Pull video into release branch
[linux-2.6] / 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);