Merge branch 'ppc-fixes' of git://git.bocc.de/dbox2 into for-2.6.24
[linux-2.6] / 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/clocksource.h>
77
78 static cycle_t rtc_read(void);
79 static struct clocksource clocksource_rtc = {
80         .name         = "rtc",
81         .rating       = 400,
82         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
83         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
84         .shift        = 22,
85         .mult         = 0,      /* To be filled in */
86         .read         = rtc_read,
87 };
88
89 static cycle_t timebase_read(void);
90 static struct clocksource clocksource_timebase = {
91         .name         = "timebase",
92         .rating       = 400,
93         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
94         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
95         .shift        = 22,
96         .mult         = 0,      /* To be filled in */
97         .read         = timebase_read,
98 };
99
100 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
101 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
102 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
103
104 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
105 void __init clocksource_init(void);
106 #endif
107
108 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
109
110 #ifdef CONFIG_PPC64
111 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
112 #else
113 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
114 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
115 #endif
116
117 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
118 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
119 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
120 unsigned long tb_ticks_per_sec;
121 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
122 u64 tb_to_xs;
123 unsigned tb_to_us;
124
125 #define TICKLEN_SCALE   TICK_LENGTH_SHIFT
126 u64 last_tick_len;      /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
127 u64 ticklen_to_xs;      /* 0.64 fraction */
128
129 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
130    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
131 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
132
133 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
135
136 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
137 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
138 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
139
140 struct gettimeofday_struct do_gtod;
141
142 extern struct timezone sys_tz;
143 static long timezone_offset;
144
145 unsigned long ppc_proc_freq;
146 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
147 unsigned long ppc_tb_freq;
148
149 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
150 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
151
152 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
153 /*
154  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
155  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
156  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
157  */
158 u64 __cputime_jiffies_factor;
159 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
160 u64 __cputime_msec_factor;
161 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
162 u64 __cputime_sec_factor;
163 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
164 u64 __cputime_clockt_factor;
165 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
166
167 static void calc_cputime_factors(void)
168 {
169         struct div_result res;
170
171         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
172         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
173         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
174         __cputime_msec_factor = res.result_low;
175         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
176         __cputime_sec_factor = res.result_low;
177         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
178         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
179 }
180
181 /*
182  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
183  */
184 static u64 read_purr(void)
185 {
186         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
187                 return mfspr(SPRN_PURR);
188         return mftb();
189 }
190
191 /*
192  * Account time for a transition between system, hard irq
193  * or soft irq state.
194  */
195 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
196 {
197         u64 now, delta;
198         unsigned long flags;
199
200         local_irq_save(flags);
201         now = read_purr();
202         delta = now - get_paca()->startpurr;
203         get_paca()->startpurr = now;
204         if (!in_interrupt()) {
205                 delta += get_paca()->system_time;
206                 get_paca()->system_time = 0;
207         }
208         account_system_time(tsk, 0, delta);
209         local_irq_restore(flags);
210 }
211
212 /*
213  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
214  * by the exception entry and exit code to the generic process
215  * user and system time records.
216  * Must be called with interrupts disabled.
217  */
218 void account_process_vtime(struct task_struct *tsk)
219 {
220         cputime_t utime;
221
222         utime = get_paca()->user_time;
223         get_paca()->user_time = 0;
224         account_user_time(tsk, utime);
225 }
226
227 static void account_process_time(struct pt_regs *regs)
228 {
229         int cpu = smp_processor_id();
230
231         account_process_vtime(current);
232         run_local_timers();
233         if (rcu_pending(cpu))
234                 rcu_check_callbacks(cpu, user_mode(regs));
235         scheduler_tick();
236         run_posix_cpu_timers(current);
237 }
238
239 /*
240  * Stuff for accounting stolen time.
241  */
242 struct cpu_purr_data {
243         int     initialized;                    /* thread is running */
244         u64     tb;                     /* last TB value read */
245         u64     purr;                   /* last PURR value read */
246 };
247
248 /*
249  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
250  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
251  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
252  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
253  * sufficient to serialize accesses.
