git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - 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. (for iSeries, we calibrate the timebase
  21  * against the Titan chip's clock.)
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  *
  29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  33  */
  34
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55
  56 #include <asm/io.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/nvram.h>
  59 #include <asm/cache.h>
  60 #include <asm/machdep.h>
  61 #include <asm/uaccess.h>
  62 #include <asm/time.h>
  63 #include <asm/prom.h>
  64 #include <asm/irq.h>
  65 #include <asm/div64.h>
  66 #include <asm/smp.h>
  67 #include <asm/vdso_datapage.h>
  68 #include <asm/firmware.h>
  69 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  70 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  71 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  72 #endif
  73
  74 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  75
  76 #include <linux/clockchips.h>
  77 #include <linux/clocksource.h>
  78
  79 static cycle_t rtc_read(void);
  80 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  81         .name         = "rtc",
  82         .rating       = 400,
  83         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  84         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  85         .shift        = 22,
  86         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  87         .read         = rtc_read,
  88 };
  89
  90 static cycle_t timebase_read(void);
  91 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  92         .name         = "timebase",
  93         .rating       = 400,
  94         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  95         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  96         .shift        = 22,
  97         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  98         .read         = timebase_read,
  99 };
 100
 101 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 102
 103 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 104                                       struct clock_event_device *dev);
 105 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 106                                  struct clock_event_device *dev);
 107
 108 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 109        .name           = "decrementer",
 110        .rating         = 200,
 111        .shift          = 16,
 112        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 113        .irq            = 0,
 114        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 115        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 116        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 117 };
 118
 119 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 120 void init_decrementer_clockevent(void);
 121 static DEFINE_PER_CPU(u64, decrementer_next_tb);
 122
 123 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 124 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 125 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 126
 127 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 128 void __init clocksource_init(void);
 129 #endif
 130
 131 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 132
 133 #ifdef CONFIG_PPC64
 134 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 135 #else
 136 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 137 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 138 #endif
 139
 140 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 141 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 142 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 143 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 144 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 145 u64 tb_to_xs;
 146 unsigned tb_to_us;
 147
 148 #define TICKLEN_SCALE   TICK_LENGTH_SHIFT
 149 u64 last_tick_len;      /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
 150 u64 ticklen_to_xs;      /* 0.64 fraction */
 151
 152 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
 153    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
 154 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
 155
 156 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 157 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 158
 159 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 160 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 161 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
 162
 163 struct gettimeofday_struct do_gtod;
 164
 165 extern struct timezone sys_tz;
 166 static long timezone_offset;
 167
 168 unsigned long ppc_proc_freq;
 169 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
 170 unsigned long ppc_tb_freq;
 171
 172 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
 173 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 174
 175 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 176 /*
 177  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 178  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 179  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 180  */
 181 u64 __cputime_jiffies_factor;
 182 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 183 u64 __cputime_msec_factor;
 184 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 185 u64 __cputime_sec_factor;
 186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 187 u64 __cputime_clockt_factor;
 188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 189
 190 static void calc_cputime_factors(void)
 191 {
 192         struct div_result res;
 193
 194         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 195         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 196         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 197         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 198         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 199         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 200         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 201         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 206  */
 207 static u64 read_purr(void)
 208 {
 209         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 210                 return mfspr(SPRN_PURR);
 211         return mftb();
 212 }
 213
 214 /*
 215  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 216  */
 217 static u64 read_spurr(u64 purr)
 218 {
 219         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 220                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 221         return purr;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * Account time for a transition between system, hard irq
 226  * or soft irq state.
 227  */
 228 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 229 {
 230         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled;
 231         unsigned long flags;
 232
 233         local_irq_save(flags);
 234         now = read_purr();
 235         delta = now - get_paca()->startpurr;
 236         get_paca()->startpurr = now;
 237         nowscaled = read_spurr(now);
 238         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 239         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 240         if (!in_interrupt()) {
 241                 /* deltascaled includes both user and system time.
 242                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 243                  * the system time */
 244                 deltascaled = deltascaled * get_paca()->system_time /
 245                         (get_paca()->system_time + get_paca()->user_time);
 246                 delta += get_paca()->system_time;
 247                 get_paca()->system_time = 0;
 248         }
 249         account_system_time(tsk, 0, delta);
 250         get_paca()->purrdelta = delta;
 251         account_system_time_scaled(tsk, deltascaled);
 252         get_paca()->spurrdelta = deltascaled;
 253         local_irq_restore(flags);
 254 }
 255
 256 /*
 257  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 258  * by the exception entry and exit code to the generic process
 259  * user and system time records.
