Merge branch 'linux-next' of git://git.infradead.org/ubi-2.6
[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 #include <linux/delay.h>
56
57 #include <asm/io.h>
58 #include <asm/processor.h>
59 #include <asm/nvram.h>
60 #include <asm/cache.h>
61 #include <asm/machdep.h>
62 #include <asm/uaccess.h>
63 #include <asm/time.h>
64 #include <asm/prom.h>
65 #include <asm/irq.h>
66 #include <asm/div64.h>
67 #include <asm/smp.h>
68 #include <asm/vdso_datapage.h>
69 #include <asm/firmware.h>
70 #include <asm/cputime.h>
71 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
72 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
73 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
74 #endif
75
76 /* powerpc clocksource/clockevent code */
77
78 #include <linux/clockchips.h>
79 #include <linux/clocksource.h>
80
81 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
82 static struct clocksource clocksource_rtc = {
83         .name         = "rtc",
84         .rating       = 400,
85         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
86         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
87         .shift        = 22,
88         .mult         = 0,      /* To be filled in */
89         .read         = rtc_read,
90 };
91
92 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
93 static struct clocksource clocksource_timebase = {
94         .name         = "timebase",
95         .rating       = 400,
96         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
97         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
98         .shift        = 22,
99         .mult         = 0,      /* To be filled in */
100         .read         = timebase_read,
101 };
102
103 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
104
105 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
106                                       struct clock_event_device *dev);
107 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
108                                  struct clock_event_device *dev);
109
110 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
111        .name           = "decrementer",
112        .rating         = 200,
113        .shift          = 0,     /* To be filled in */
114        .mult           = 0,     /* To be filled in */
115        .irq            = 0,
116        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
117        .set_mode       = decrementer_set_mode,
118        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
119 };
120
121 struct decrementer_clock {
122         struct clock_event_device event;
123         u64 next_tb;
124 };
125
126 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
127
128 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
129 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
130 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
131
132 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
133 static void __init clocksource_init(void);
134 #endif
135
136 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
137
138 #ifdef CONFIG_PPC64
139 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
140 #else
141 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
142 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
143 #endif
144
145 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
146 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
147 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
148 unsigned long tb_ticks_per_sec;
149 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
150 u64 tb_to_xs;
151 unsigned tb_to_us;
152
153 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
154 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
155 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
156
157 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
158    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
159 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
160
161 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
162 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
163
164 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
165 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
166 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
167
168 extern struct timezone sys_tz;
169 static long timezone_offset;
170
171 unsigned long ppc_proc_freq;
172 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
173 unsigned long ppc_tb_freq;
174
175 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
176 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
177
178 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
179 /*
180  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
181  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
182  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
183  */
184 u64 __cputime_jiffies_factor;
185 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
186 u64 __cputime_msec_factor;
187 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
188 u64 __cputime_sec_factor;
189 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
190 u64 __cputime_clockt_factor;
191 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
192 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
193 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
194
195 static void calc_cputime_factors(void)
196 {
197         struct div_result res;
198
199         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
200         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
201         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
202         __cputime_msec_factor = res.result_low;
203         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
204         __cputime_sec_factor = res.result_low;
205         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
206         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
207 }
208
209 /*
210  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
211  */
212 static u64 read_purr(void)
213 {
214         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
215                 return mfspr(SPRN_PURR);
216         return mftb();
217 }
218
219 /*
220  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
221  */
222 static u64 read_spurr(u64 purr)
223 {
224         /*
225          * cpus without PURR won't have a SPURR
226          * We already know the former when we use this, so tell gcc
227          */
228         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
229                 return mfspr(SPRN_SPURR);
230         return purr;
231 }
232
233 /*
234  * Account time for a transition between system, hard irq
235  * or soft irq state.
236  */
237 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
238 {
239         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
240         unsigned long flags;
241
242         local_irq_save(flags);
243         now = read_purr();
244         nowscaled = read_spurr(now);
245         delta = now - get_paca()->startpurr;
246         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
247         get_paca()->startpurr = now;
248         get_paca()->startspurr = nowscaled;
249         if (!in_interrupt()) {
250                 /* deltascaled includes both user and system time.
