[POWERPC] Make clockevents work on PPC601 processors
[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 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
120 void init_decrementer_clockevent(void);
121 static DEFINE_PER_CPU(u64, decrementer_next_tb);
122
123 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
124 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
125 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
126
127 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
128 void __init clocksource_init(void);
129 #endif
130
131 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
132
133 #ifdef CONFIG_PPC64
134 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
135 #else
136 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
137 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
138 #endif
139
140 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
141 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
142 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
143 unsigned long tb_ticks_per_sec;
144 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
145 u64 tb_to_xs;
146 unsigned tb_to_us;
147
148 #define TICKLEN_SCALE   TICK_LENGTH_SHIFT
149 u64 last_tick_len;      /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
150 u64 ticklen_to_xs;      /* 0.64 fraction */
151
152 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
153    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
154 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
155
156 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
157 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
158
159 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
160 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
161 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
162
163 struct gettimeofday_struct do_gtod;
164
165 extern struct timezone sys_tz;
166 static long timezone_offset;
167
168 unsigned long ppc_proc_freq;
169 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
170 unsigned long ppc_tb_freq;
171
172 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
173 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
174
175 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
176 /*
177  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
178  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
179  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
180  */
181 u64 __cputime_jiffies_factor;
182 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
183 u64 __cputime_msec_factor;
184 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
185 u64 __cputime_sec_factor;
186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
187 u64 __cputime_clockt_factor;
188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
189
190 static void calc_cputime_factors(void)
191 {
192         struct div_result res;
193
194         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
195         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
196         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
197         __cputime_msec_factor = res.result_low;
198         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
199         __cputime_sec_factor = res.result_low;
200         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
201         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
202 }
203
204 /*
205  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
206  */
207 static u64 read_purr(void)
208 {
209         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
210                 return mfspr(SPRN_PURR);
211         return mftb();
212 }
213
214 /*
215  * Account time for a transition between system, hard irq
216  * or soft irq state.
217  */
218 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
219 {
220         u64 now, delta;
221         unsigned long flags;
222
223         local_irq_save(flags);
224         now = read_purr();
225         delta = now - get_paca()->startpurr;
226         get_paca()->startpurr = now;
227         if (!in_interrupt()) {
228                 delta += get_paca()->system_time;
229                 get_paca()->system_time = 0;
230         }
231         account_system_time(tsk, 0, delta);
232         local_irq_restore(flags);
233 }
234
235 /*
236  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
237  * by the exception entry and exit code to the generic process
238  * user and system time records.
239  * Must be called with interrupts disabled.
240  */
241 void account_process_vtime(struct task_struct *tsk)
242 {
243         cputime_t utime;
244
245         utime = get_paca()->user_time;
246         get_paca()->user_time = 0;
247         account_user_time(tsk, utime);
248 }
249
250 static void account_process_time(struct pt_regs *regs)
251 {
252         int cpu = smp_processor_id();
253
254         account_process_vtime(current);
255         run_local_timers();
256         if (rcu_pending(cpu))
257                 rcu_check_callbacks(cpu, user_mode(regs));
258         scheduler_tick();
259         run_posix_cpu_timers(current);
260 }
261
262 /*
263  * Stuff for accounting stolen time.
264  */
265 struct cpu_purr_data {
266         int     initialized;                    /* thread is running */
267         u64     tb;                     /* last TB value read */
268         u64     purr;                   /* last PURR value read */
269 };
270
271 /*
272  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
273  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
274  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
275  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
276  * sufficient to serialize accesses.
277  */
278 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
279
280 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
281 {
282         unsigned long flags;
283         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
284
285         local_irq_save(flags);
286         p->tb = get_tb_or_rtc();
287         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
288         wmb();
289         p->initialized = 1;
290         local_irq_restore(flags);
291 }
292
293 /*
294  * Called during boot when all cpus have come up.
295  */
296 void snapshot_timebases(void)
297 {
298         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
299                 return;
300         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 0, 1);
301 }
302
303 /*
304  * Must be called with interrupts disabled.
