git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
  21  * against the Titan chip's clock.)
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  *
  29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  33  */
  34
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/sched.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55
  56 #include <asm/io.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/nvram.h>
  59 #include <asm/cache.h>
  60 #include <asm/machdep.h>
  61 #include <asm/uaccess.h>
  62 #include <asm/time.h>
  63 #include <asm/prom.h>
  64 #include <asm/irq.h>
  65 #include <asm/div64.h>
  66 #include <asm/smp.h>
  67 #include <asm/vdso_datapage.h>
  68 #include <asm/firmware.h>
  69 #include <asm/cputime.h>
  70 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  71 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
  72 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
  73 #endif
  74
  75 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  76
  77 #include <linux/clockchips.h>
  78 #include <linux/clocksource.h>
  79
  80 static cycle_t rtc_read(void);
  81 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  82         .name         = "rtc",
  83         .rating       = 400,
  84         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  85         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  86         .shift        = 22,
  87         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  88         .read         = rtc_read,
  89 };
  90
  91 static cycle_t timebase_read(void);
  92 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  93         .name         = "timebase",
  94         .rating       = 400,
  95         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  96         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  97         .shift        = 22,
  98         .mult         = 0,      /* To be filled in */
  99         .read         = timebase_read,
 100 };
 101
 102 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 103
 104 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 105                                       struct clock_event_device *dev);
 106 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 107                                  struct clock_event_device *dev);
 108
 109 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 110        .name           = "decrementer",
 111        .rating         = 200,
 112        .shift          = 16,
 113        .mult           = 0,     /* To be filled in */
 114        .irq            = 0,
 115        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 116        .set_mode       = decrementer_set_mode,
 117        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 118 };
 119
 120 struct decrementer_clock {
 121         struct clock_event_device event;
 122         u64 next_tb;
 123 };
 124
 125 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
 126
 127 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 128 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
 129 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
 130
 131 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
 132 static void __init clocksource_init(void);
 133 #endif
 134
 135 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 136
 137 #ifdef CONFIG_PPC64
 138 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 139 #else
 140 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 141 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 142 #endif
 143
 144 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 145 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 146 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 147 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 148 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 149 u64 tb_to_xs;
 150 unsigned tb_to_us;
 151
 152 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
 153 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
 154 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
 155
 156 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
 157    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
 158 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
 159
 160 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 161 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 162
 163 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 164 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 165 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
 166
 167 extern struct timezone sys_tz;
 168 static long timezone_offset;
 169
 170 unsigned long ppc_proc_freq;
 171 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
 172 unsigned long ppc_tb_freq;
 173
 174 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
 175 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
 176
 177 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 178 /*
 179  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 180  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 181  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 182  */
 183 u64 __cputime_jiffies_factor;
 184 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 185 u64 __cputime_msec_factor;
 186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
 187 u64 __cputime_sec_factor;
 188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 189 u64 __cputime_clockt_factor;
 190 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 191 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 192 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 193
 194 static void calc_cputime_factors(void)
 195 {
 196         struct div_result res;
 197
 198         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 199         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 200         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 201         __cputime_msec_factor = res.result_low;
 202         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 203         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 204         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 205         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
 210  */
 211 static u64 read_purr(void)
 212 {
 213         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 214                 return mfspr(SPRN_PURR);
 215         return mftb();
 216 }
 217
 218 /*
 219  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
 220  */
 221 static u64 read_spurr(u64 purr)
 222 {
 223         /*
 224          * cpus without PURR won't have a SPURR
 225          * We already know the former when we use this, so tell gcc
 226          */
 227         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 228                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 229         return purr;
 230 }
 231
 232 /*
 233  * Account time for a transition between system, hard irq
 234  * or soft irq state.
 235  */
 236 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 237 {
 238         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
 239         unsigned long flags;
 240
 241         local_irq_save(flags);
 242         now = read_purr();
 243         nowscaled = read_spurr(now);
 244         delta = now - get_paca()->startpurr;
 245         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 246         get_paca()->startpurr = now;
 247         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 248         if (!in_interrupt()) {
 249                 /* deltascaled includes both user and system time.
