[MIPS] Deforest the function pointer jungle in the time code.
[linux-2.6.git] / arch / mips / kernel / time.c
1 /*
2  * Copyright 2001 MontaVista Software Inc.
3  * Author: Jun Sun, jsun@mvista.com or jsun@junsun.net
4  * Copyright (c) 2003, 2004  Maciej W. Rozycki
5  *
6  * Common time service routines for MIPS machines. See
7  * Documentation/mips/time.README.
8  *
9  * This program is free software; you can redistribute  it and/or modify it
10  * under  the terms of  the GNU General  Public License as published by the
11  * Free Software Foundation;  either version 2 of the  License, or (at your
12  * option) any later version.
13  */
14 #include <linux/types.h>
15 #include <linux/kernel.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/param.h>
19 #include <linux/profile.h>
20 #include <linux/time.h>
21 #include <linux/timex.h>
22 #include <linux/smp.h>
23 #include <linux/kernel_stat.h>
24 #include <linux/spinlock.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/module.h>
27
28 #include <asm/bootinfo.h>
29 #include <asm/cache.h>
30 #include <asm/compiler.h>
31 #include <asm/cpu.h>
32 #include <asm/cpu-features.h>
33 #include <asm/div64.h>
34 #include <asm/sections.h>
35 #include <asm/time.h>
36
37 /*
38  * The integer part of the number of usecs per jiffy is taken from tick,
39  * but the fractional part is not recorded, so we calculate it using the
40  * initial value of HZ.  This aids systems where tick isn't really an
41  * integer (e.g. for HZ = 128).
42  */
43 #define USECS_PER_JIFFY         TICK_SIZE
44 #define USECS_PER_JIFFY_FRAC    ((unsigned long)(u32)((1000000ULL << 32) / HZ))
45
46 #define TICK_SIZE       (tick_nsec / 1000)
47
48 /*
49  * forward reference
50  */
51 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
52 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
53
54 int __weak rtc_mips_set_time(unsigned long sec)
55 {
56         return 0;
57 }
58 EXPORT_SYMBOL(rtc_mips_set_time);
59
60 int __weak rtc_mips_set_mmss(unsigned long nowtime)
61 {
62         return rtc_mips_set_time(nowtime);
63 }
64
65 int update_persistent_clock(struct timespec now)
66 {
67         return rtc_mips_set_mmss(now.tv_sec);
68 }
69
70 /* how many counter cycles in a jiffy */
71 static unsigned long cycles_per_jiffy __read_mostly;
72
73 /* expirelo is the count value for next CPU timer interrupt */
74 static unsigned int expirelo;
75
76
77 /*
78  * Null timer ack for systems not needing one (e.g. i8254).
79  */
80 static void null_timer_ack(void) { /* nothing */ }
81
82 /*
83  * Null high precision timer functions for systems lacking one.
84  */
85 static cycle_t null_hpt_read(void)
86 {
87         return 0;
88 }
89
90 /*
91  * Timer ack for an R4k-compatible timer of a known frequency.
92  */
93 static void c0_timer_ack(void)
94 {
95         unsigned int count;
96
97         /* Ack this timer interrupt and set the next one.  */
98         expirelo += cycles_per_jiffy;
99         write_c0_compare(expirelo);
100
101         /* Check to see if we have missed any timer interrupts.  */
102         while (((count = read_c0_count()) - expirelo) < 0x7fffffff) {
103                 /* missed_timer_count++; */
104                 expirelo = count + cycles_per_jiffy;
105                 write_c0_compare(expirelo);
106         }
107 }
108
109 /*
110  * High precision timer functions for a R4k-compatible timer.
111  */
112 static cycle_t c0_hpt_read(void)
113 {
114         return read_c0_count();
115 }
116
117 /* For use both as a high precision timer and an interrupt source.  */
118 static void __init c0_hpt_timer_init(void)
119 {
120         expirelo = read_c0_count() + cycles_per_jiffy;
121         write_c0_compare(expirelo);
122 }
123
124 int (*mips_timer_state)(void);
125 void (*mips_timer_ack)(void);
126
127 /*
128  * local_timer_interrupt() does profiling and process accounting
129  * on a per-CPU basis.
130  *
131  * In UP mode, it is invoked from the (global) timer_interrupt.
132  *
133  * In SMP mode, it might invoked by per-CPU timer interrupt, or
134  * a broadcasted inter-processor interrupt which itself is triggered
135  * by the global timer interrupt.
136  */
137 void local_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
138 {
139         profile_tick(CPU_PROFILING);
140         update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
141 }
142
143 /*
144  * High-level timer interrupt service routines.  This function
145  * is set as irqaction->handler and is invoked through do_IRQ.