254  */
255 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
256
257 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
258 {
259         unsigned long flags;
260         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
261
262         local_irq_save(flags);
263         p->tb = get_tb_or_rtc();
264         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
265         wmb();
266         p->initialized = 1;
267         local_irq_restore(flags);
268 }
269
270 /*
271  * Called during boot when all cpus have come up.
272  */
273 void snapshot_timebases(void)
274 {
275         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
276                 return;
277         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 0, 1);
278 }
279
280 /*
281  * Must be called with interrupts disabled.
282  */
283 void calculate_steal_time(void)
284 {
285         u64 tb, purr;
286         s64 stolen;
287         struct cpu_purr_data *pme;
288
289         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
290                 return;
291         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
292         if (!pme->initialized)
293                 return;         /* this can happen in early boot */
294         tb = mftb();
295         purr = mfspr(SPRN_PURR);
296         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
297         if (stolen > 0)
298                 account_steal_time(current, stolen);
299         pme->tb = tb;
300         pme->purr = purr;
301 }
302
303 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
304 /*
305  * Must be called before the cpu is added to the online map when
306  * a cpu is being brought up at runtime.
307  */
308 static void snapshot_purr(void)
309 {
310         struct cpu_purr_data *pme;
311         unsigned long flags;
312
313         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
314                 return;
315         local_irq_save(flags);
316         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
317         pme->tb = mftb();
318         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
319         pme->initialized = 1;
320         local_irq_restore(flags);
321 }
322
323 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
324
325 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
326 #define calc_cputime_factors()
327 #define account_process_time(regs)      update_process_times(user_mode(regs))
328 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
329 #endif
330
331 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
332 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
333 #endif
334
335 /*
336  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
337  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
338  */
339 void snapshot_timebase(void)
340 {
341         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
342         snapshot_purr();
343 }
344
345 void __delay(unsigned long loops)
346 {
347         unsigned long start;
348         int diff;
349
350         if (__USE_RTC()) {
351                 start = get_rtcl();
352                 do {
353                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
354                         diff = get_rtcl() - start;
355                         if (diff < 0)
356                                 diff += 1000000000;
357                 } while (diff < loops);
358         } else {
359                 start = get_tbl();
360                 while (get_tbl() - start < loops)
361                         HMT_low();
362                 HMT_medium();
363         }
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(__delay);
366
367 void udelay(unsigned long usecs)
368 {
369         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(udelay);
372
373
374 /*
375  * There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no
376  * lock is needed to access and use these values in
377  * do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a
378  * reasonable time elapses between changes, there will never
379  * be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute
380  * between updates.
381  */
382 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
383                                u64 new_tb_to_xs)
384 {
385         unsigned temp_idx;
386         struct gettimeofday_vars *temp_varp;
387
388         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
389         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
390
391         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
392         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
393         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
394         smp_mb();
395         do_gtod.varp = temp_varp;
396         do_gtod.var_idx = temp_idx;
397
398         /*
399          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
400          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
401          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
402          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
403          * the two values of tb_update_count match and are even then the
404          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
405          * loops back and reads them again until this criteria is met.
406          * We expect the caller to have done the first increment of
407          * vdso_data->tb_update_count already.