251                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
252                  * the system time */
253                 sys_time = get_paca()->system_time;
254                 if (get_paca()->user_time)
255                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
256                              (sys_time + get_paca()->user_time);
257                 delta += sys_time;
258                 get_paca()->system_time = 0;
259         }
260         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
261                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
262         else
263                 account_idle_time(delta);
264         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
265         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
266         local_irq_restore(flags);
267 }
268
269 /*
270  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
271  * by the exception entry and exit code to the generic process
272  * user and system time records.
273  * Must be called with interrupts disabled.
274  */
275 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
276 {
277         cputime_t utime, utimescaled;
278
279         utime = get_paca()->user_time;
280         get_paca()->user_time = 0;
281         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
282         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
283 }
284
285 /*
286  * Stuff for accounting stolen time.
287  */
288 struct cpu_purr_data {
289         int     initialized;                    /* thread is running */
290         u64     tb;                     /* last TB value read */
291         u64     purr;                   /* last PURR value read */
292         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
293 };
294
295 /*
296  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
297  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
298  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
299  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
300  * sufficient to serialize accesses.
301  */
302 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
303
304 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
305 {
306         unsigned long flags;
307         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
308
309         local_irq_save(flags);
310         p->tb = get_tb_or_rtc();
311         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
312         wmb();
313         p->initialized = 1;
314         local_irq_restore(flags);
315 }
316
317 /*
318  * Called during boot when all cpus have come up.
319  */
320 void snapshot_timebases(void)
321 {
322         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
323                 return;
324         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
325 }
326
327 /*
328  * Must be called with interrupts disabled.
329  */
330 void calculate_steal_time(void)
331 {
332         u64 tb, purr;
333         s64 stolen;
334         struct cpu_purr_data *pme;
335
336         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
337         if (!pme->initialized)
338                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
339         tb = mftb();
340         purr = mfspr(SPRN_PURR);
341         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
342         if (stolen > 0) {
343                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
344                         account_steal_time(stolen);
345                 else
346                         account_idle_time(stolen);
347         }
348         pme->tb = tb;
349         pme->purr = purr;
350 }
351
352 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
353 /*
354  * Must be called before the cpu is added to the online map when
355  * a cpu is being brought up at runtime.
356  */
357 static void snapshot_purr(void)
358 {
359         struct cpu_purr_data *pme;
360         unsigned long flags;
361
362         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
363                 return;
364         local_irq_save(flags);
365         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
366         pme->tb = mftb();
367         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
368         pme->initialized = 1;
369         local_irq_restore(flags);
370 }
371
372 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
373
374 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
375 #define calc_cputime_factors()
376 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
377 #endif
378
379 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
380 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
381 #endif
382
383 /*
384  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
385  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
386  */
387 void snapshot_timebase(void)
388 {
389         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
390         snapshot_purr();
391 }
392
393 void __delay(unsigned long loops)
394 {
395         unsigned long start;
396         int diff;
397
398         if (__USE_RTC()) {
399                 start = get_rtcl();
400                 do {
401                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
402                         diff = get_rtcl() - start;
403                         if (diff < 0)
404                                 diff += 1000000000;
405                 } while (diff < loops);
406         } else {
407                 start = get_tbl();
408                 while (get_tbl() - start < loops)
409                         HMT_low();
410                 HMT_medium();
411         }
412 }
413 EXPORT_SYMBOL(__delay);
414
415 void udelay(unsigned long usecs)
416 {
417         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
418 }
419 EXPORT_SYMBOL(udelay);
420
421 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
422                                u64 new_tb_to_xs)
423 {
424         /*
425          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
426          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
427          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
428          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
429          * the two values of tb_update_count match and are even then the
430          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
431          * loops back and reads them again until this criteria is met.
432          * We expect the caller to have done the first increment of
433          * vdso_data->tb_update_count already.