 260  * Must be called with interrupts disabled.
 261  */
 262 void account_process_vtime(struct task_struct *tsk)
 263 {
 264         cputime_t utime, utimescaled;
 265
 266         utime = get_paca()->user_time;
 267         get_paca()->user_time = 0;
 268         account_user_time(tsk, utime);
 269
 270         /* Estimate the scaled utime by scaling the real utime based
 271          * on the last spurr to purr ratio */
 272         utimescaled = utime * get_paca()->spurrdelta / get_paca()->purrdelta;
 273         get_paca()->spurrdelta = get_paca()->purrdelta = 0;
 274         account_user_time_scaled(tsk, utimescaled);
 275 }
 276
 277 static void account_process_time(struct pt_regs *regs)
 278 {
 279         int cpu = smp_processor_id();
 280
 281         account_process_vtime(current);
 282         run_local_timers();
 283         if (rcu_pending(cpu))
 284                 rcu_check_callbacks(cpu, user_mode(regs));
 285         scheduler_tick();
 286         run_posix_cpu_timers(current);
 287 }
 288
 289 /*
 290  * Stuff for accounting stolen time.
 291  */
 292 struct cpu_purr_data {
 293         int     initialized;                    /* thread is running */
 294         u64     tb;                     /* last TB value read */
 295         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 296         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 297 };
 298
 299 /*
 300  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 301  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 302  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 303  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 304  * sufficient to serialize accesses.
 305  */
 306 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 307
 308 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 309 {
 310         unsigned long flags;
 311         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 312
 313         local_irq_save(flags);
 314         p->tb = get_tb_or_rtc();
 315         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 316         wmb();
 317         p->initialized = 1;
 318         local_irq_restore(flags);
 319 }
 320
 321 /*
 322  * Called during boot when all cpus have come up.
 323  */
 324 void snapshot_timebases(void)
 325 {
 326         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 327                 return;
 328         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 0, 1);
 329 }
 330
 331 /*
 332  * Must be called with interrupts disabled.
 333  */
 334 void calculate_steal_time(void)
 335 {
 336         u64 tb, purr;
 337         s64 stolen;
 338         struct cpu_purr_data *pme;
 339
 340         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 341                 return;
 342         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
 343         if (!pme->initialized)
 344                 return;         /* this can happen in early boot */
 345         tb = mftb();
 346         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 347         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 348         if (stolen > 0)
 349                 account_steal_time(current, stolen);
 350         pme->tb = tb;
 351         pme->purr = purr;
 352 }
 353
 354 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 355 /*
 356  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 357  * a cpu is being brought up at runtime.
 358  */
 359 static void snapshot_purr(void)
 360 {
 361         struct cpu_purr_data *pme;
 362         unsigned long flags;
 363
 364         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 365                 return;
 366         local_irq_save(flags);
 367         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
 368         pme->tb = mftb();
 369         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 370         pme->initialized = 1;
 371         local_irq_restore(flags);
 372 }
 373
 374 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 375
 376 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 377 #define calc_cputime_factors()
 378 #define account_process_time(regs)      update_process_times(user_mode(regs))
 379 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 380 #endif
 381
 382 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 383 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 384 #endif
 385
 386 /*
 387  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 388  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 389  */
 390 void snapshot_timebase(void)
 391 {
 392         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 393         snapshot_purr();
 394 }
 395
 396 void __delay(unsigned long loops)
 397 {
 398         unsigned long start;
 399         int diff;
 400
 401         if (__USE_RTC()) {
 402                 start = get_rtcl();
 403                 do {
 404                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 405                         diff = get_rtcl() - start;
 406                         if (diff < 0)
 407                                 diff += 1000000000;
 408                 } while (diff < loops);
 409         } else {
 410                 start = get_tbl();
 411                 while (get_tbl() - start < loops)
 412                         HMT_low();
 413                 HMT_medium();
 414         }
 415 }
 416 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 417
 418 void udelay(unsigned long usecs)
 419 {
 420         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 421 }
 422 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 423
 424
 425 /*
 426  * There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no
 427  * lock is needed to access and use these values in
 428  * do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a
 429  * reasonable time elapses between changes, there will never
 430  * be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute
 431  * between updates.
 432  */
 433 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
 434                                u64 new_tb_to_xs)
 435 {
 436         unsigned temp_idx;
 437         struct gettimeofday_vars *temp_varp;
 438
 439         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
 440         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
 441
 442         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 443         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 444         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 445         smp_mb();
 446         do_gtod.varp = temp_varp;
 447         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 448
 449         /*
 450          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 451          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 452          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 453          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 454          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 455          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 456          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 457          * We expect the caller to have done the first increment of
 458          * vdso_data->tb_update_count already.