305  */
306 void calculate_steal_time(void)
307 {
308         u64 tb, purr;
309         s64 stolen;
310         struct cpu_purr_data *pme;
311
312         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
313                 return;
314         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
315         if (!pme->initialized)
316                 return;         /* this can happen in early boot */
317         tb = mftb();
318         purr = mfspr(SPRN_PURR);
319         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
320         if (stolen > 0)
321                 account_steal_time(current, stolen);
322         pme->tb = tb;
323         pme->purr = purr;
324 }
325
326 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
327 /*
328  * Must be called before the cpu is added to the online map when
329  * a cpu is being brought up at runtime.
330  */
331 static void snapshot_purr(void)
332 {
333         struct cpu_purr_data *pme;
334         unsigned long flags;
335
336         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
337                 return;
338         local_irq_save(flags);
339         pme = &per_cpu(cpu_purr_data, smp_processor_id());
340         pme->tb = mftb();
341         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
342         pme->initialized = 1;
343         local_irq_restore(flags);
344 }
345
346 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
347
348 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
349 #define calc_cputime_factors()
350 #define account_process_time(regs)      update_process_times(user_mode(regs))
351 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
352 #endif
353
354 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
355 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
356 #endif
357
358 /*
359  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
360  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
361  */
362 void snapshot_timebase(void)
363 {
364         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
365         snapshot_purr();
366 }
367
368 void __delay(unsigned long loops)
369 {
370         unsigned long start;
371         int diff;
372
373         if (__USE_RTC()) {
374                 start = get_rtcl();
375                 do {
376                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
377                         diff = get_rtcl() - start;
378                         if (diff < 0)
379                                 diff += 1000000000;
380                 } while (diff < loops);
381         } else {
382                 start = get_tbl();
383                 while (get_tbl() - start < loops)
384                         HMT_low();
385                 HMT_medium();
386         }
387 }
388 EXPORT_SYMBOL(__delay);
389
390 void udelay(unsigned long usecs)
391 {
392         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
393 }
394 EXPORT_SYMBOL(udelay);
395
396
397 /*
398  * There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no
399  * lock is needed to access and use these values in
400  * do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a
401  * reasonable time elapses between changes, there will never
402  * be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute
403  * between updates.
404  */
405 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
406                                u64 new_tb_to_xs)
407 {
408         unsigned temp_idx;
409         struct gettimeofday_vars *temp_varp;
410
411         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
412         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
413
414         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
415         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
416         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
417         smp_mb();
418         do_gtod.varp = temp_varp;
419         do_gtod.var_idx = temp_idx;
420
421         /*
422          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
423          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
424          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
425          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
426          * the two values of tb_update_count match and are even then the
427          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
428          * loops back and reads them again until this criteria is met.
429          * We expect the caller to have done the first increment of
430          * vdso_data->tb_update_count already.
431          */
432         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
433         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
434         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
435         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
436         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
437         smp_wmb();
438         ++(vdso_data->tb_update_count);
439 }
440
441 #ifdef CONFIG_SMP
442 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
443 {
444         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
445
446         if (in_lock_functions(pc))
447                 return regs->link;
448
449         return pc;
450 }
451 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
452 #endif
453
454 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
455
456 /* 
457  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
458  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
459  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
460  */
461
462 static int __init iSeries_tb_recal(void)
463 {
464         struct div_result divres;
465         unsigned long titan, tb;
466
467         /* Make sure we only run on iSeries */
468         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
469                 return -ENODEV;
470
471         tb = get_tb();
472         titan = HvCallXm_loadTod();
473         if ( iSeries_recal_titan ) {
474                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
475                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
476                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
477                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
478                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
479                 char sign = '+';                
480                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
481                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
482
483                 if ( tick_diff < 0 ) {
484                         tick_diff = -tick_diff;
485                         sign = '-';
486                 }
487                 if ( tick_diff ) {
488                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
489                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
490                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
491                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
492                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
493                                 calc_cputime_factors();
494                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
495                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
496                                 tb_to_xs = divres.result_low;
497                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
498                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
499                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
500                         }
501                         else {
502                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
503                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
504                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
505                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
506                         }
507                 }
508         }
509         iSeries_recal_titan = titan;
510         iSeries_recal_tb = tb;
511
512         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
513         clocksource_init();
514         return 0;
515 }
516 late_initcall(iSeries_tb_recal);
517
518 /* Called from platform early init */
519 void __init iSeries_time_init_early(void)
520 {
521         iSeries_recal_tb = get_tb();
522         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
523 }
524 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
525
526 /*
527  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
528  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
529  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
530  * decrementer is less than the current value in the hardware
531  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
532  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
533  * call will not be needed)
534  */
535
536 /*
537  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
538  * with interrupts disabled.