 250                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
 251                  * the system time */
 252                 sys_time = get_paca()->system_time;
 253                 if (get_paca()->user_time)
 254                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
 255                              (sys_time + get_paca()->user_time);
 256                 delta += sys_time;
 257                 get_paca()->system_time = 0;
 258         }
 259         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
 260                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
 261         else
 262                 account_idle_time(delta);
 263         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
 264         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
 265         local_irq_restore(flags);
 266 }
 267
 268 /*
 269  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 270  * by the exception entry and exit code to the generic process
 271  * user and system time records.
 272  * Must be called with interrupts disabled.
 273  */
 274 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 275 {
 276         cputime_t utime, utimescaled;
 277
 278         utime = get_paca()->user_time;
 279         get_paca()->user_time = 0;
 280         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
 281         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * Stuff for accounting stolen time.
 286  */
 287 struct cpu_purr_data {
 288         int     initialized;                    /* thread is running */
 289         u64     tb;                     /* last TB value read */
 290         u64     purr;                   /* last PURR value read */
 291         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
 292 };
 293
 294 /*
 295  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
 296  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
 297  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
 298  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
 299  * sufficient to serialize accesses.
 300  */
 301 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
 302
 303 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
 304 {
 305         unsigned long flags;
 306         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 307
 308         local_irq_save(flags);
 309         p->tb = get_tb_or_rtc();
 310         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 311         wmb();
 312         p->initialized = 1;
 313         local_irq_restore(flags);
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Called during boot when all cpus have come up.
 318  */
 319 void snapshot_timebases(void)
 320 {
 321         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 322                 return;
 323         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
 324 }
 325
 326 /*
 327  * Must be called with interrupts disabled.
 328  */
 329 void calculate_steal_time(void)
 330 {
 331         u64 tb, purr;
 332         s64 stolen;
 333         struct cpu_purr_data *pme;
 334
 335         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 336         if (!pme->initialized)
 337                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
 338         tb = mftb();
 339         purr = mfspr(SPRN_PURR);
 340         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
 341         if (stolen > 0) {
 342                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
 343                         account_steal_time(stolen);
 344                 else
 345                         account_idle_time(stolen);
 346         }
 347         pme->tb = tb;
 348         pme->purr = purr;
 349 }
 350
 351 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 352 /*
 353  * Must be called before the cpu is added to the online map when
 354  * a cpu is being brought up at runtime.
 355  */
 356 static void snapshot_purr(void)
 357 {
 358         struct cpu_purr_data *pme;
 359         unsigned long flags;
 360
 361         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 362                 return;
 363         local_irq_save(flags);
 364         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
 365         pme->tb = mftb();
 366         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
 367         pme->initialized = 1;
 368         local_irq_restore(flags);
 369 }
 370
 371 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 372
 373 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 374 #define calc_cputime_factors()
 375 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
 376 #endif
 377
 378 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
 379 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
 380 #endif
 381
 382 /*
 383  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
 384  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
 385  */
 386 void snapshot_timebase(void)
 387 {
 388         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
 389         snapshot_purr();
 390 }
 391
 392 void __delay(unsigned long loops)
 393 {
 394         unsigned long start;
 395         int diff;
 396
 397         if (__USE_RTC()) {
 398                 start = get_rtcl();
 399                 do {
 400                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 401                         diff = get_rtcl() - start;
 402                         if (diff < 0)
 403                                 diff += 1000000000;
 404                 } while (diff < loops);
 405         } else {
 406                 start = get_tbl();
 407                 while (get_tbl() - start < loops)
 408                         HMT_low();
 409                 HMT_medium();
 410         }
 411 }
 412 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 413
 414 void udelay(unsigned long usecs)
 415 {
 416         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 419
 420 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
 421                                u64 new_tb_to_xs)
 422 {
 423         /*
 424          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 425          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 426          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 427          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 428          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 429          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 430          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 431          * We expect the caller to have done the first increment of
 432          * vdso_data->tb_update_count already.