 459          */
 460         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 461         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 462         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 463         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
 464         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
 465         smp_wmb();
 466         ++(vdso_data->tb_update_count);
 467 }
 468
 469 #ifdef CONFIG_SMP
 470 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 471 {
 472         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 473
 474         if (in_lock_functions(pc))
 475                 return regs->link;
 476
 477         return pc;
 478 }
 479 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 480 #endif
 481
 482 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 483
 484 /*
 485  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 486  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 487  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 488  */
 489
 490 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 491 {
 492         struct div_result divres;
 493         unsigned long titan, tb;
 494
 495         /* Make sure we only run on iSeries */
 496         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 497                 return -ENODEV;
 498
 499         tb = get_tb();
 500         titan = HvCallXm_loadTod();
 501         if ( iSeries_recal_titan ) {
 502                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 503                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 504                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 505                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 506                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 507                 char sign = '+';
 508                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 509                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 510
 511                 if ( tick_diff < 0 ) {
 512                         tick_diff = -tick_diff;
 513                         sign = '-';
 514                 }
 515                 if ( tick_diff ) {
 516                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 517                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 518                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 519                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 520                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 521                                 calc_cputime_factors();
 522                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 523                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 524                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 525                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 526                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 527                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 528                         }
 529                         else {
 530                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 531                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 532                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 533                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 534                         }
 535                 }
 536         }
 537         iSeries_recal_titan = titan;
 538         iSeries_recal_tb = tb;
 539
 540         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 541         clocksource_init();
 542         return 0;
 543 }
 544 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 545
 546 /* Called from platform early init */
 547 void __init iSeries_time_init_early(void)
 548 {
 549         iSeries_recal_tb = get_tb();
 550         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 551 }
 552 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 553
 554 /*
 555  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 556  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 557  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 558  * decrementer is less than the current value in the hardware
 559  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 560  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 561  * call will not be needed)
 562  */
 563
 564 /*
 565  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 566  * with interrupts disabled.
 567  */
 568 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 569 {
 570         struct pt_regs *old_regs;
 571         int cpu = smp_processor_id();
 572         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(decrementers, cpu);
 573         u64 now;
 574
 575         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 576          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 577         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 578
 579 #ifdef CONFIG_PPC32
 580         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 581                 do_IRQ(regs);
 582 #endif
 583
 584         now = get_tb_or_rtc();
 585         if (now < per_cpu(decrementer_next_tb, cpu)) {
 586                 /* not time for this event yet */
 587                 now = per_cpu(decrementer_next_tb, cpu) - now;
 588                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 589                         set_dec((unsigned int)now - 1);
 590                 return;
 591         }
 592         old_regs = set_irq_regs(regs);
 593         irq_enter();
 594
 595         calculate_steal_time();
 596
 597 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 598         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 599                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 600 #endif
 601
 602         /*
 603          * We cannot disable the decrementer, so in the period
 604          * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
 605          * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
 606          * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
 607          * is the case.
 608          */
 609         if (!cpu_is_offline(cpu))
 610                 account_process_time(regs);
 611
 612         if (evt->event_handler)
 613                 evt->event_handler(evt);
 614         else
 615                 evt->set_next_event(DECREMENTER_MAX, evt);
 616
 617 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 618         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 619                 process_hvlpevents();
 620 #endif
 621
 622 #ifdef CONFIG_PPC64
 623         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 624         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 625                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 626                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 627         }
 628 #endif
 629
 630         irq_exit();
 631         set_irq_regs(old_regs);
 632 }
 633
 634 void wakeup_decrementer(void)
 635 {
 636         unsigned long ticks;
 637
 638         /*
 639          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
 640          * so all we need to do is to reset the decrementer.
 641          */
 642         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
 643         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
 644                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
 645         else
 646                 ticks = 1;
 647         set_dec(ticks);
 648 }
 649
 650 #ifdef CONFIG_SMP
 651 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 652 {
 653         int i;
 654         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
 655
 656         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
 657         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
 658
 659         for_each_possible_cpu(i) {
 660                 if (i == boot_cpuid)
 661                         continue;
 662                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
 663         }
 664 }
 665 #endif
 666
 667 /*
 668  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 669  *
 670  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 671  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 672  * are 64-bit unsigned numbers.
