux/notifier.h>
28 #include <linux/cpu.h>
29 #include <linux/kallsyms.h>
30 #include <linux/acpi.h>
31 #ifdef CONFIG_ACPI
32 #include <acpi/achware.h>       /* for PM timer frequency */
33 #include <acpi/acpi_bus.h>
34 #endif
35 #include <asm/8253pit.h>
36 #include <asm/i8253.h>
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/vsyscall.h>
39 #include <asm/timex.h>
40 #include <asm/proto.h>
41 #include <asm/hpet.h>
42 #include <asm/sections.h>
43 #include <linux/hpet.h>
44 #include <asm/apic.h>
45 #include <asm/hpet.h>
46 #include <asm/mpspec.h>
47 #include <asm/nmi.h>
48 #include <asm/vgtod.h>
49
50 static char *timename = NULL;
51
52 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
53 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
54 DEFINE_SPINLOCK(i8253_lock);
55 EXPORT_SYMBOL(i8253_lock);
56
57 volatile unsigned long __jiffies __section_jiffies = INITIAL_JIFFIES;
58
59 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
60 {
61         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
62
63         /* Assume the lock function has either no stack frame or a copy
64            of eflags from PUSHF
65            Eflags always has bits 22 and up cleared unlike kernel addresses. */
66         if (!user_mode(regs) && in_lock_functions(pc)) {
67                 unsigned long *sp = (unsigned long *)regs->rsp;
68                 if (sp[0] >> 22)
69                         return sp[0];
70                 if (sp[1] >> 22)
71                         return sp[1];
72         }
73         return pc;
74 }
75 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
76
77 /*
78  * In order to set the CMOS clock precisely, set_rtc_mmss has to be called 500
79  * ms after the second nowtime has started, because when nowtime is written
80  * into the registers of the CMOS clock, it will jump to the next second
81  * precisely 500 ms later. Check the Motorola MC146818A or Dallas DS12887 data
82  * sheet for details.
83  */
84
85 static int set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
86 {
87         int retval = 0;
88         int real_seconds, real_minutes, cmos_minutes;
89         unsigned char control, freq_select;
90
91 /*
92  * IRQs are disabled when we're called from the timer interrupt,
93  * no need for spin_lock_irqsave()
94  */
95
96         spin_lock(&rtc_lock);
97
98 /*
99  * Tell the clock it's being set and stop it.
100  */
101
102         control = CMOS_READ(RTC_CONTROL);
103         CMOS_WRITE(control | RTC_SET, RTC_CONTROL);
104
105         freq_select = CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT);
106         CMOS_WRITE(freq_select | RTC_DIV_RESET2, RTC_FREQ_SELECT);
107
108         cmos_minutes = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
109                 BCD_TO_BIN(cmos_minutes);
110
111 /*
112  * since we're only adjusting minutes and seconds, don't interfere with hour
113  * overflow. This avoids messing with unknown time zones but requires your RTC
114  * not to be off by more than 15 minutes. Since we're calling it only when
115  * our clock is externally synchronized using NTP, this shouldn't be a problem.
116  */
117
118         real_seconds = nowtime % 60;
119         real_minutes = nowtime / 60;
120         if (((abs(real_minutes - cmos_minutes) + 15) / 30) & 1)
121                 real_minutes += 30;             /* correct for half hour time zone */
122         real_minutes %= 60;
123
124         if (abs(real_minutes - cmos_minutes) >= 30) {
125                 printk(KERN_WARNING "time.c: can't update CMOS clock "
126                        "from %d to %d\n", cmos_minutes, real_minutes);
127                 retval = -1;
128         } else {
129                 BIN_TO_BCD(real_seconds);
130                 BIN_TO_BCD(real_minutes);
131                 CMOS_WRITE(real_seconds, RTC_SECONDS);
132                 CMOS_WRITE(real_minutes, RTC_MINUTES);
133         }
134
135 /*
136  * The following flags have to be released exactly in this order, otherwise the
137  * DS12887 (popular MC146818A clone with integrated battery and quartz) will
138  * not reset the oscillator and will not update precisely 500 ms later. You
139  * won't find this mentioned in the Dallas Semiconductor data sheets, but who
140  * believes data sheets anyway ... -- Markus Kuhn
141  */
142
143         CMOS_WRITE(control, RTC_CONTROL);
144         CMOS_WRITE(freq_select, RTC_FREQ_SELECT);
145
146         spin_unlock(&rtc_lock);
147
148         return retval;
149 }
150
151 int update_persistent_clock(struct timespec now)
152 {
153         return set_rtc_mmss(now.tv_sec);
154 }
155
156 void main_timer_handler(void)
157 {
158 /*
159  * Here we are in the timer irq handler. We have irqs locally disabled (so we
160  * don't need spin_lock_irqsave()) but we don't know if the timer_bh is running
161  * on the other CPU, so we need a lock. We also need to lock the vsyscall
162  * variables, because both do_timer() and us change them -arca+vojtech
163  */
164
165         write_seqlock(&xtime_lock);
166
167 /*
168  * Do the timer stuff.