408          */
409         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
410         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
411         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
412         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
413         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
414         smp_wmb();
415         ++(vdso_data->tb_update_count);
416 }
417
418 #ifdef CONFIG_SMP
419 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
420 {
421         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
422
423         if (in_lock_functions(pc))
424                 return regs->link;
425
426         return pc;
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
429 #endif
430
431 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
432
433 /* 
434  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
435  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
436  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
437  */
438
439 static int __init iSeries_tb_recal(void)
440 {
441         struct div_result divres;
442         unsigned long titan, tb;
443
444         /* Make sure we only run on iSeries */
445         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
446                 return -ENODEV;
447
448         tb = get_tb();
449         titan = HvCallXm_loadTod();
450         if ( iSeries_recal_titan ) {
451                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
452                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
453                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
454                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
455                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
456                 char sign = '+';                
457                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
458                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
459
460                 if ( tick_diff < 0 ) {
461                         tick_diff = -tick_diff;
462                         sign = '-';
463                 }
464                 if ( tick_diff ) {
465                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
466                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
467                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
468                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
469                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
470                                 calc_cputime_factors();
471                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
472                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
473                                 tb_to_xs = divres.result_low;
474                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
475                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
476                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
477                         }
478                         else {
479                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
480                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
481                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
482                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
483                         }
484                 }
485         }
486         iSeries_recal_titan = titan;
487         iSeries_recal_tb = tb;
488
489         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
490         clocksource_init();
491         return 0;
492 }
493 late_initcall(iSeries_tb_recal);
494
495 /* Called from platform early init */
496 void __init iSeries_time_init_early(void)
497 {
498         iSeries_recal_tb = get_tb();
499         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
500 }
501 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
502
503 /*
504  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
505  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
506  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
507  * decrementer is less than the current value in the hardware
508  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
509  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
510  * call will not be needed)
511  */
512
513 /*
514  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
515  * with interrupts disabled.
516  */
517 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
518 {
519         struct pt_regs *old_regs;
520         int next_dec;
521         int cpu = smp_processor_id();
522         unsigned long ticks;
523         u64 tb_next_jiffy;
524
525 #ifdef CONFIG_PPC32
526         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
527                 do_IRQ(regs);
528 #endif
529
530         old_regs = set_irq_regs(regs);
531         irq_enter();
532
533         profile_tick(CPU_PROFILING);
534         calculate_steal_time();
535
536 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
537         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
538                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
539 #endif
540
541         while ((ticks = tb_ticks_since(per_cpu(last_jiffy, cpu)))
542                >= tb_ticks_per_jiffy) {
543                 /* Update last_jiffy */
544                 per_cpu(last_jiffy, cpu) += tb_ticks_per_jiffy;
545                 /* Handle RTCL overflow on 601 */
546                 if (__USE_RTC() && per_cpu(last_jiffy, cpu) >= 1000000000)
547                         per_cpu(last_jiffy, cpu) -= 1000000000;
548
549                 /*
550                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
551                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
552                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
553                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
554                  * is the case.
555                  */
556                 if (!cpu_is_offline(cpu))
557                         account_process_time(regs);
558
559                 /*
560                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
561                  * should have been fixed up by now.
562                  */
563                 if (cpu != boot_cpuid)
564                         continue;
565
566                 write_seqlock(&xtime_lock);
567                 tb_next_jiffy = tb_last_jiffy + tb_ticks_per_jiffy;
568                 if (__USE_RTC() && tb_next_jiffy >= 1000000000)
569                         tb_next_jiffy -= 1000000000;
570                 if (per_cpu(last_jiffy, cpu) >= tb_next_jiffy) {
571                         tb_last_jiffy = tb_next_jiffy;
572                         do_timer(1);
573                 }
574                 write_sequnlock(&xtime_lock);
575         }
576         
577         next_dec = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
578         set_dec(next_dec);
579
580 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
581         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
582                 process_hvlpevents();
583 #endif
584
585 #ifdef CONFIG_PPC64
586         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
587         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
588                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
589                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
590         }
591 #endif
592
593         irq_exit();
594         set_irq_regs(old_regs);
595 }
596
597 void wakeup_decrementer(void)
598 {
599         unsigned long ticks;
600
601         /*
602          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
603          * so all we need to do is to reset the decrementer.
604          */
605         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
606         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
607                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
608         else
609                 ticks = 1;
610         set_dec(ticks);
611 }
612
613 #ifdef CONFIG_SMP
614 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
615 {
616         int i;
617         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
618
619         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
620         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
621
622         for_each_possible_cpu(i) {
623                 if (i == boot_cpuid)
624                         continue;
625                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
626         }
627 }
628 #endif
629
630 /*
631  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
632  *
633  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
634  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
635  * are 64-bit unsigned numbers.