146  */
147 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
148 {
149         write_seqlock(&xtime_lock);
150
151         mips_timer_ack();
152
153         /*
154          * call the generic timer interrupt handling
155          */
156         do_timer(1);
157
158         write_sequnlock(&xtime_lock);
159
160         /*
161          * In UP mode, we call local_timer_interrupt() to do profiling
162          * and process accouting.
163          *
164          * In SMP mode, local_timer_interrupt() is invoked by appropriate
165          * low-level local timer interrupt handler.
166          */
167         local_timer_interrupt(irq, dev_id);
168
169         return IRQ_HANDLED;
170 }
171
172 int null_perf_irq(void)
173 {
174         return 0;
175 }
176
177 int (*perf_irq)(void) = null_perf_irq;
178
179 EXPORT_SYMBOL(null_perf_irq);
180 EXPORT_SYMBOL(perf_irq);
181
182 /*
183  * Timer interrupt
184  */
185 int cp0_compare_irq;
186
187 /*
188  * Performance counter IRQ or -1 if shared with timer
189  */
190 int cp0_perfcount_irq;
191 EXPORT_SYMBOL_GPL(cp0_perfcount_irq);
192
193 /*
194  * Possibly handle a performance counter interrupt.
195  * Return true if the timer interrupt should not be checked
196  */
197 static inline int handle_perf_irq (int r2)
198 {
199         /*
200          * The performance counter overflow interrupt may be shared with the
201          * timer interrupt (cp0_perfcount_irq < 0). If it is and a
202          * performance counter has overflowed (perf_irq() == IRQ_HANDLED)
203          * and we can't reliably determine if a counter interrupt has also
204          * happened (!r2) then don't check for a timer interrupt.
205          */
206         return (cp0_perfcount_irq < 0) &&
207                 perf_irq() == IRQ_HANDLED &&
208                 !r2;
209 }
210
211 asmlinkage void ll_timer_interrupt(int irq)
212 {
213         int r2 = cpu_has_mips_r2;
214
215         irq_enter();
216         kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
217
218         if (handle_perf_irq(r2))
219                 goto out;
220
221         if (r2 && ((read_c0_cause() & (1 << 30)) == 0))
222                 goto out;
223
224         timer_interrupt(irq, NULL);
225
226 out:
227         irq_exit();
228 }
229
230 asmlinkage void ll_local_timer_interrupt(int irq)
231 {
232         irq_enter();
233         if (smp_processor_id() != 0)
234                 kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
235
236         /* we keep interrupt disabled all the time */
237         local_timer_interrupt(irq, NULL);
238
239         irq_exit();
240 }
241
242 /*
243  * time_init() - it does the following things.
244  *
245  * 1) plat_time_init() -
246  *      a) (optional) set up RTC routines,
247  *      b) (optional) calibrate and set the mips_hpt_frequency
248  *          (only needed if you intended to use cpu counter as timer interrupt
249  *           source)
250  * 2) calculate a couple of cached variables for later usage
251  * 3) plat_timer_setup() -
252  *      a) (optional) over-write any choices made above by time_init().
253  *      b) machine specific code should setup the timer irqaction.
254  *      c) enable the timer interrupt
255  */
256
257 unsigned int mips_hpt_frequency;
258
259 static struct irqaction timer_irqaction = {
260         .handler = timer_interrupt,
261         .flags = IRQF_DISABLED | IRQF_PERCPU,
262         .name = "timer",
263 };
264
265 static unsigned int __init calibrate_hpt(void)
266 {
267         cycle_t frequency, hpt_start, hpt_end, hpt_count, hz;
268
269         const int loops = HZ / 10;
270         int log_2_loops = 0;
271         int i;
272
273         /*
274          * We want to calibrate for 0.1s, but to avoid a 64-bit
275          * division we round the number of loops up to the nearest
276          * power of 2.
277          */
278         while (loops > 1 << log_2_loops)
279                 log_2_loops++;
280         i = 1 << log_2_loops;
281
282         /*
283          * Wait for a rising edge of the timer interrupt.
284          */
285         while (mips_timer_state());
286         while (!mips_timer_state());
287
288         /*
289          * Now see how many high precision timer ticks happen
290          * during the calculated number of periods between timer
291          * interrupts.