539  */
540 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
541 {
542         struct pt_regs *old_regs;
543         int cpu = smp_processor_id();
544         struct clock_event_device *evt = &per_cpu(decrementers, cpu);
545         u64 now;
546
547         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
548          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
549         set_dec(DECREMENTER_MAX);
550
551 #ifdef CONFIG_PPC32
552         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
553                 do_IRQ(regs);
554 #endif
555
556         now = get_tb_or_rtc();
557         if (now < per_cpu(decrementer_next_tb, cpu)) {
558                 /* not time for this event yet */
559                 now = per_cpu(decrementer_next_tb, cpu) - now;
560                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
561                         set_dec((unsigned int)now - 1);
562                 return;
563         }
564         old_regs = set_irq_regs(regs);
565         irq_enter();
566
567         calculate_steal_time();
568
569 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
570         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
571                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
572 #endif
573
574         /*
575          * We cannot disable the decrementer, so in the period
576          * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
577          * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
578          * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
579          * is the case.
580          */
581         if (!cpu_is_offline(cpu))
582                 account_process_time(regs);
583
584         if (evt->event_handler)
585                 evt->event_handler(evt);
586         else
587                 evt->set_next_event(DECREMENTER_MAX, evt);
588
589 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
590         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
591                 process_hvlpevents();
592 #endif
593
594 #ifdef CONFIG_PPC64
595         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
596         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
597                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
598                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
599         }
600 #endif
601
602         irq_exit();
603         set_irq_regs(old_regs);
604 }
605
606 void wakeup_decrementer(void)
607 {
608         unsigned long ticks;
609
610         /*
611          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
612          * so all we need to do is to reset the decrementer.
613          */
614         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
615         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
616                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
617         else
618                 ticks = 1;
619         set_dec(ticks);
620 }
621
622 #ifdef CONFIG_SMP
623 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
624 {
625         int i;
626         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
627
628         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
629         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
630
631         for_each_possible_cpu(i) {
632                 if (i == boot_cpuid)
633                         continue;
634                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
635         }
636 }
637 #endif
638
639 /*
640  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
641  *
642  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
643  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
644  * are 64-bit unsigned numbers.
