git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/mips/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Copyright 2001 MontaVista Software Inc.
   3  * Author: Jun Sun, jsun@mvista.com or jsun@junsun.net
   4  * Copyright (c) 2003, 2004  Maciej W. Rozycki
   5  *
   6  * Common time service routines for MIPS machines. See
   7  * Documentation/mips/time.README.
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute  it and/or modify it
  10  * under  the terms of  the GNU General  Public License as published by the
  11  * Free Software Foundation;  either version 2 of the  License, or (at your
  12  * option) any later version.
  13  */
  14 #include <linux/types.h>
  15 #include <linux/kernel.h>
  16 #include <linux/init.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/param.h>
  19 #include <linux/profile.h>
  20 #include <linux/time.h>
  21 #include <linux/timex.h>
  22 #include <linux/smp.h>
  23 #include <linux/kernel_stat.h>
  24 #include <linux/spinlock.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/module.h>
  27
  28 #include <asm/bootinfo.h>
  29 #include <asm/cache.h>
  30 #include <asm/compiler.h>
  31 #include <asm/cpu.h>
  32 #include <asm/cpu-features.h>
  33 #include <asm/div64.h>
  34 #include <asm/sections.h>
  35 #include <asm/time.h>
  36
  37 /*
  38  * The integer part of the number of usecs per jiffy is taken from tick,
  39  * but the fractional part is not recorded, so we calculate it using the
  40  * initial value of HZ.  This aids systems where tick isn't really an
  41  * integer (e.g. for HZ = 128).
  42  */
  43 #define USECS_PER_JIFFY         TICK_SIZE
  44 #define USECS_PER_JIFFY_FRAC    ((unsigned long)(u32)((1000000ULL << 32) / HZ))
  45
  46 #define TICK_SIZE       (tick_nsec / 1000)
  47
  48 /*
  49  * forward reference
  50  */
  51 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  52
  53 /*
  54  * By default we provide the null RTC ops
  55  */
  56 static unsigned long null_rtc_get_time(void)
  57 {
  58         return mktime(2000, 1, 1, 0, 0, 0);
  59 }
  60
  61 static int null_rtc_set_time(unsigned long sec)
  62 {
  63         return 0;
  64 }
  65
  66 unsigned long (*rtc_mips_get_time)(void) = null_rtc_get_time;
  67 int (*rtc_mips_set_time)(unsigned long) = null_rtc_set_time;
  68 int (*rtc_mips_set_mmss)(unsigned long);
  69
  70
  71 /* how many counter cycles in a jiffy */
  72 static unsigned long cycles_per_jiffy __read_mostly;
  73
  74 /* expirelo is the count value for next CPU timer interrupt */
  75 static unsigned int expirelo;
  76
  77
  78 /*
  79  * Null timer ack for systems not needing one (e.g. i8254).
  80  */
  81 static void null_timer_ack(void) { /* nothing */ }
  82
  83 /*
  84  * Null high precision timer functions for systems lacking one.
  85  */
  86 static cycle_t null_hpt_read(void)
  87 {
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * Timer ack for an R4k-compatible timer of a known frequency.
  93  */
  94 static void c0_timer_ack(void)
  95 {
  96         unsigned int count;
  97
  98         /* Ack this timer interrupt and set the next one.  */
  99         expirelo += cycles_per_jiffy;
 100         write_c0_compare(expirelo);
 101
 102         /* Check to see if we have missed any timer interrupts.  */
 103         while (((count = read_c0_count()) - expirelo) < 0x7fffffff) {
 104                 /* missed_timer_count++; */
 105                 expirelo = count + cycles_per_jiffy;
 106                 write_c0_compare(expirelo);
 107         }
 108 }
 109
 110 /*
 111  * High precision timer functions for a R4k-compatible timer.