169  */
170
171         do_timer(1);
172 #ifndef CONFIG_SMP
173         update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
174 #endif
175
176 /*
177  * In the SMP case we use the local APIC timer interrupt to do the profiling,
178  * except when we simulate SMP mode on a uniprocessor system, in that case we
179  * have to call the local interrupt handler.
180  */
181
182         if (!using_apic_timer)
183                 smp_local_timer_interrupt();
184
185         write_sequnlock(&xtime_lock);
186 }
187
188 static irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
189 {
190         if (apic_runs_main_timer > 1)
191                 return IRQ_HANDLED;
192         main_timer_handler();
193         if (using_apic_timer)
194                 smp_send_timer_broadcast_ipi();
195         return IRQ_HANDLED;
196 }
197
198 unsigned long read_persistent_clock(void)
199 {
200         unsigned int year, mon, day, hour, min, sec;
201         unsigned long flags;
202         unsigned century = 0;
203
204         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
205
206         do {
207                 sec = CMOS_READ(RTC_SECONDS);
208                 min = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
209                 hour = CMOS_READ(RTC_HOURS);
210                 day = CMOS_READ(RTC_DAY_OF_MONTH);
211                 mon = CMOS_READ(RTC_MONTH);
212                 year = CMOS_READ(RTC_YEAR);
213 #ifdef CONFIG_ACPI
214                 if (acpi_gbl_FADT.header.revision >= FADT2_REVISION_ID &&
215                                         acpi_gbl_FADT.century)
216                         century = CMOS_READ(acpi_gbl_FADT.century);
217 #endif
218         } while (sec != CMOS_READ(RTC_SECONDS));
219
220         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
221
222         /*
223          * We know that x86-64 always uses BCD format, no need to check the
224          * config register.
225          */
226
227         BCD_TO_BIN(sec);
228         BCD_TO_BIN(min);
229         BCD_TO_BIN(hour);
230         BCD_TO_BIN(day);
231         BCD_TO_BIN(mon);
232         BCD_TO_BIN(year);
233
234         if (century) {
235                 BCD_TO_BIN(century);
236                 year += century * 100;
237                 printk(KERN_INFO "Extended CMOS year: %d\n", century * 100);
238         } else {
239                 /*
240                  * x86-64 systems only exists since 2002.
241                  * This will work up to Dec 31, 2100
242                  */
243                 year += 2000;
244         }
245
246         return mktime(year, mon, day, hour, min, sec);
247 }
248
249 /* calibrate_cpu is used on systems with fixed rate TSCs to determine
250  * processor frequency */
251 #define TICK_COUNT 100000000
252 static unsigned int __init tsc_calibrate_cpu_khz(void)
253 {
254         int tsc_start, tsc_now;
255         int i, no_ctr_free;
256         unsigned long evntsel3 = 0, pmc3 = 0, pmc_now = 0;
257         unsigned long flags;
258
259         for (i = 0; i < 4; i++)
260                 if (avail_to_resrv_perfctr_nmi_bit(i))
261                         break;
262         no_ctr_free = (i == 4);
263         if (no_ctr_free) {
264                 i = 3;
265                 rdmsrl(MSR_K7_EVNTSEL3, evntsel3);
266                 wrmsrl(MSR_K7_EVNTSEL3, 0);
267                 rdmsrl(MSR_K7_PERFCTR3, pmc3);
268         } else {
269                 reserve_perfctr_nmi(MSR_K7_PERFCTR0 + i);
270                 reserve_evntsel_nmi(MSR_K7_EVNTSEL0 + i);
271         }
272         local_irq_save(flags);
273         /* start meauring cycles, incrementing from 0 */
274         wrmsrl(MSR_K7_PERFCTR0 + i, 0);
275         wrmsrl(MSR_K7_EVNTSEL0 + i, 1 << 22 | 3 << 16 | 0x76);
276         rdtscl(tsc_start);
277         do {
278                 rdmsrl(MSR_K7_PERFCTR0 + i, pmc_now);
279                 tsc_now = get_cycles_sync();
280         } while ((tsc_now - tsc_start) < TICK_COUNT);
281
282         local_irq_restore(flags);
283         if (no_ctr_free) {
284                 wrmsrl(MSR_K7_EVNTSEL3, 0);
285                 wrmsrl(MSR_K7_PERFCTR3, pmc3);
286                 wrmsrl(MSR_K7_EVNTSEL3, evntsel3);
287         } else {
288                 release_perfctr_nmi(MSR_K7_PERFCTR0 + i);
289                 release_evntsel_nmi(MSR_K7_EVNTSEL0 + i);
290         }
291
292         return pmc_now * tsc_khz / (tsc_now - tsc_start);
293 }
294
295 /*
296  * pit_calibrate_tsc() uses the speaker output (channel 2) of
297  * the PIT. This is better than using the timer interrupt output,
298  * because we can read the value of the speaker with just one inb(),
299  * where we need three i/o operations for the interrupt channel.
