[MIPS] Fixup migration to GENERIC_TIME
[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/clocksource.h>
15 #include <linux/types.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/param.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
53 /*
54  * By default we provide the null RTC ops
55  */
56 static unsigned long null_rtc_get_time(void)
57 {
58         return mktime(2000, 1, 1, 0, 0, 0);
59 }
60
61 static int null_rtc_set_time(unsigned long sec)
62 {
63         return 0;
64 }
65
66 unsigned long (*rtc_mips_get_time)(void) = null_rtc_get_time;
67 int (*rtc_mips_set_time)(unsigned long) = null_rtc_set_time;
68 int (*rtc_mips_set_mmss)(unsigned long);
69
70
71 /* how many counter cycles in a jiffy */
72 static unsigned long cycles_per_jiffy __read_mostly;
73
74 /* expirelo is the count value for next CPU timer interrupt */
75 static unsigned int expirelo;
76
77
78 /*
79  * Null timer ack for systems not needing one (e.g. i8254).
80  */
81 static void null_timer_ack(void) { /* nothing */ }
82
83 /*
84  * Null high precision timer functions for systems lacking one.
85  */
86 static unsigned int null_hpt_read(void)
87 {
88         return 0;
89 }
90
91 static void __init null_hpt_init(void)
92 {
93         /* nothing */
94 }
95
96
97 /*
98  * Timer ack for an R4k-compatible timer of a known frequency.
99  */
100 static void c0_timer_ack(void)
101 {
102         unsigned int count;
103
104 #ifndef CONFIG_SOC_PNX8550      /* pnx8550 resets to zero */
105         /* Ack this timer interrupt and set the next one.  */
106         expirelo += cycles_per_jiffy;
107 #endif
108         write_c0_compare(expirelo);
109
110         /* Check to see if we have missed any timer interrupts.  */
111         while (((count = read_c0_count()) - expirelo) < 0x7fffffff) {
112                 /* missed_timer_count++; */
113                 expirelo = count + cycles_per_jiffy;
114                 write_c0_compare(expirelo);
115         }
116 }
117
118 /*
119  * High precision timer functions for a R4k-compatible timer.
120  */
121 static unsigned int c0_hpt_read(void)
122 {
123         return read_c0_count();
124 }
125
126 /* For use both as a high precision timer and an interrupt source.  */
127 static void __init c0_hpt_timer_init(void)
128 {
129         expirelo = read_c0_count() + cycles_per_jiffy;
130         write_c0_compare(expirelo);
131 }
132
133 int (*mips_timer_state)(void);
134 void (*mips_timer_ack)(void);
135 unsigned int (*mips_hpt_read)(void);
136 void (*mips_hpt_init)(void) __initdata = null_hpt_init;
137 unsigned int mips_hpt_mask = 0xffffffff;
138
139 /* last time when xtime and rtc are sync'ed up */
140 static long last_rtc_update;
141
142 /*
143  * local_timer_interrupt() does profiling and process accounting
144  * on a per-CPU basis.
145  *
146  * In UP mode, it is invoked from the (global) timer_interrupt.
147  *
148  * In SMP mode, it might invoked by per-CPU timer interrupt, or
149  * a broadcasted inter-processor interrupt which itself is triggered
150  * by the global timer interrupt.
151  */
152 void local_timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
153 {
154         profile_tick(CPU_PROFILING);
155         update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
156 }
157
158 /*
159  * High-level timer interrupt service routines.  This function
160  * is set as irqaction->handler and is invoked through do_IRQ.
161  */
162 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
163 {
164         write_seqlock(&xtime_lock);
165
166         mips_timer_ack();
167
168         /*
169          * call the generic timer interrupt handling
170          */
171         do_timer(1);
172
173         /*
174          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
175          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. rtc_mips_set_time() has to be
176          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
177          */
178         if (ntp_synced() &&
179             xtime.tv_sec > last_rtc_update + 660 &&
180             (xtime.tv_nsec / 1000) >= 500000 - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
181             (xtime.tv_nsec / 1000) <= 500000 + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2) {
182                 if (rtc_mips_set_mmss(xtime.tv_sec) == 0) {
183                         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
184                 } else {
185                         /* do it again in 60 s */
186                         last_rtc_update = xtime.tv_sec - 600;
187                 }
188         }
189
190         write_sequnlock(&xtime_lock);
191
192         /*
193          * In UP mode, we call local_timer_interrupt() to do profiling
194          * and process accouting.
195          *
196          * In SMP mode, local_timer_interrupt() is invoked by appropriate
197          * low-level local timer interrupt handler.