 673  */
 674 unsigned long long sched_clock(void)
 675 {
 676         if (__USE_RTC())
 677                 return get_rtc();
 678         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 679 }
 680
 681 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 682 {
 683         struct device_node *cpu;
 684         const unsigned int *fp;
 685         int found = 0;
 686
 687         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 688         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 689
 690         if (cpu) {
 691                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 692                 if (fp) {
 693                         found = 1;
 694                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 695                 }
 696
 697                 of_node_put(cpu);
 698         }
 699
 700         return found;
 701 }
 702
 703 void __init generic_calibrate_decr(void)
 704 {
 705         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 706
 707         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 708             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 709
 710                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 711                                 "(not found)\n");
 712         }
 713
 714         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 715
 716         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 717             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 718
 719                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 720                                 "(not found)\n");
 721         }
 722
 723 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 724         /* Set the time base to zero */
 725         mtspr(SPRN_TBWL, 0);
 726         mtspr(SPRN_TBWU, 0);
 727
 728         /* Clear any pending timer interrupts */
 729         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 730
 731         /* Enable decrementer interrupt */
 732         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 733 #endif
 734 }
 735
 736 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 737 {
 738         struct rtc_time tm;
 739
 740         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 741                 return 0;
 742
 743         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 744         tm.tm_year -= 1900;
 745         tm.tm_mon -= 1;
 746
 747         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 748 }
 749
 750 unsigned long read_persistent_clock(void)
 751 {
 752         struct rtc_time tm;
 753         static int first = 1;
 754
 755         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 756         if (first) {
 757                 first = 0;
 758                 if (ppc_md.time_init)
 759                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 760
 761                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 762                 if (ppc_md.get_boot_time)
 763                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
 764         }
 765         if (!ppc_md.get_rtc_time)
 766                 return 0;
 767         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 768         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 769                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 770 }
 771
 772 /* clocksource code */
 773 static cycle_t rtc_read(void)
 774 {
 775         return (cycle_t)get_rtc();
 776 }
 777
 778 static cycle_t timebase_read(void)
 779 {
 780         return (cycle_t)get_tb();
 781 }
 782
 783 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
 784 {
 785         u64 t2x, stamp_xsec;
 786
 787         if (clock != &clocksource_timebase)
 788                 return;
 789
 790         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 791         ++vdso_data->tb_update_count;
 792         smp_mb();
 793
 794         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 795         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 796         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
 797         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 798         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
 799         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 800         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
 801 }
 802
 803 void update_vsyscall_tz(void)
 804 {
 805         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 806         ++vdso_data->tb_update_count;
 807         smp_mb();
 808         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 809         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 810         smp_mb();
 811         ++vdso_data->tb_update_count;
 812 }
 813
 814 void __init clocksource_init(void)
 815 {
 816         struct clocksource *clock;
 817
 818         if (__USE_RTC())
 819                 clock = &clocksource_rtc;
 820         else
 821                 clock = &clocksource_timebase;
 822
 823         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 824
 825         if (clocksource_register(clock)) {
 826                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 827                        clock->name);
 828                 return;
 829         }
 830
 831         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 832                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 833 }
 834
 835 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 836                                       struct clock_event_device *dev)
 837 {
 838         __get_cpu_var(decrementer_next_tb) = get_tb_or_rtc() + evt;
 839         /* The decrementer interrupts on the 0 -> -1 transition */
 840         if (evt)
 841                 --evt;
 842         set_dec(evt);
 843         return 0;
 844 }
 845
 846 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 847                                  struct clock_event_device *dev)
 848 {
 849         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 850                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 851 }
 852
 853 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 854 {
 855         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 856
 857         *dec = decrementer_clockevent;
 858         dec->cpumask = cpumask_of_cpu(cpu);
 859
 860         printk(KERN_INFO "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
 861                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 862
 863         clockevents_register_device(dec);
 864 }
 865
 866 void init_decrementer_clockevent(void)
 867 {
 868         int cpu = smp_processor_id();
 869
 870         decrementer_clockevent.mult = div_sc(ppc_tb_freq, NSEC_PER_SEC,
 871                                              decrementer_clockevent.shift);
 872         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 873                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 874         decrementer_clockevent.min_delta_ns = 1000;
 875
 876         register_decrementer_clockevent(cpu);
 877 }
 878
 879 void secondary_cpu_time_init(void)
 880 {
 881         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 882          * call here ! */
 883         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 884 }
 885
 886 /* This function is only called on the boot processor */
 887 void __init time_init(void)
 888 {
 889         unsigned long flags;
 890         struct div_result res;
 891         u64 scale, x;
 892         unsigned shift;
 893
 894         if (__USE_RTC()) {
 895                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 896                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 897                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
 898         } else {
 899                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 900                 ppc_md.calibrate_decr();
 901                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 902                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 903                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 904                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 905                 tb_last_jiffy = get_tb();
 906         }
 907
 908         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 909         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 910         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 911         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
 912         calc_cputime_factors();
 913
 914         /*
 915          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
 916          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
 917          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
 918          * rounded up.