434          */
435         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
436         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
437         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
438         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
439         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
440         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
441         smp_wmb();
442         ++(vdso_data->tb_update_count);
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_SMP
446 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
447 {
448         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
449
450         if (in_lock_functions(pc))
451                 return regs->link;
452
453         return pc;
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
456 #endif
457
458 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
459
460 /* 
461  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
462  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
463  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
464  */
465
466 static int __init iSeries_tb_recal(void)
467 {
468         struct div_result divres;
469         unsigned long titan, tb;
470
471         /* Make sure we only run on iSeries */
472         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
473                 return -ENODEV;
474
475         tb = get_tb();
476         titan = HvCallXm_loadTod();
477         if ( iSeries_recal_titan ) {
478                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
479                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
480                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
481                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
482                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
483                 char sign = '+';                
484                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
485                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
486
487                 if ( tick_diff < 0 ) {
488                         tick_diff = -tick_diff;
489                         sign = '-';
490                 }
491                 if ( tick_diff ) {
492                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
493                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
494                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
495                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
496                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
497                                 calc_cputime_factors();
498                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
499                                 tb_to_xs = divres.result_low;
500                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
501                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
502                         }
503                         else {
504                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
505                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
506                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
507                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
508                         }
509                 }
510         }
511         iSeries_recal_titan = titan;
512         iSeries_recal_tb = tb;
513
514         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
515         clocksource_init();
516         return 0;
517 }
518 late_initcall(iSeries_tb_recal);
519
520 /* Called from platform early init */
521 void __init iSeries_time_init_early(void)
522 {
523         iSeries_recal_tb = get_tb();
524         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
525 }
526 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
527
528 /*
529  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
530  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
531  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
532  * decrementer is less than the current value in the hardware
533  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
534  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
535  * call will not be needed)
536  */
537
538 /*
539  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
540  * with interrupts disabled.
541  */
542 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
543 {
544         struct pt_regs *old_regs;
545         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
546         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
547         u64 now;
548
549         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
550          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
551         set_dec(DECREMENTER_MAX);
552
553 #ifdef CONFIG_PPC32
554         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
555                 do_IRQ(regs);
556 #endif
557
558         now = get_tb_or_rtc();
559         if (now < decrementer->next_tb) {
560                 /* not time for this event yet */
561                 now = decrementer->next_tb - now;
562                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
563                         set_dec((int)now);
564                 return;
565         }
566         old_regs = set_irq_regs(regs);
567         irq_enter();
568
569         calculate_steal_time();
570
571 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
572         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
573                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
574 #endif
575
576         if (evt->event_handler)
577                 evt->event_handler(evt);
578
579 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
580         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
581                 process_hvlpevents();
582 #endif
583
584 #ifdef CONFIG_PPC64
585         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
586         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
587                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
588                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
589         }
590 #endif
591
592         irq_exit();
593         set_irq_regs(old_regs);
594 }
595
596 void wakeup_decrementer(void)
597 {
598         unsigned long ticks;
599
600         /*
601          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
602          * so all we need to do is to reset the decrementer.
603          */
604         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
605         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
606                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
607         else
608                 ticks = 1;
609         set_dec(ticks);
610 }
611
612 #ifdef CONFIG_SUSPEND
613 void generic_suspend_disable_irqs(void)
614 {
615         preempt_disable();
616
617         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
618          * with suspending.
619          */
620
621         set_dec(0x7fffffff);
622         local_irq_disable();
623         set_dec(0x7fffffff);
624 }
625
626 void generic_suspend_enable_irqs(void)
627 {
628         wakeup_decrementer();
629
630         local_irq_enable();
631         preempt_enable();
632 }
633
634 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
635 void arch_suspend_disable_irqs(void)
636 {
637         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
638                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
639         generic_suspend_disable_irqs();
640 }
641
642 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
643 void arch_suspend_enable_irqs(void)
644 {
645         generic_suspend_enable_irqs();
646         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
647                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
648 }
649 #endif
650
651 #ifdef CONFIG_SMP
652 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
653 {
654         int i;
655         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
656
657         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
658         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
659
660         for_each_possible_cpu(i) {
661                 if (i == boot_cpuid)
662                         continue;
663                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
664         }
665 }
666 #endif
667
668 /*
669  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
670  *
671  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
672  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
673  * are 64-bit unsigned numbers.