636  */
637 unsigned long long sched_clock(void)
638 {
639         if (__USE_RTC())
640                 return get_rtc();
641         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
642 }
643
644 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
645 {
646         struct device_node *cpu;
647         const unsigned int *fp;
648         int found = 0;
649
650         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
651         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
652
653         if (cpu) {
654                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
655                 if (fp) {
656                         found = 1;
657                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
658                 }
659
660                 of_node_put(cpu);
661         }
662
663         return found;
664 }
665
666 void __init generic_calibrate_decr(void)
667 {
668         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
669
670         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
671             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
672
673                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
674                                 "(not found)\n");
675         }
676
677         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
678
679         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
680             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
681
682                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
683                                 "(not found)\n");
684         }
685
686 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
687         /* Set the time base to zero */
688         mtspr(SPRN_TBWL, 0);
689         mtspr(SPRN_TBWU, 0);
690
691         /* Clear any pending timer interrupts */
692         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
693
694         /* Enable decrementer interrupt */
695         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
696 #endif
697 }
698
699 int update_persistent_clock(struct timespec now)
700 {
701         struct rtc_time tm;
702
703         if (!ppc_md.set_rtc_time)
704                 return 0;
705
706         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
707         tm.tm_year -= 1900;
708         tm.tm_mon -= 1;
709
710         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
711 }
712
713 unsigned long read_persistent_clock(void)
714 {
715         struct rtc_time tm;
716         static int first = 1;
717
718         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
719         if (first) {
720                 first = 0;
721                 if (ppc_md.time_init)
722                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
723
724                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
725                 if (ppc_md.get_boot_time)
726                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
727         }
728         if (!ppc_md.get_rtc_time)
729                 return 0;
730         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
731         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
732                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
733 }
734
735 /* clocksource code */
736 static cycle_t rtc_read(void)
737 {
738         return (cycle_t)get_rtc();
739 }
740
741 static cycle_t timebase_read(void)
742 {
743         return (cycle_t)get_tb();
744 }
745
746 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
747 {
748         u64 t2x, stamp_xsec;
749
750         if (clock != &clocksource_timebase)
751                 return;
752
753         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
754         ++vdso_data->tb_update_count;
755         smp_mb();
756
757         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
758         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
759         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
760         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
761         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
762         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
763         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
764 }
765
766 void update_vsyscall_tz(void)
767 {
768         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
769         ++vdso_data->tb_update_count;
770         smp_mb();
771         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
772         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
773         smp_mb();
774         ++vdso_data->tb_update_count;
775 }
776
777 void __init clocksource_init(void)
778 {
779         struct clocksource *clock;
780
781         if (__USE_RTC())
782                 clock = &clocksource_rtc;
783         else
784                 clock = &clocksource_timebase;
785
786         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
787
788         if (clocksource_register(clock)) {
789                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
790                        clock->name);
791                 return;
792         }
793
794         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
795                clock->name, clock->mult, clock->shift);
796 }
797
798 /* This function is only called on the boot processor */
799 void __init time_init(void)
800 {
801         unsigned long flags;
802         struct div_result res;
803         u64 scale, x;
804         unsigned shift;
805
806         if (__USE_RTC()) {
807                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
808                 ppc_tb_freq = 1000000000;
809                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
810         } else {
811                 /* Normal PowerPC with timebase register */
812                 ppc_md.calibrate_decr();
813                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
814                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
815                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
816                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
817                 tb_last_jiffy = get_tb();
818         }
819
820         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
821         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
822         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
823         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
824         calc_cputime_factors();
825
826         /*
827          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
828          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
829          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
830          * rounded up.
831          */
832         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
833         do_div(x, ppc_tb_freq);
834         tick_nsec = x;
835         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
836
837         /*
838          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
839          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
840          * It is computed as:
841          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
842          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
843          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
844          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
845          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
846          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
847          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
848          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
849          * since there are 2^20 xsec in a second.
