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