198          */
199         local_timer_interrupt(irq, dev_id);
200
201         return IRQ_HANDLED;
202 }
203
204 int null_perf_irq(void)
205 {
206         return 0;
207 }
208
209 int (*perf_irq)(void) = null_perf_irq;
210
211 EXPORT_SYMBOL(null_perf_irq);
212 EXPORT_SYMBOL(perf_irq);
213
214 asmlinkage void ll_timer_interrupt(int irq)
215 {
216         int r2 = cpu_has_mips_r2;
217
218         irq_enter();
219         kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
220
221         /*
222          * Suckage alert:
223          * Before R2 of the architecture there was no way to see if a
224          * performance counter interrupt was pending, so we have to run the
225          * performance counter interrupt handler anyway.
226          */
227         if (!r2 || (read_c0_cause() & (1 << 26)))
228                 if (perf_irq())
229                         goto out;
230
231         /* we keep interrupt disabled all the time */
232         if (!r2 || (read_c0_cause() & (1 << 30)))
233                 timer_interrupt(irq, NULL);
234
235 out:
236         irq_exit();
237 }
238
239 asmlinkage void ll_local_timer_interrupt(int irq)
240 {
241         irq_enter();
242         if (smp_processor_id() != 0)
243                 kstat_this_cpu.irqs[irq]++;
244
245         /* we keep interrupt disabled all the time */
246         local_timer_interrupt(irq, NULL);
247
248         irq_exit();
249 }
250
251 /*
252  * time_init() - it does the following things.
253  *
254  * 1) board_time_init() -
255  *      a) (optional) set up RTC routines,
256  *      b) (optional) calibrate and set the mips_hpt_frequency
257  *          (only needed if you intended to use cpu counter as timer interrupt
258  *           source)
259  * 2) setup xtime based on rtc_mips_get_time().
260  * 3) calculate a couple of cached variables for later usage
261  * 4) plat_timer_setup() -
262  *      a) (optional) over-write any choices made above by time_init().
263  *      b) machine specific code should setup the timer irqaction.
264  *      c) enable the timer interrupt
265  */
266
267 void (*board_time_init)(void);
268
269 unsigned int mips_hpt_frequency;
270
271 static struct irqaction timer_irqaction = {
272         .handler = timer_interrupt,
273         .flags = IRQF_DISABLED,
274         .name = "timer",
275 };
276
277 static unsigned int __init calibrate_hpt(void)
278 {
279         u64 frequency;
280         u32 hpt_start, hpt_end, hpt_count, hz;
281
282         const int loops = HZ / 10;
283         int log_2_loops = 0;
284         int i;
285
286         /*
287          * We want to calibrate for 0.1s, but to avoid a 64-bit
288          * division we round the number of loops up to the nearest
289          * power of 2.
290          */
291         while (loops > 1 << log_2_loops)
292                 log_2_loops++;
293         i = 1 << log_2_loops;
294
295         /*
296          * Wait for a rising edge of the timer interrupt.
297          */
298         while (mips_timer_state());
299         while (!mips_timer_state());
300
301         /*
302          * Now see how many high precision timer ticks happen
303          * during the calculated number of periods between timer
304          * interrupts.