645  */
646 unsigned long long sched_clock(void)
647 {
648         if (__USE_RTC())
649                 return get_rtc();
650         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
651 }
652
653 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
654 {
655         struct device_node *cpu;
656         const unsigned int *fp;
657         int found = 0;
658
659         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
660         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
661
662         if (cpu) {
663                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
664                 if (fp) {
665                         found = 1;
666                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
667                 }
668
669                 of_node_put(cpu);
670         }
671
672         return found;
673 }
674
675 void __init generic_calibrate_decr(void)
676 {
677         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
678
679         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
680             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
681
682                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
683                                 "(not found)\n");
684         }
685
686         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
687
688         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
689             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
690
691                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
692                                 "(not found)\n");
693         }
694
695 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
696         /* Set the time base to zero */
697         mtspr(SPRN_TBWL, 0);
698         mtspr(SPRN_TBWU, 0);
699
700         /* Clear any pending timer interrupts */
701         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
702
703         /* Enable decrementer interrupt */
704         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
705 #endif
706 }
707
708 int update_persistent_clock(struct timespec now)
709 {
710         struct rtc_time tm;
711
712         if (!ppc_md.set_rtc_time)
713                 return 0;
714
715         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
716         tm.tm_year -= 1900;
717         tm.tm_mon -= 1;
718
719         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
720 }
721
722 unsigned long read_persistent_clock(void)
723 {
724         struct rtc_time tm;
725         static int first = 1;
726
727         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
728         if (first) {
729                 first = 0;
730                 if (ppc_md.time_init)
731                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
732
733                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
734                 if (ppc_md.get_boot_time)
735                         return ppc_md.get_boot_time() -timezone_offset;
736         }
737         if (!ppc_md.get_rtc_time)
738                 return 0;
739         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
740         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
741                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
742 }
743
744 /* clocksource code */
745 static cycle_t rtc_read(void)
746 {
747         return (cycle_t)get_rtc();
748 }
749
750 static cycle_t timebase_read(void)
751 {
752         return (cycle_t)get_tb();
753 }
754
755 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
756 {
757         u64 t2x, stamp_xsec;
758
759         if (clock != &clocksource_timebase)
760                 return;
761
762         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
763         ++vdso_data->tb_update_count;
764         smp_mb();
765
766         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
767         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
768         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
769         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
770         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
771         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
772         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
773 }
774
775 void update_vsyscall_tz(void)
776 {
777         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
778         ++vdso_data->tb_update_count;
779         smp_mb();
780         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
781         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
782         smp_mb();
783         ++vdso_data->tb_update_count;
784 }
785
786 void __init clocksource_init(void)
787 {
788         struct clocksource *clock;
789
790         if (__USE_RTC())
791                 clock = &clocksource_rtc;
792         else
793                 clock = &clocksource_timebase;
794
795         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
796
797         if (clocksource_register(clock)) {
798                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
799                        clock->name);
800                 return;
801         }
802
803         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
804                clock->name, clock->mult, clock->shift);
805 }
806
807 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
808                                       struct clock_event_device *dev)
809 {
810         __get_cpu_var(decrementer_next_tb) = get_tb_or_rtc() + evt;
811         /* The decrementer interrupts on the 0 -> -1 transition */
812         if (evt)
813                 --evt;
814         set_dec(evt);
815         return 0;
816 }
817
818 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
819                                  struct clock_event_device *dev)
820 {
821         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
822                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
823 }
824
825 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
826 {
827         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
828
829         *dec = decrementer_clockevent;
830         dec->cpumask = cpumask_of_cpu(cpu);
831
832         printk(KERN_ERR "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
833                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
834
835         clockevents_register_device(dec);
836 }
837
838 void init_decrementer_clockevent(void)
839 {
840         int cpu = smp_processor_id();
841
842         decrementer_clockevent.mult = div_sc(ppc_tb_freq, NSEC_PER_SEC,
843                                              decrementer_clockevent.shift);
844         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
845                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
846         decrementer_clockevent.min_delta_ns = 1000;
847
848         register_decrementer_clockevent(cpu);
849 }
850
851 void secondary_cpu_time_init(void)
852 {
853         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
854          * call here ! */
855         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
856 }
857
858 /* This function is only called on the boot processor */
859 void __init time_init(void)
860 {
861         unsigned long flags;
862         struct div_result res;
863         u64 scale, x;
864         unsigned shift;
865
866         if (__USE_RTC()) {
867                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
868                 ppc_tb_freq = 1000000000;
869                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
870         } else {
871                 /* Normal PowerPC with timebase register */
872                 ppc_md.calibrate_decr();
873                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
874                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
875                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
876                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
877                 tb_last_jiffy = get_tb();
878         }
879
880         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
881         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
882         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
883         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
884         calc_cputime_factors();
885
886         /*
887          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
888          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
889          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
890          * rounded up.
891          */
892         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
893         do_div(x, ppc_tb_freq);
894         tick_nsec = x;
895         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
896
897         /*
898          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
899          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
900          * It is computed as:
901          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
902          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
903          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
904          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
905          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
906          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
907          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
908          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
909          * since there are 2^20 xsec in a second.
