[PATCH] s390: cputime misaccounting
[linux-2.6.git] / arch / s390 / kernel / time.c
1 /*
2  *  arch/s390/kernel/time.c
3  *    Time of day based timer functions.
4  *
5  *  S390 version
6  *    Copyright (C) 1999 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
7  *    Author(s): Hartmut Penner (hp@de.ibm.com),
8  *               Martin Schwidefsky (schwidefsky@de.ibm.com),
9  *               Denis Joseph Barrow (djbarrow@de.ibm.com,barrow_dj@yahoo.com)
10  *
11  *  Derived from "arch/i386/kernel/time.c"
12  *    Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
13  */
14
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/errno.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/param.h>
21 #include <linux/string.h>
22 #include <linux/mm.h>
23 #include <linux/interrupt.h>
24 #include <linux/time.h>
25 #include <linux/delay.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/smp.h>
28 #include <linux/types.h>
29 #include <linux/profile.h>
30 #include <linux/timex.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32
33 #include <asm/uaccess.h>
34 #include <asm/delay.h>
35 #include <asm/s390_ext.h>
36 #include <asm/div64.h>
37 #include <asm/irq.h>
38 #include <asm/timer.h>
39
40 /* change this if you have some constant time drift */
41 #define USECS_PER_JIFFY     ((unsigned long) 1000000/HZ)
42 #define CLK_TICKS_PER_JIFFY ((unsigned long) USECS_PER_JIFFY << 12)
43
44 /*
45  * Create a small time difference between the timer interrupts
46  * on the different cpus to avoid lock contention.
47  */
48 #define CPU_DEVIATION       (smp_processor_id() << 12)
49
50 #define TICK_SIZE tick
51
52 static ext_int_info_t ext_int_info_cc;
53 static u64 init_timer_cc;
54 static u64 jiffies_timer_cc;
55 static u64 xtime_cc;
56
57 extern unsigned long wall_jiffies;
58
59 /*
60  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
61  */
62 unsigned long long sched_clock(void)
63 {
64         return ((get_clock() - jiffies_timer_cc) * 1000) >> 12;
65 }
66
67 void tod_to_timeval(__u64 todval, struct timespec *xtime)
68 {
69         unsigned long long sec;
70
71         sec = todval >> 12;
72         do_div(sec, 1000000);
73         xtime->tv_sec = sec;
74         todval -= (sec * 1000000) << 12;
75         xtime->tv_nsec = ((todval * 1000) >> 12);
76 }
77
78 static inline unsigned long do_gettimeoffset(void) 
79 {
80         __u64 now;
81
82         now = (get_clock() - jiffies_timer_cc) >> 12;
83         /* We require the offset from the latest update of xtime */
84         now -= (__u64) wall_jiffies*USECS_PER_JIFFY;
85         return (unsigned long) now;
86 }
87
88 /*
89  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
90  */
91 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
92 {
93         unsigned long flags;
94         unsigned long seq;
95         unsigned long usec, sec;
96
97         do {
98                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
99
100                 sec = xtime.tv_sec;
101                 usec = xtime.tv_nsec / 1000 + do_gettimeoffset();
102         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
103
104         while (usec >= 1000000) {
105                 usec -= 1000000;
106                 sec++;
107         }
108
109         tv->tv_sec = sec;
110         tv->tv_usec = usec;
111 }
112
113 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
114
115 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
116 {
117         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
118         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
119
120         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
121                 return -EINVAL;
122
123         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
124         /* This is revolting. We need to set the xtime.tv_nsec
125          * correctly. However, the value in this location is
126          * is value at the last tick.
127          * Discover what correction gettimeofday
128          * would have done, and then undo it!
129          */
130         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000;
131
132         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
133         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
134
135         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
136         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
137
138         ntp_clear();
139         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
140         clock_was_set();
141         return 0;
142 }
143
144 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
145
146
147 #ifdef CONFIG_PROFILING
148 #define s390_do_profile(regs)   profile_tick(CPU_PROFILING, regs)
149 #else
150 #define s390_do_profile(regs)  do { ; } while(0)
151 #endif /* CONFIG_PROFILING */
152
153
154 /*
155  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
156  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
157  */
158 void account_ticks(struct pt_regs *regs)
159 {
160         __u64 tmp;
161         __u32 ticks, xticks;
162
163         /* Calculate how many ticks have passed. */
164         if (S390_lowcore.int_clock < S390_lowcore.jiffy_timer) {
165                 /*
166                  * We have to program the clock comparator even if
167                  * no tick has passed. That happens if e.g. an i/o
168                  * interrupt wakes up an idle processor that has
169                  * switched off its hz timer.