 433          */
 434         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
 435         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 436         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 437         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
 438         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
 439         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
 440         smp_wmb();
 441         ++(vdso_data->tb_update_count);
 442 }
 443
 444 #ifdef CONFIG_SMP
 445 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 446 {
 447         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 448
 449         if (in_lock_functions(pc))
 450                 return regs->link;
 451
 452         return pc;
 453 }
 454 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 455 #endif
 456
 457 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 458
 459 /*
 460  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 461  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 462  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 463  */
 464
 465 static int __init iSeries_tb_recal(void)
 466 {
 467         struct div_result divres;
 468         unsigned long titan, tb;
 469
 470         /* Make sure we only run on iSeries */
 471         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 472                 return -ENODEV;
 473
 474         tb = get_tb();
 475         titan = HvCallXm_loadTod();
 476         if ( iSeries_recal_titan ) {
 477                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 478                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 479                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 480                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 481                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 482                 char sign = '+';
 483                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 484                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 485
 486                 if ( tick_diff < 0 ) {
 487                         tick_diff = -tick_diff;
 488                         sign = '-';
 489                 }
 490                 if ( tick_diff ) {
 491                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 492                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 493                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 494                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 495                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 496                                 calc_cputime_factors();
 497                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 498                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 499                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 500                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 501                         }
 502                         else {
 503                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 504                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 505                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 506                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 507                         }
 508                 }
 509         }
 510         iSeries_recal_titan = titan;
 511         iSeries_recal_tb = tb;
 512
 513         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
 514         clocksource_init();
 515         return 0;
 516 }
 517 late_initcall(iSeries_tb_recal);
 518
 519 /* Called from platform early init */
 520 void __init iSeries_time_init_early(void)
 521 {
 522         iSeries_recal_tb = get_tb();
 523         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
 524 }
 525 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
 526
 527 /*
 528  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 529  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 530  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 531  * decrementer is less than the current value in the hardware
 532  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 533  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 534  * call will not be needed)
 535  */
 536
 537 /*
 538  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 539  * with interrupts disabled.
 540  */
 541 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 542 {
 543         struct pt_regs *old_regs;
 544         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
 545         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
 546         u64 now;
 547
 548         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 549          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
 550         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 551
 552 #ifdef CONFIG_PPC32
 553         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 554                 do_IRQ(regs);
 555 #endif
 556
 557         now = get_tb_or_rtc();
 558         if (now < decrementer->next_tb) {
 559                 /* not time for this event yet */
 560                 now = decrementer->next_tb - now;
 561                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 562                         set_dec((int)now);
 563                 return;
 564         }
 565         old_regs = set_irq_regs(regs);
 566         irq_enter();
 567
 568         calculate_steal_time();
 569
 570 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 571         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 572                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
 573 #endif
 574
 575         if (evt->event_handler)
 576                 evt->event_handler(evt);
 577
 578 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 579         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
 580                 process_hvlpevents();
 581 #endif
 582
 583 #ifdef CONFIG_PPC64
 584         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 585         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 586                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 587                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 588         }
 589 #endif
 590
 591         irq_exit();
 592         set_irq_regs(old_regs);
 593 }
 594
 595 void wakeup_decrementer(void)
 596 {
 597         unsigned long ticks;
 598
 599         /*
 600          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
 601          * so all we need to do is to reset the decrementer.
 602          */
 603         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
 604         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
 605                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
 606         else
 607                 ticks = 1;
 608         set_dec(ticks);
 609 }
 610
 611 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 612 void generic_suspend_disable_irqs(void)
 613 {
 614         preempt_disable();
 615
 616         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 617          * with suspending.
 618          */
 619
 620         set_dec(0x7fffffff);
 621         local_irq_disable();
 622         set_dec(0x7fffffff);
 623 }
 624
 625 void generic_suspend_enable_irqs(void)
 626 {
 627         wakeup_decrementer();
 628
 629         local_irq_enable();
 630         preempt_enable();
 631 }
 632
 633 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 634 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 635 {
 636         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 637                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 638         generic_suspend_disable_irqs();
 639 }
 640
 641 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 642 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 643 {
 644         generic_suspend_enable_irqs();
 645         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 646                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 647 }
 648 #endif
 649
 650 #ifdef CONFIG_SMP
 651 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
 652 {
 653         int i;
 654         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
 655
 656         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
 657         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
 658
 659         for_each_possible_cpu(i) {
 660                 if (i == boot_cpuid)
 661                         continue;
 662                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
 663         }
 664 }
 665 #endif
 666
 667 /*
 668  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 669  *
 670  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 671  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 672  * are 64-bit unsigned numbers.