674  */
675 unsigned long long sched_clock(void)
676 {
677         if (__USE_RTC())
678                 return get_rtc();
679         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
680 }
681
682 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
683 {
684         struct device_node *cpu;
685         const unsigned int *fp;
686         int found = 0;
687
688         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
689         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
690
691         if (cpu) {
692                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
693                 if (fp) {
694                         found = 1;
695                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
696                 }
697
698                 of_node_put(cpu);
699         }
700
701         return found;
702 }
703
704 void __init generic_calibrate_decr(void)
705 {
706         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
707
708         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
709             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
710
711                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
712                                 "(not found)\n");
713         }
714
715         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
716
717         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
718             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
719
720                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
721                                 "(not found)\n");
722         }
723
724 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
725         /* Clear any pending timer interrupts */
726         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
727
728         /* Enable decrementer interrupt */
729         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
730 #endif
731 }
732
733 int update_persistent_clock(struct timespec now)
734 {
735         struct rtc_time tm;
736
737         if (!ppc_md.set_rtc_time)
738                 return 0;
739
740         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
741         tm.tm_year -= 1900;
742         tm.tm_mon -= 1;
743
744         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
745 }
746
747 unsigned long read_persistent_clock(void)
748 {
749         struct rtc_time tm;
750         static int first = 1;
751
752         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
753         if (first) {
754                 first = 0;
755                 if (ppc_md.time_init)
756                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
757
758                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
759                 if (ppc_md.get_boot_time)
760                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
761         }
762         if (!ppc_md.get_rtc_time)
763                 return 0;
764         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
765         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
766                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
767 }
768
769 /* clocksource code */
770 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
771 {
772         return (cycle_t)get_rtc();
773 }
774
775 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
776 {
777         return (cycle_t)get_tb();
778 }
779
780 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
781 {
782         u64 t2x, stamp_xsec;
783
784         if (clock != &clocksource_timebase)
785                 return;
786
787         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
788         ++vdso_data->tb_update_count;
789         smp_mb();
790
791         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
792         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
793         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
794         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
795         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
796         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
797         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
798 }
799
800 void update_vsyscall_tz(void)
801 {
802         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
803         ++vdso_data->tb_update_count;
804         smp_mb();
805         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
806         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
807         smp_mb();
808         ++vdso_data->tb_update_count;
809 }
810
811 static void __init clocksource_init(void)
812 {
813         struct clocksource *clock;
814
815         if (__USE_RTC())
816                 clock = &clocksource_rtc;
817         else
818                 clock = &clocksource_timebase;
819
820         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
821
822         if (clocksource_register(clock)) {
823                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
824                        clock->name);
825                 return;
826         }
827
828         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
829                clock->name, clock->mult, clock->shift);
830 }
831
832 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
833                                       struct clock_event_device *dev)
834 {
835         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
836         set_dec(evt);
837         return 0;
838 }
839
840 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
841                                  struct clock_event_device *dev)
842 {
843         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
844                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
845 }
846
847 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
848 {
849         u64 mult, shift = 32;
850
851         while (1) {
852                 mult = div_sc(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
853                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
854                         break;
855
856                 shift--;
857         }
858
859         decrementer_clockevent.shift = shift;
860         decrementer_clockevent.mult = mult;
861 }
862
863 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
864 {
865         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
866
867         *dec = decrementer_clockevent;
868         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
869
870         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
871                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
872
873         clockevents_register_device(dec);
874 }
875
876 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
877 {
878         int cpu = smp_processor_id();
879
880         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
881         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
882                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
883         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
884                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
885
886         register_decrementer_clockevent(cpu);
887 }
888
889 void secondary_cpu_time_init(void)
890 {
891         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
892          * call here ! */
893         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
894 }
895
896 /* This function is only called on the boot processor */
897 void __init time_init(void)
898 {
899         unsigned long flags;
900         struct div_result res;
901         u64 scale, x;
902         unsigned shift;
903
904         if (__USE_RTC()) {
905                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
906                 ppc_tb_freq = 1000000000;
907                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
908         } else {
909                 /* Normal PowerPC with timebase register */
910                 ppc_md.calibrate_decr();
911                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
912                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
913                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
914                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
915                 tb_last_jiffy = get_tb();
916         }
917
918         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
919         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
920         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
921         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
922         calc_cputime_factors();
923
924         /*
925          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
926          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
927          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
928          * rounded up.
929          */
930         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
931         do_div(x, ppc_tb_freq);
932         tick_nsec = x;
933         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
934
935         /*
936          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
937          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
938          * It is computed as:
939          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
940          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
941          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
942          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
943          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
944          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
945          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
946          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
947          * since there are 2^20 xsec in a second.