910          */
911         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
912                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
913         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
914         ticklen_to_xs = res.result_low;
915
916         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
917         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
918
919         /*
920          * Compute scale factor for sched_clock.
921          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
922          * which is the timebase frequency.
923          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
924          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
925          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
926          * giving us the scale factor and shift count to use in
927          * sched_clock().
928          */
929         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
930         scale = res.result_low;
931         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
932                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
933                 res.result_high >>= 1;
934         }
935         tb_to_ns_scale = scale;
936         tb_to_ns_shift = shift;
937         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
938         boot_tb = get_tb_or_rtc();
939
940         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
941
942         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
943         if (timezone_offset) {
944                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
945                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
946         }
947
948         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
949         do_gtod.var_idx = 0;
950         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
951         __get_cpu_var(last_jiffy) = tb_last_jiffy;
952         do_gtod.varp->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
953         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
954         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
955         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
956
957         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
958         vdso_data->tb_update_count = 0;
959         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
960         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
961         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
962
963         time_freq = 0;
964
965         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
966
967         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
968         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
969                 clocksource_init();
970
971         init_decrementer_clockevent();
972 }
973
974
975 #define FEBRUARY        2
976 #define STARTOFTIME     1970
977 #define SECDAY          86400L
978 #define SECYR           (SECDAY * 365)
979 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
980                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
981 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
982 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
983
984 static int month_days[12] = {
985         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
986 };
987
988 /*
989  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
990  */
991 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
992 {
993         int leapsToDate;
994         int lastYear;
995         int day;
996         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
997
998         lastYear = tm->tm_year - 1;
999
1000         /*
1001          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1002          */
1003         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1004
1005         /*
1006          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1007          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1008          *
1009          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1010          */
1011         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1012
1013         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1014                    tm->tm_mday;
1015
1016         tm->tm_wday = day % 7;
1017 }
1018
1019 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1020 {
1021         register int    i;
1022         register long   hms, day;
1023
1024         day = tim / SECDAY;
1025         hms = tim % SECDAY;
1026
1027         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1028         tm->tm_hour = hms / 3600;
1029         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1030         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1031
1032         /* Number of years in days */
1033         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1034                 day -= days_in_year(i);
1035         tm->tm_year = i;
1036
1037         /* Number of months in days left */
1038         if (leapyear(tm->tm_year))
1039                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1040         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1041                 day -= days_in_month(i);
1042         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1043         tm->tm_mon = i;
1044
1045         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1046         tm->tm_mday = day + 1;
1047
1048         /*
1049          * Determine the day of week
1050          */
1051         GregorianDay(tm);
1052 }
1053
1054 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1055 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1056  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1057  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1058  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1059  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1060  * is measured but does not harm.
1061  */
1062 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1063 {
1064         unsigned mlt=0, tmp, err;
1065         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1066          * but safe and compact method to find the multiplier.
1067          */
1068   
1069         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1070                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1071                         mlt |= tmp;
1072         }
1073   
1074         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1075          * A side effect of this is that if outscale is too large
1076          * the returned value will be zero.
1077          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1078          * some might have been forgotten in the test however.
1079          */
1080   
1081         err = inscale * (mlt+1);
1082         if (err <= inscale/2)
1083                 mlt++;
1084         return mlt;
1085 }
1086
1087 /*
1088  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1089  * result.
1090  */
1091 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1092                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1093 {
1094         unsigned long a, b, c, d;
1095         unsigned long w, x, y, z;
1096         u64 ra, rb, rc;
1097
1098         a = dividend_high >> 32;
1099         b = dividend_high & 0xffffffff;
1100         c = dividend_low >> 32;
1101         d = dividend_low & 0xffffffff;
1102
1103         w = a / divisor;
1104         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1105
1106         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1107         x = ra;
1108
1109         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1110         y = rb;
1111
1112         do_div(rc, divisor);
1113         z = rc;
1114
1115         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1116         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1117
1118 }