 673  */
 674 unsigned long long sched_clock(void)
 675 {
 676         if (__USE_RTC())
 677                 return get_rtc();
 678         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 679 }
 680
 681 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 682 {
 683         struct device_node *cpu;
 684         const unsigned int *fp;
 685         int found = 0;
 686
 687         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 688         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 689
 690         if (cpu) {
 691                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 692                 if (fp) {
 693                         found = 1;
 694                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 695                 }
 696
 697                 of_node_put(cpu);
 698         }
 699
 700         return found;
 701 }
 702
 703 void __init generic_calibrate_decr(void)
 704 {
 705         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 706
 707         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 708             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 709
 710                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 711                                 "(not found)\n");
 712         }
 713
 714         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 715
 716         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 717             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 718
 719                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 720                                 "(not found)\n");
 721         }
 722
 723 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 724         /* Clear any pending timer interrupts */
 725         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 726
 727         /* Enable decrementer interrupt */
 728         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 729 #endif
 730 }
 731
 732 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 733 {
 734         struct rtc_time tm;
 735
 736         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 737                 return 0;
 738
 739         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 740         tm.tm_year -= 1900;
 741         tm.tm_mon -= 1;
 742
 743         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 744 }
 745
 746 unsigned long read_persistent_clock(void)
 747 {
 748         struct rtc_time tm;
 749         static int first = 1;
 750
 751         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 752         if (first) {
 753                 first = 0;
 754                 if (ppc_md.time_init)
 755                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 756
 757                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 758                 if (ppc_md.get_boot_time)
 759                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
 760         }
 761         if (!ppc_md.get_rtc_time)
 762                 return 0;
 763         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 764         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 765                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 766 }
 767
 768 /* clocksource code */
 769 static cycle_t rtc_read(void)
 770 {
 771         return (cycle_t)get_rtc();
 772 }
 773
 774 static cycle_t timebase_read(void)
 775 {
 776         return (cycle_t)get_tb();
 777 }
 778
 779 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
 780 {
 781         u64 t2x, stamp_xsec;
 782
 783         if (clock != &clocksource_timebase)
 784                 return;
 785
 786         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 787         ++vdso_data->tb_update_count;
 788         smp_mb();
 789
 790         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
 791         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
 792         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
 793         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 794         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
 795         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 796         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
 797 }
 798
 799 void update_vsyscall_tz(void)
 800 {
 801         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 802         ++vdso_data->tb_update_count;
 803         smp_mb();
 804         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 805         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 806         smp_mb();
 807         ++vdso_data->tb_update_count;
 808 }
 809
 810 static void __init clocksource_init(void)
 811 {
 812         struct clocksource *clock;
 813
 814         if (__USE_RTC())
 815                 clock = &clocksource_rtc;
 816         else
 817                 clock = &clocksource_timebase;
 818
 819         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
 820
 821         if (clocksource_register(clock)) {
 822                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 823                        clock->name);
 824                 return;
 825         }
 826
 827         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 828                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 829 }
 830
 831 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 832                                       struct clock_event_device *dev)
 833 {
 834         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
 835         set_dec(evt);
 836         return 0;
 837 }
 838
 839 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 840                                  struct clock_event_device *dev)
 841 {
 842         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 843                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 844 }
 845
 846 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 847 {
 848         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
 849
 850         *dec = decrementer_clockevent;
 851         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 852
 853         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
 854                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 855
 856         clockevents_register_device(dec);
 857 }
 858
 859 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 860 {
 861         int cpu = smp_processor_id();
 862
 863         decrementer_clockevent.mult = div_sc(ppc_tb_freq, NSEC_PER_SEC,
 864                                              decrementer_clockevent.shift);
 865         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 866                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 867         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 868                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 869
 870         register_decrementer_clockevent(cpu);
 871 }
 872
 873 void secondary_cpu_time_init(void)
 874 {
 875         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 876          * call here ! */
 877         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 878 }
 879
 880 /* This function is only called on the boot processor */
 881 void __init time_init(void)
 882 {
 883         unsigned long flags;
 884         struct div_result res;
 885         u64 scale, x;
 886         unsigned shift;
 887
 888         if (__USE_RTC()) {
 889                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 890                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 891                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
 892         } else {
 893                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 894                 ppc_md.calibrate_decr();
 895                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 896                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 897                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 898                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 899                 tb_last_jiffy = get_tb();
 900         }
 901
 902         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 903         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 904         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 905         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
 906         calc_cputime_factors();
 907
 908         /*
 909          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
 910          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
 911          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
 912          * rounded up.