850          */
851         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
852                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
853         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
854         ticklen_to_xs = res.result_low;
855
856         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
857         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
858
859         /*
860          * Compute scale factor for sched_clock.
861          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
862          * which is the timebase frequency.
863          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
864          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
865          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
866          * giving us the scale factor and shift count to use in
867          * sched_clock().
868          */
869         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
870         scale = res.result_low;
871         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
872                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
873                 res.result_high >>= 1;
874         }
875         tb_to_ns_scale = scale;
876         tb_to_ns_shift = shift;
877         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
878         boot_tb = get_tb_or_rtc();
879
880         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
881
882         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
883         if (timezone_offset) {
884                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
885                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
886         }
887
888         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
889         do_gtod.var_idx = 0;
890         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
891         __get_cpu_var(last_jiffy) = tb_last_jiffy;
892         do_gtod.varp->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
893         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
894         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
895         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
896
897         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
898         vdso_data->tb_update_count = 0;
899         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
900         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
901         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
902
903         time_freq = 0;
904
905         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
906
907         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
908         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
909                 clocksource_init();
910
911         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
912         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
913 }
914
915
916 #define FEBRUARY        2
917 #define STARTOFTIME     1970
918 #define SECDAY          86400L
919 #define SECYR           (SECDAY * 365)
920 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
921                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
922 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
923 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
924
925 static int month_days[12] = {
926         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
927 };
928
929 /*
930  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
931  */
932 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
933 {
934         int leapsToDate;
935         int lastYear;
936         int day;
937         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
938
939         lastYear = tm->tm_year - 1;
940
941         /*
942          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
943          */
944         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
945
946         /*
947          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
948          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
949          *
950          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
951          */
952         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
953
954         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
955                    tm->tm_mday;
956
957         tm->tm_wday = day % 7;
958 }
959
960 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
961 {
962         register int    i;
963         register long   hms, day;
964
965         day = tim / SECDAY;
966         hms = tim % SECDAY;
967
968         /* Hours, minutes, seconds are easy */
969         tm->tm_hour = hms / 3600;
970         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
971         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
972
973         /* Number of years in days */
974         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
975                 day -= days_in_year(i);
976         tm->tm_year = i;
977
978         /* Number of months in days left */
979         if (leapyear(tm->tm_year))
980                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
981         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
982                 day -= days_in_month(i);
983         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
984         tm->tm_mon = i;
985
986         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
987         tm->tm_mday = day + 1;
988
989         /*
990          * Determine the day of week
991          */
992         GregorianDay(tm);
993 }
994
995 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
996 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
997  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
998  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
999  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1000  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1001  * is measured but does not harm.
1002  */
1003 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1004 {
1005         unsigned mlt=0, tmp, err;
1006         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1007          * but safe and compact method to find the multiplier.
1008          */
1009   
1010         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1011                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1012                         mlt |= tmp;
1013         }
1014   
1015         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1016          * A side effect of this is that if outscale is too large
1017          * the returned value will be zero.
1018          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1019          * some might have been forgotten in the test however.
1020          */
1021   
1022         err = inscale * (mlt+1);
1023         if (err <= inscale/2)
1024                 mlt++;
1025         return mlt;
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1030  * result.
1031  */
1032 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1033                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1034 {
1035         unsigned long a, b, c, d;
1036         unsigned long w, x, y, z;
1037         u64 ra, rb, rc;
1038
1039         a = dividend_high >> 32;
1040         b = dividend_high & 0xffffffff;
1041         c = dividend_low >> 32;
1042         d = dividend_low & 0xffffffff;
1043
1044         w = a / divisor;
1045         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1046
1047         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1048         x = ra;
1049
1050         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1051         y = rb;
1052
1053         do_div(rc, divisor);
1054         z = rc;
1055
1056         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1057         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1058
1059 }