292          */
293         hpt_start = clocksource_mips.read();
294         do {
295                 while (mips_timer_state());
296                 while (!mips_timer_state());
297         } while (--i);
298         hpt_end = clocksource_mips.read();
299
300         hpt_count = (hpt_end - hpt_start) & clocksource_mips.mask;
301         hz = HZ;
302         frequency = hpt_count * hz;
303
304         return frequency >> log_2_loops;
305 }
306
307 struct clocksource clocksource_mips = {
308         .name           = "MIPS",
309         .mask           = CLOCKSOURCE_MASK(32),
310         .flags          = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
311 };
312
313 static void __init init_mips_clocksource(void)
314 {
315         u64 temp;
316         u32 shift;
317
318         if (!mips_hpt_frequency || clocksource_mips.read == null_hpt_read)
319                 return;
320
321         /* Calclate a somewhat reasonable rating value */
322         clocksource_mips.rating = 200 + mips_hpt_frequency / 10000000;
323         /* Find a shift value */
324         for (shift = 32; shift > 0; shift--) {
325                 temp = (u64) NSEC_PER_SEC << shift;
326                 do_div(temp, mips_hpt_frequency);
327                 if ((temp >> 32) == 0)
328                         break;
329         }
330         clocksource_mips.shift = shift;
331         clocksource_mips.mult = (u32)temp;
332
333         clocksource_register(&clocksource_mips);
334 }
335
336 void __init __weak plat_time_init(void)
337 {
338 }
339
340 void __init time_init(void)
341 {
342         plat_time_init();
343
344         /* Choose appropriate high precision timer routines.  */
345         if (!cpu_has_counter && !clocksource_mips.read)
346                 /* No high precision timer -- sorry.  */
347                 clocksource_mips.read = null_hpt_read;
348         else if (!mips_hpt_frequency && !mips_timer_state) {
349                 /* A high precision timer of unknown frequency.  */
350                 if (!clocksource_mips.read)
351                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
352                         clocksource_mips.read = c0_hpt_read;
353         } else {
354                 /* We know counter frequency.  Or we can get it.  */
355                 if (!clocksource_mips.read) {
356                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
357                         clocksource_mips.read = c0_hpt_read;
358
359                         if (!mips_timer_state) {
360                                 /* No external timer interrupt -- use R4k.  */
361                                 mips_timer_ack = c0_timer_ack;
362                                 /* Calculate cache parameters.  */
363                                 cycles_per_jiffy =
364                                         (mips_hpt_frequency + HZ / 2) / HZ;
365                                 /*
366                                  * This sets up the high precision
367                                  * timer for the first interrupt.
368                                  */
369                                 c0_hpt_timer_init();
370                         }
371                 }
372                 if (!mips_hpt_frequency)
373                         mips_hpt_frequency = calibrate_hpt();
374
375                 /* Report the high precision timer rate for a reference.  */
376                 printk("Using %u.%03u MHz high precision timer.\n",
377                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) / 1000,
378                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) % 1000);
379         }
380
381         if (!mips_timer_ack)
382                 /* No timer interrupt ack (e.g. i8254).  */
383                 mips_timer_ack = null_timer_ack;
384
385         /*
386          * Call board specific timer interrupt setup.
387          *
388          * this pointer must be setup in machine setup routine.
389          *
390          * Even if a machine chooses to use a low-level timer interrupt,
391          * it still needs to setup the timer_irqaction.
392          * In that case, it might be better to set timer_irqaction.handler
393          * to be NULL function so that we are sure the high-level code
394          * is not invoked accidentally.
395          */
396         plat_timer_setup(&timer_irqaction);
397
398         init_mips_clocksource();
399 }
400
401 #define FEBRUARY                2
402 #define STARTOFTIME             1970
403 #define SECDAY                  86400L
404 #define SECYR                   (SECDAY * 365)
405 #define leapyear(y)             ((!((y) % 4) && ((y) % 100)) || !((y) % 400))
406 #define days_in_year(y)         (leapyear(y) ? 366 : 365)
407 #define days_in_month(m)        (month_days[(m) - 1])
408
409 static int month_days[12] = {
410         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
411 };
412
413 void to_tm(unsigned long tim, struct rtc_time *tm)
414 {
415         long hms, day, gday;
416         int i;
417
418         gday = day = tim / SECDAY;
419         hms = tim % SECDAY;
420
421         /* Hours, minutes, seconds are easy */
422         tm->tm_hour = hms / 3600;
423         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
424         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
425
426         /* Number of years in days */
427         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
428                 day -= days_in_year(i);
429         tm->tm_year = i;
430
431         /* Number of months in days left */
432         if (leapyear(tm->tm_year))
433                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
434         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
435                 day -= days_in_month(i);
436         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
437         tm->tm_mon = i - 1;             /* tm_mon starts from 0 to 11 */
438
439         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
440         tm->tm_mday = day + 1;
441
442         /*
443          * Determine the day of week
444          */
445         tm->tm_wday = (gday + 4) % 7;   /* 1970/1/1 was Thursday */
446 }
447
448 EXPORT_SYMBOL(to_tm);