 919          */
 920         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
 921         do_div(x, ppc_tb_freq);
 922         tick_nsec = x;
 923         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
 924
 925         /*
 926          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
 927          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
 928          * It is computed as:
 929          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
 930          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
 931          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
 932          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
 933          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
 934          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
 935          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
 936          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
 937          * since there are 2^20 xsec in a second.
 938          */
 939         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
 940                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
 941         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
 942         ticklen_to_xs = res.result_low;
 943
 944         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
 945         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
 946
 947         /*
 948          * Compute scale factor for sched_clock.
 949          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 950          * which is the timebase frequency.
 951          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 952          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 953          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 954          * giving us the scale factor and shift count to use in
 955          * sched_clock().
 956          */
 957         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 958         scale = res.result_low;
 959         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 960                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 961                 res.result_high >>= 1;
 962         }
 963         tb_to_ns_scale = scale;
 964         tb_to_ns_shift = shift;
 965         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 966         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 967
 968         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 969
 970         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 971         if (timezone_offset) {
 972                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 973                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 974         }
 975
 976         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 977         do_gtod.var_idx = 0;
 978         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
 979         __get_cpu_var(last_jiffy) = tb_last_jiffy;
 980         do_gtod.varp->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 981         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 982         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 983         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 984
 985         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
 986         vdso_data->tb_update_count = 0;
 987         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 988         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 989         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 990
 991         time_freq = 0;
 992
 993         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 994
 995         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
 996         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 997                 clocksource_init();
 998
 999         init_decrementer_clockevent();
1000 }
1001
1002
1003 #define FEBRUARY        2
1004 #define STARTOFTIME     1970
1005 #define SECDAY          86400L
1006 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1007 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1008                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1009 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1010 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1011
1012 static int month_days[12] = {
1013         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1014 };
1015
1016 /*
1017  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1018  */
1019 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1020 {
1021         int leapsToDate;
1022         int lastYear;
1023         int day;
1024         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1025
1026         lastYear = tm->tm_year - 1;
1027
1028         /*
1029          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1030          */
1031         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1032
1033         /*
1034          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1035          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1036          *
1037          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1038          */
1039         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1040
1041         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1042                    tm->tm_mday;
1043
1044         tm->tm_wday = day % 7;
1045 }
1046
1047 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1048 {
1049         register int    i;
1050         register long   hms, day;
1051
1052         day = tim / SECDAY;
1053         hms = tim % SECDAY;
1054
1055         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1056         tm->tm_hour = hms / 3600;
1057         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1058         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1059
1060         /* Number of years in days */
1061         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1062                 day -= days_in_year(i);
1063         tm->tm_year = i;
1064
1065         /* Number of months in days left */
1066         if (leapyear(tm->tm_year))
1067                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1068         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1069                 day -= days_in_month(i);
1070         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1071         tm->tm_mon = i;
1072
1073         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1074         tm->tm_mday = day + 1;
1075
1076         /*
1077          * Determine the day of week
1078          */
1079         GregorianDay(tm);
1080 }
1081
1082 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1083 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1084  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1085  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1086  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1087  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1088  * is measured but does not harm.
1089  */
1090 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1091 {
1092         unsigned mlt=0, tmp, err;
1093         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1094          * but safe and compact method to find the multiplier.
1095          */
1096
1097         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1098                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1099                         mlt |= tmp;
1100         }
1101
1102         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1103          * A side effect of this is that if outscale is too large
1104          * the returned value will be zero.
1105          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1106          * some might have been forgotten in the test however.
1107          */
1108
1109         err = inscale * (mlt+1);
1110         if (err <= inscale/2)
1111                 mlt++;
1112         return mlt;
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1117  * result.
1118  */
1119 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1120                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1121 {
1122         unsigned long a, b, c, d;
1123         unsigned long w, x, y, z;
1124         u64 ra, rb, rc;
1125
1126         a = dividend_high >> 32;
1127         b = dividend_high & 0xffffffff;
1128         c = dividend_low >> 32;
1129         d = dividend_low & 0xffffffff;
1130
1131         w = a / divisor;
1132         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1133
1134         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1135         x = ra;
1136
1137         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1138         y = rb;
1139
1140         do_div(rc, divisor);
1141         z = rc;
1142
1143         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1144         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1145
1146 }