 913          */
 914         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
 915         do_div(x, ppc_tb_freq);
 916         tick_nsec = x;
 917         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
 918
 919         /*
 920          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
 921          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
 922          * It is computed as:
 923          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
 924          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
 925          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
 926          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
 927          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
 928          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
 929          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
 930          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
 931          * since there are 2^20 xsec in a second.
 932          */
 933         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
 934                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
 935         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
 936         ticklen_to_xs = res.result_low;
 937
 938         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
 939         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
 940
 941         /*
 942          * Compute scale factor for sched_clock.
 943          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 944          * which is the timebase frequency.
 945          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 946          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 947          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 948          * giving us the scale factor and shift count to use in
 949          * sched_clock().
 950          */
 951         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 952         scale = res.result_low;
 953         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 954                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 955                 res.result_high >>= 1;
 956         }
 957         tb_to_ns_scale = scale;
 958         tb_to_ns_shift = shift;
 959         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 960         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 961
 962         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 963
 964         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 965         if (timezone_offset) {
 966                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 967                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 968         }
 969
 970         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
 971         vdso_data->tb_update_count = 0;
 972         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 973         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 974         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
 975
 976         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 977
 978         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
 979         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 980                 clocksource_init();
 981
 982         init_decrementer_clockevent();
 983 }
 984
 985
 986 #define FEBRUARY        2
 987 #define STARTOFTIME     1970
 988 #define SECDAY          86400L
 989 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 990 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 991                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 992 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 993 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 994
 995 static int month_days[12] = {
 996         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 997 };
 998
 999 /*
1000  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1001  */
1002 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1003 {
1004         int leapsToDate;
1005         int lastYear;
1006         int day;
1007         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1008
1009         lastYear = tm->tm_year - 1;
1010
1011         /*
1012          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1013          */
1014         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1015
1016         /*
1017          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1018          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1019          *
1020          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1021          */
1022         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1023
1024         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1025                    tm->tm_mday;
1026
1027         tm->tm_wday = day % 7;
1028 }
1029
1030 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1031 {
1032         register int    i;
1033         register long   hms, day;
1034
1035         day = tim / SECDAY;
1036         hms = tim % SECDAY;
1037
1038         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1039         tm->tm_hour = hms / 3600;
1040         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1041         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1042
1043         /* Number of years in days */
1044         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1045                 day -= days_in_year(i);
1046         tm->tm_year = i;
1047
1048         /* Number of months in days left */
1049         if (leapyear(tm->tm_year))
1050                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1051         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1052                 day -= days_in_month(i);
1053         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1054         tm->tm_mon = i;
1055
1056         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1057         tm->tm_mday = day + 1;
1058
1059         /*
1060          * Determine the day of week
1061          */
1062         GregorianDay(tm);
1063 }
1064
1065 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1066 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1067  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1068  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1069  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1070  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1071  * is measured but does not harm.
1072  */
1073 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1074 {
1075         unsigned mlt=0, tmp, err;
1076         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1077          * but safe and compact method to find the multiplier.
1078          */
1079
1080         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1081                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1082                         mlt |= tmp;
1083         }
1084
1085         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1086          * A side effect of this is that if outscale is too large
1087          * the returned value will be zero.
1088          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1089          * some might have been forgotten in the test however.
1090          */
1091
1092         err = inscale * (mlt+1);
1093         if (err <= inscale/2)
1094                 mlt++;
1095         return mlt;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1100  * result.
1101  */
1102 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1103                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1104 {
1105         unsigned long a, b, c, d;
1106         unsigned long w, x, y, z;
1107         u64 ra, rb, rc;
1108
1109         a = dividend_high >> 32;
1110         b = dividend_high & 0xffffffff;
1111         c = dividend_low >> 32;
1112         d = dividend_low & 0xffffffff;
1113
1114         w = a / divisor;
1115         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1116
1117         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1118         x = ra;
1119
1120         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1121         y = rb;
1122
1123         do_div(rc, divisor);
1124         z = rc;
1125
1126         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1127         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1128
1129 }