 112  */
 113 static cycle_t c0_hpt_read(void)
 114 {
 115         return read_c0_count();
 116 }
 117
 118 /* For use both as a high precision timer and an interrupt source.  */
 119 static void __init c0_hpt_timer_init(void)
 120 {
 121         expirelo = read_c0_count() + cycles_per_jiffy;
 122         write_c0_compare(expirelo);
 123 }
 124
 125 int (*mips_timer_state)(void);
 126 void (*mips_timer_ack)(void);
 127
 128 /* last time when xtime and rtc are sync'ed up */
 129 static long last_rtc_update;
 130
 131 /*
 132  * local_timer_interrupt() does profiling and process accounting
 133  * on a per-CPU basis.
 134  *
 135  * In UP mode, it is invoked from the (global) timer_interrupt.
 136  *
 137  * In SMP mode, it might invoked by per-CPU timer interrupt, or
 138  * a broadcasted inter-processor interrupt which itself is triggered
 139  * by the global timer interrupt.
 140  */
 141 void local_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
 142 {
 143         profile_tick(CPU_PROFILING);
 144         update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
 145 }
 146
 147 /*
 148  * High-level timer interrupt service routines.  This function
 149  * is set as irqaction->handler and is invoked through do_IRQ.
 150  */
 151 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
 152 {
 153         write_seqlock(&xtime_lock);
 154
 155         mips_timer_ack();
 156
 157         /*
 158          * call the generic timer interrupt handling
 159          */
 160         do_timer(1);
 161
 162         /*
 163          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 164          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. rtc_mips_set_time() has to be
 165          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 166          */
 167         if (ntp_synced() &&
 168             xtime.tv_sec > last_rtc_update + 660 &&
 169             (xtime.tv_nsec / 1000) >= 500000 - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 170             (xtime.tv_nsec / 1000) <= 500000 + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2) {
 171                 if (rtc_mips_set_mmss(xtime.tv_sec) == 0) {
 172                         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
 173                 } else {
 174                         /* do it again in 60 s */
 175                         last_rtc_update = xtime.tv_sec - 600;
 176                 }
 177         }
 178
 179         write_sequnlock(&xtime_lock);
 180
 181         /*
 182          * In UP mode, we call local_timer_interrupt() to do profiling
 183          * and process accouting.
 184          *
 185          * In SMP mode, local_timer_interrupt() is invoked by appropriate
 186          * low-level local timer interrupt handler.
 187          */
 188         local_timer_interrupt(irq, dev_id);
 189
 190         return IRQ_HANDLED;
 191 }
 192
 193 int null_perf_irq(void)
 194 {
 195         return 0;
 196 }
 197
 198 int (*perf_irq)(void) = null_perf_irq;
 199
 200 EXPORT_SYMBOL(null_perf_irq);
 201 EXPORT_SYMBOL(perf_irq);
 202
 203 /*
 204  * Timer interrupt
 205  */
 206 int cp0_compare_irq;
 207
 208 /*
 209  * Performance counter IRQ or -1 if shared with timer
 210  */
 211 int cp0_perfcount_irq;
 212 EXPORT_SYMBOL_GPL(cp0_perfcount_irq);
 213
 214 /*
 215  * Possibly handle a performance counter interrupt.
 216  * Return true if the timer interrupt should not be checked
 217  */
 218 static inline int handle_perf_irq (int r2)
 219 {
 220         /*
 221          * The performance counter overflow interrupt may be shared with the
 222          * timer interrupt (cp0_perfcount_irq < 0). If it is and a
 223          * performance counter has overflowed (perf_irq() == IRQ_HANDLED)
 224          * and we can't reliably determine if a counter interrupt has also
 225          * happened (!r2) then don't check for a timer interrupt.
 226          */
 227         return (cp0_perfcount_irq < 0) &&
 228                 perf_irq() == IRQ_HANDLED &&
 229                 !r2;
 230 }
 231
 232 asmlinkage void ll_timer_interrupt(int irq)
 233 {
 234         int r2 = cpu_has_mips_r2;
 235
 236         irq_enter();
 237         kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
 238
 239         if (handle_perf_irq(r2))
 240                 goto out;
 241
 242         if (r2 && ((read_c0_cause() & (1 << 30)) == 0))
 243                 goto out;
 244
 245         timer_interrupt(irq, NULL);
 246
 247 out:
 248         irq_exit();
 249 }
 250
 251 asmlinkage void ll_local_timer_interrupt(int irq)
 252 {
 253         irq_enter();
 254         if (smp_processor_id() != 0)
 255                 kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
 256
 257         /* we keep interrupt disabled all the time */
 258         local_timer_interrupt(irq, NULL);
 259
 260         irq_exit();
 261 }
 262
 263 /*
 264  * time_init() - it does the following things.