300  * We count how many ticks the TSC does in 50 ms.
301  */
302
303 static unsigned int __init pit_calibrate_tsc(void)
304 {
305         unsigned long start, end;
306         unsigned long flags;
307
308         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
309
310         outb((inb(0x61) & ~0x02) | 0x01, 0x61);
311
312         outb(0xb0, 0x43);
313         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) & 0xff, 0x42);
314         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) >> 8, 0x42);
315         start = get_cycles_sync();
316         while ((inb(0x61) & 0x20) == 0);
317         end = get_cycles_sync();
318
319         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
320
321         return (end - start) / 50;
322 }
323
324 #define PIT_MODE 0x43
325 #define PIT_CH0  0x40
326
327 static void __pit_init(int val, u8 mode)
328 {
329         unsigned long flags;
330
331         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
332         outb_p(mode, PIT_MODE);
333         outb_p(val & 0xff, PIT_CH0);    /* LSB */
334         outb_p(val >> 8, PIT_CH0);      /* MSB */
335         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
336 }
337
338 void __init pit_init(void)
339 {
340         __pit_init(LATCH, 0x34); /* binary, mode 2, LSB/MSB, ch 0 */
341 }
342
343 void pit_stop_interrupt(void)
344 {
345         __pit_init(0, 0x30); /* mode 0 */
346 }
347
348 void stop_timer_interrupt(void)
349 {
350         char *name;
351         if (hpet_address) {
352                 name = "HPET";
353                 hpet_timer_stop_set_go(0);
354         } else {
355                 name = "PIT";
356                 pit_stop_interrupt();
357         }
358         printk(KERN_INFO "timer: %s interrupt stopped.\n", name);
359 }
360
361 static struct irqaction irq0 = {
362         .handler        = timer_interrupt,
363         .flags          = IRQF_DISABLED | IRQF_IRQPOLL,
364         .mask           = CPU_MASK_NONE,
365         .name           = "timer"
366 };
367
368 void __init time_init(void)
369 {
370         if (nohpet)
371                 hpet_address = 0;
372
373         if (hpet_arch_init())
374                 hpet_address = 0;
375
376         if (hpet_use_timer) {
377                 /* set tick_nsec to use the proper rate for HPET */
378                 tick_nsec = TICK_NSEC_HPET;
379                 tsc_khz = hpet_calibrate_tsc();
380                 timename = "HPET";
381         } else {
382                 pit_init();
383                 tsc_khz = pit_calibrate_tsc();
384                 timename = "PIT";
385         }
386
387         cpu_khz = tsc_khz;
388         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC) &&
389                 boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD &&
390                 boot_cpu_data.x86 == 16)
391                 cpu_khz = tsc_calibrate_cpu_khz();
392
393         if (unsynchronized_tsc())
394                 mark_tsc_unstable("TSCs unsynchronized");
395
396         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
397                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
398         else
399                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
400
401         set_cyc2ns_scale(tsc_khz);
402         printk(KERN_INFO "time.c: Detected %d.%03d MHz processor.\n",
403                 cpu_khz / 1000, cpu_khz % 1000);
404         init_tsc_clocksource();
405
406         setup_irq(0, &irq0);
407 }
408
409 /*
410  * sysfs support for the timer.
411  */
412
413 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
414 {
415         return 0;
416 }
417
418 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
419 {
420         if (hpet_address)
421                 hpet_reenable();
422         else
423                 i8254_timer_resume();
424         return 0;
425 }
426
427 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
428         .resume = timer_resume,
429         .suspend = timer_suspend,
430         set_kset_name("timer"),
431 };
432
433 /* XXX this sysfs stuff should probably go elsewhere later -john */
434 static struct sys_device device_timer = {
435         .id     = 0,
436         .cls    = &timer_sysclass,
437 };
438
439 static int time_init_device(void)
440 {
441         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
442         if (!error)
443                 error = sysdev_register(&device_timer);
444         return error;
445 }
446
447 device_initcall(time_init_device);