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