clocksource: pass clocksource to read() callback
[linux-2.6.git] / 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(struct clocksource *);
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(struct clocksource *);
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(struct clocksource *cs)
770 {
771         return (cycle_t)get_rtc();
772 }
773
774 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
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 }
1130
1131 static int __init rtc_init(void)
1132 {
1133         struct platform_device *pdev;
1134
1135         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1136                 return -ENODEV;
1137
1138         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1139         if (IS_ERR(pdev))
1140                 return PTR_ERR(pdev);
1141
1142         return 0;
1143 }
1144
1145 module_init(rtc_init);