305          */
306         hpt_start = mips_hpt_read();
307         do {
308                 while (mips_timer_state());
309                 while (!mips_timer_state());
310         } while (--i);
311         hpt_end = mips_hpt_read();
312
313         hpt_count = (hpt_end - hpt_start) & mips_hpt_mask;
314         hz = HZ;
315         frequency = (u64)hpt_count * (u64)hz;
316
317         return frequency >> log_2_loops;
318 }
319
320 static cycle_t read_mips_hpt(void)
321 {
322         return (cycle_t)mips_hpt_read();
323 }
324
325 static struct clocksource clocksource_mips = {
326         .name           = "MIPS",
327         .read           = read_mips_hpt,
328         .is_continuous  = 1,
329 };
330
331 static void __init init_mips_clocksource(void)
332 {
333         u64 temp;
334         u32 shift;
335
336         if (!mips_hpt_frequency || mips_hpt_read == null_hpt_read)
337                 return;
338
339         /* Calclate a somewhat reasonable rating value */
340         clocksource_mips.rating = 200 + mips_hpt_frequency / 10000000;
341         /* Find a shift value */
342         for (shift = 32; shift > 0; shift--) {
343                 temp = (u64) NSEC_PER_SEC << shift;
344                 do_div(temp, mips_hpt_frequency);
345                 if ((temp >> 32) == 0)
346                         break;
347         }
348         clocksource_mips.shift = shift;
349         clocksource_mips.mult = (u32)temp;
350         clocksource_mips.mask = mips_hpt_mask;
351
352         clocksource_register(&clocksource_mips);
353 }
354
355 void __init time_init(void)
356 {
357         if (board_time_init)
358                 board_time_init();
359
360         if (!rtc_mips_set_mmss)
361                 rtc_mips_set_mmss = rtc_mips_set_time;
362
363         xtime.tv_sec = rtc_mips_get_time();
364         xtime.tv_nsec = 0;
365
366         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
367                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
368
369         /* Choose appropriate high precision timer routines.  */
370         if (!cpu_has_counter && !mips_hpt_read)
371                 /* No high precision timer -- sorry.  */
372                 mips_hpt_read = null_hpt_read;
373         else if (!mips_hpt_frequency && !mips_timer_state) {
374                 /* A high precision timer of unknown frequency.  */
375                 if (!mips_hpt_read)
376                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
377                         mips_hpt_read = c0_hpt_read;
378         } else {
379                 /* We know counter frequency.  Or we can get it.  */
380                 if (!mips_hpt_read) {
381                         /* No external high precision timer -- use R4k.  */
382                         mips_hpt_read = c0_hpt_read;
383
384                         if (!mips_timer_state) {
385                                 /* No external timer interrupt -- use R4k.  */
386                                 mips_hpt_init = c0_hpt_timer_init;
387                                 mips_timer_ack = c0_timer_ack;
388                         }
389                 }
390                 if (!mips_hpt_frequency)
391                         mips_hpt_frequency = calibrate_hpt();
392
393                 /* Calculate cache parameters.  */
394                 cycles_per_jiffy = (mips_hpt_frequency + HZ / 2) / HZ;
395
396                 /* Report the high precision timer rate for a reference.  */
397                 printk("Using %u.%03u MHz high precision timer.\n",
398                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) / 1000,
399                        ((mips_hpt_frequency + 500) / 1000) % 1000);
400         }
401
402         if (!mips_timer_ack)
403                 /* No timer interrupt ack (e.g. i8254).  */
404                 mips_timer_ack = null_timer_ack;
405
406         /* This sets up the high precision timer for the first interrupt.  */
407         mips_hpt_init();
408
409         /*
410          * Call board specific timer interrupt setup.
411          *
412          * this pointer must be setup in machine setup routine.
413          *
414          * Even if a machine chooses to use a low-level timer interrupt,
415          * it still needs to setup the timer_irqaction.
416          * In that case, it might be better to set timer_irqaction.handler
417          * to be NULL function so that we are sure the high-level code
418          * is not invoked accidentally.
419          */
420         plat_timer_setup(&timer_irqaction);
421
422         init_mips_clocksource();
423 }
424
425 #define FEBRUARY                2
426 #define STARTOFTIME             1970
427 #define SECDAY                  86400L
428 #define SECYR                   (SECDAY * 365)
429 #define leapyear(y)             ((!((y) % 4) && ((y) % 100)) || !((y) % 400))
430 #define days_in_year(y)         (leapyear(y) ? 366 : 365)
431 #define days_in_month(m)        (month_days[(m) - 1])
432
433 static int month_days[12] = {
434         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
435 };
436
437 void to_tm(unsigned long tim, struct rtc_time *tm)
438 {
439         long hms, day, gday;
440         int i;
441
442         gday = day = tim / SECDAY;
443         hms = tim % SECDAY;
444
445         /* Hours, minutes, seconds are easy */
446         tm->tm_hour = hms / 3600;
447         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
448         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
449
450         /* Number of years in days */
451         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
452                 day -= days_in_year(i);
453         tm->tm_year = i;
454
455         /* Number of months in days left */
456         if (leapyear(tm->tm_year))
457                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
458         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
459                 day -= days_in_month(i);
460         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
461         tm->tm_mon = i - 1;             /* tm_mon starts from 0 to 11 */
462
463         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
464         tm->tm_mday = day + 1;
465
466         /*
467          * Determine the day of week
468          */
469         tm->tm_wday = (gday + 4) % 7;   /* 1970/1/1 was Thursday */
470 }
471
472 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
473 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
474 EXPORT_SYMBOL(rtc_mips_set_time);
475 EXPORT_SYMBOL(rtc_mips_get_time);
476
477 unsigned long long sched_clock(void)
478 {
479         return (unsigned long long)jiffies*(1000000000/HZ);
480 }