 265  *
 266  * 1) board_time_init() -
 267  *      a) (optional) set up RTC routines,
 268  *      b) (optional) calibrate and set the mips_hpt_frequency
 269  *          (only needed if you intended to use cpu counter as timer interrupt
 270  *           source)
 271  * 2) setup xtime based on rtc_mips_get_time().
 272  * 3) calculate a couple of cached variables for later usage
 273  * 4) plat_timer_setup() -
 274  *      a) (optional) over-write any choices made above by time_init().
 275  *      b) machine specific code should setup the timer irqaction.
 276  *      c) enable the timer interrupt
 277  */
 278
 279 void (*board_time_init)(void);
 280
 281 unsigned int mips_hpt_frequency;
 282
 283 static struct irqaction timer_irqaction = {
 284         .handler = timer_interrupt,
 285         .flags = IRQF_DISABLED | IRQF_PERCPU,
 286         .name = "timer",
 287 };
 288
 289 static unsigned int __init calibrate_hpt(void)
 290 {
 291         cycle_t frequency, hpt_start, hpt_end, hpt_count, hz;
 292
 293         const int loops = HZ / 10;
 294         int log_2_loops = 0;
 295         int i;
 296
 297         /*
 298          * We want to calibrate for 0.1s, but to avoid a 64-bit
 299          * division we round the number of loops up to the nearest
 300          * power of 2.
 301          */
 302         while (loops > 1 << log_2_loops)
 303                 log_2_loops++;
 304         i = 1 << log_2_loops;
 305
 306         /*
 307          * Wait for a rising edge of the timer interrupt.
 308          */
 309         while (mips_timer_state());
 310         while (!mips_timer_state());
 311
 312         /*
 313          * Now see how many high precision timer ticks happen
 314          * during the calculated number of periods between timer
 315          * interrupts.
 316          */
 317         hpt_start = clocksource_mips.read();
 318         do {
 319                 while (mips_timer_state());
 320                 while (!mips_timer_state());
 321         } while (--i);
 322         hpt_end = clocksource_mips.read();
 323
 324         hpt_count = (hpt_end - hpt_start) & clocksource_mips.mask;
 325         hz = HZ;
 326         frequency = hpt_count * hz;
 327
 328         return frequency >> log_2_loops;
 329 }
 330
 331 struct clocksource clocksource_mips = {
 332         .name           = "MIPS",
 333         .mask           = CLOCKSOURCE_MASK(32),
 334         .flags          = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
 335 };
 336
 337 static void __init init_mips_clocksource(void)
 338 {
 339         u64 temp;
 340         u32 shift;
 341
 342         if (!mips_hpt_frequency || clocksource_mips.read == null_hpt_read)
 343                 return;
 344
 345         /* Calclate a somewhat reasonable rating value */
 346         clocksource_mips.rating = 200 + mips_hpt_frequency / 10000000;
 347         /* Find a shift value */
 348         for (shift = 32; shift > 0; shift--) {
 349                 temp = (u64) NSEC_PER_SEC << shift;
 350                 do_div(temp, mips_hpt_frequency);
 351                 if ((temp >> 32) == 0)
 352                         break;
 353         }
 354         clocksource_mips.shift = shift;
 355         clocksource_mips.mult = (u32)temp;
 356
 357         clocksource_register(&clocksource_mips);
 358 }
 359
 360 void __init time_init(void)
 361 {
 362         if (board_time_init)
 363                 board_time_init();
 364
 365         if (!rtc_mips_set_mmss)
 366                 rtc_mips_set_mmss = rtc_mips_set_time;
 367
 368         xtime.tv_sec = rtc_mips_get_time();
 369         xtime.tv_nsec = 0;
 370
 371         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 372                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 373
 374         /* Choose appropriate high precision timer routines.  */
 375         if (!cpu_has_counter && !clocksource_mips.read)
 376                 /* No high precision timer -- sorry.  */
 377                 clocksource_mips.read = null_hpt_read;
 378         else if (!mips_hpt_frequency && !mips_timer_state) {
 379                 /* A high precision timer of unknown frequency.  */
 380                 if (!clocksource_mips.read)
 381                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
 382                         clocksource_mips.read = c0_hpt_read;