948          */
949         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
950                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
951         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
952         ticklen_to_xs = res.result_low;
953
954         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
955         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
956
957         /*
958          * Compute scale factor for sched_clock.
959          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
960          * which is the timebase frequency.
961          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
962          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
963          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
964          * giving us the scale factor and shift count to use in
965          * sched_clock().
966          */
967         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
968         scale = res.result_low;
969         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
970                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
971                 res.result_high >>= 1;
972         }
973         tb_to_ns_scale = scale;
974         tb_to_ns_shift = shift;
975         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
976         boot_tb = get_tb_or_rtc();
977
978         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
979
980         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
981         if (timezone_offset) {
982                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
983                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
984         }
985
986         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
987         vdso_data->tb_update_count = 0;
988         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
989         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
990         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
991
992         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
993
994         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
995         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
996                 clocksource_init();
997
998         init_decrementer_clockevent();
999 }
1000
1001
1002 #define FEBRUARY        2
1003 #define STARTOFTIME     1970
1004 #define SECDAY          86400L
1005 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1006 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1007                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1008 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1009 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1010
1011 static int month_days[12] = {
1012         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1013 };
1014
1015 /*
1016  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1017  */
1018 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1019 {
1020         int leapsToDate;
1021         int lastYear;
1022         int day;
1023         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1024
1025         lastYear = tm->tm_year - 1;
1026
1027         /*
1028          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1029          */
1030         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1031
1032         /*
1033          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1034          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1035          *
1036          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1037          */
1038         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1039
1040         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1041                    tm->tm_mday;
1042
1043         tm->tm_wday = day % 7;
1044 }
1045
1046 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1047 {
1048         register int    i;
1049         register long   hms, day;
1050
1051         day = tim / SECDAY;
1052         hms = tim % SECDAY;
1053
1054         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1055         tm->tm_hour = hms / 3600;
1056         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1057         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1058
1059         /* Number of years in days */
1060         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1061                 day -= days_in_year(i);
1062         tm->tm_year = i;
1063
1064         /* Number of months in days left */
1065         if (leapyear(tm->tm_year))
1066                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1067         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1068                 day -= days_in_month(i);
1069         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1070         tm->tm_mon = i;
1071
1072         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1073         tm->tm_mday = day + 1;
1074
1075         /*
1076          * Determine the day of week
1077          */
1078         GregorianDay(tm);
1079 }
1080
1081 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1082 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1083  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1084  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1085  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1086  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1087  * is measured but does not harm.
1088  */
1089 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1090 {
1091         unsigned mlt=0, tmp, err;
1092         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1093          * but safe and compact method to find the multiplier.
1094          */
1095   
1096         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1097                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1098                         mlt |= tmp;
1099         }
1100   
1101         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1102          * A side effect of this is that if outscale is too large
1103          * the returned value will be zero.
1104          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1105          * some might have been forgotten in the test however.
1106          */
1107   
1108         err = inscale * (mlt+1);
1109         if (err <= inscale/2)
1110                 mlt++;
1111         return mlt;
1112 }
1113
1114 /*
1115  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1116  * result.
1117  */
1118 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1119                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1120 {
1121         unsigned long a, b, c, d;
1122         unsigned long w, x, y, z;
1123         u64 ra, rb, rc;
1124
1125         a = dividend_high >> 32;
1126         b = dividend_high & 0xffffffff;
1127         c = dividend_low >> 32;
1128         d = dividend_low & 0xffffffff;
1129
1130         w = a / divisor;
1131         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1132
1133         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1134         x = ra;
1135
1136         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1137         y = rb;
1138
1139         do_div(rc, divisor);
1140         z = rc;
1141
1142         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1143         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1144
1145 }
1146
1147 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1148 void calibrate_delay(void)
1149 {
1150         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1151          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1152          */
1153         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1154 }
1155
1156 static int __init rtc_init(void)
1157 {
1158         struct platform_device *pdev;
1159
1160         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1161                 return -ENODEV;
1162
1163         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1164         if (IS_ERR(pdev))
1165                 return PTR_ERR(pdev);
1166
1167         return 0;
1168 }
1169
1170 module_init(rtc_init);