 383         } else {
 384                 /* We know counter frequency.  Or we can get it.  */
 385                 if (!clocksource_mips.read) {
 386                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
 387                         clocksource_mips.read = c0_hpt_read;
 388
 389                         if (!mips_timer_state) {
 390                                 /* No external timer interrupt -- use R4k.  */
 391                                 mips_timer_ack = c0_timer_ack;
 392                                 /* Calculate cache parameters.  */
 393                                 cycles_per_jiffy =
 394                                         (mips_hpt_frequency + HZ / 2) / HZ;
 395                                 /*
 396                                  * This sets up the high precision
 397                                  * timer for the first interrupt.
 398                                  */
 399                                 c0_hpt_timer_init();
 400                         }
 401                 }
 402                 if (!mips_hpt_frequency)
 403                         mips_hpt_frequency = calibrate_hpt();
 404
 405                 /* Report the high precision timer rate for a reference.  */
 406                 printk("Using %u.%03u MHz high precision timer.\n",
 407                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) / 1000,
 408                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) % 1000);
 409         }
 410
 411         if (!mips_timer_ack)
 412                 /* No timer interrupt ack (e.g. i8254).  */
 413                 mips_timer_ack = null_timer_ack;
 414
 415         /*
 416          * Call board specific timer interrupt setup.
 417          *
 418          * this pointer must be setup in machine setup routine.
 419          *
 420          * Even if a machine chooses to use a low-level timer interrupt,
 421          * it still needs to setup the timer_irqaction.
 422          * In that case, it might be better to set timer_irqaction.handler
 423          * to be NULL function so that we are sure the high-level code
 424          * is not invoked accidentally.
 425          */
 426         plat_timer_setup(&timer_irqaction);
 427
 428         init_mips_clocksource();
 429 }
 430
 431 #define FEBRUARY                2
 432 #define STARTOFTIME             1970
 433 #define SECDAY                  86400L
 434 #define SECYR                   (SECDAY * 365)
 435 #define leapyear(y)             ((!((y) % 4) && ((y) % 100)) || !((y) % 400))
 436 #define days_in_year(y)         (leapyear(y) ? 366 : 365)
 437 #define days_in_month(m)        (month_days[(m) - 1])
 438
 439 static int month_days[12] = {
 440         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 441 };
 442
 443 void to_tm(unsigned long tim, struct rtc_time *tm)
 444 {
 445         long hms, day, gday;
 446         int i;
 447
 448         gday = day = tim / SECDAY;
 449         hms = tim % SECDAY;
 450
 451         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 452         tm->tm_hour = hms / 3600;
 453         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 454         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 455
 456         /* Number of years in days */
 457         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 458                 day -= days_in_year(i);
 459         tm->tm_year = i;
 460
 461         /* Number of months in days left */
 462         if (leapyear(tm->tm_year))
 463                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 464         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 465                 day -= days_in_month(i);
 466         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 467         tm->tm_mon = i - 1;             /* tm_mon starts from 0 to 11 */
 468
 469         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 470         tm->tm_mday = day + 1;
 471
 472         /*
 473          * Determine the day of week
 474          */
 475         tm->tm_wday = (gday + 4) % 7;   /* 1970/1/1 was Thursday */
 476 }
 477
 478 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
 479 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
 480 EXPORT_SYMBOL(rtc_mips_set_time);
 481 EXPORT_SYMBOL(rtc_mips_get_time);