170                  */
171                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
172                 asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
173                 return;
174         }
175         tmp = S390_lowcore.int_clock - S390_lowcore.jiffy_timer;
176         if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {  /* more than two ticks ? */
177                 ticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY) + 1;
178                 S390_lowcore.jiffy_timer +=
179                         CLK_TICKS_PER_JIFFY * (__u64) ticks;
180         } else if (tmp >= CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
181                 ticks = 2;
182                 S390_lowcore.jiffy_timer += 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY;
183         } else {
184                 ticks = 1;
185                 S390_lowcore.jiffy_timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
186         }
187
188         /* set clock comparator for next tick */
189         tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
190         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
191
192 #ifdef CONFIG_SMP
193         /*
194          * Do not rely on the boot cpu to do the calls to do_timer.
195          * Spread it over all cpus instead.
196          */
197         write_seqlock(&xtime_lock);
198         if (S390_lowcore.jiffy_timer > xtime_cc) {
199                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer - xtime_cc;
200                 if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
201                         xticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY);
202                         xtime_cc += (__u64) xticks * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
203                 } else {
204                         xticks = 1;
205                         xtime_cc += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
206                 }
207                 while (xticks--)
208                         do_timer(regs);
209         }
210         write_sequnlock(&xtime_lock);
211 #else
212         for (xticks = ticks; xticks > 0; xticks--)
213                 do_timer(regs);
214 #endif
215
216 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
217         account_tick_vtime(current);
218 #else
219         while (ticks--)
220                 update_process_times(user_mode(regs));
221 #endif
222
223         s390_do_profile(regs);
224 }
225
226 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
227
228 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ_INIT
229 int sysctl_hz_timer = 0;
230 #else
231 int sysctl_hz_timer = 1;
232 #endif
233
234 /*
235  * Stop the HZ tick on the current CPU.
236  * Only cpu_idle may call this function.
237  */
238 static inline void stop_hz_timer(void)
239 {
240         unsigned long flags;
241         unsigned long seq, next;
242         __u64 timer, todval;
243
244         if (sysctl_hz_timer != 0)
245                 return;
246
247         cpu_set(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
248
249         /*
250          * Leave the clock comparator set up for the next timer
251          * tick if either rcu or a softirq is pending.
252          */
253         if (rcu_pending(smp_processor_id()) || local_softirq_pending()) {
254                 cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
255                 return;
256         }
257
258         /*
259          * This cpu is going really idle. Set up the clock comparator
260          * for the next event.
261          */
262         next = next_timer_interrupt();
263         do {
264                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
265                 timer = (__u64)(next - jiffies) + jiffies_64;
266         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
267         todval = -1ULL;
268         /* Be careful about overflows. */
269         if (timer < (-1ULL / CLK_TICKS_PER_JIFFY)) {
270                 timer = jiffies_timer_cc + timer * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
271                 if (timer >= jiffies_timer_cc)
272                         todval = timer;
273         }
274         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (todval));
275 }
276
277 /*
278  * Start the HZ tick on the current CPU.
279  * Only cpu_idle may call this function.
280  */
281 static inline void start_hz_timer(void)
282 {
283         if (!cpu_isset(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask))
284                 return;
285         account_ticks(task_pt_regs(current));
286         cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
287 }
288
289 static int nohz_idle_notify(struct notifier_block *self,
290                             unsigned long action, void *hcpu)
291 {
292         switch (action) {
293         case CPU_IDLE:
294                 stop_hz_timer();
295                 break;
296         case CPU_NOT_IDLE:
297                 start_hz_timer();
298                 break;
299         }
300         return NOTIFY_OK;
301 }
302
303 static struct notifier_block nohz_idle_nb = {
304         .notifier_call = nohz_idle_notify,
305 };
306
307 void __init nohz_init(void)
308 {
309         if (register_idle_notifier(&nohz_idle_nb))
310                 panic("Couldn't register idle notifier");
311 }
312
313 #endif
314
315 /*
316  * Start the clock comparator on the current CPU.
317  */
318 void init_cpu_timer(void)
319 {
320         unsigned long cr0;
321         __u64 timer;
322
323         timer = jiffies_timer_cc + jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
324         S390_lowcore.jiffy_timer = timer + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
325         timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY + CPU_DEVIATION;
326         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (timer));
327         /* allow clock comparator timer interrupt */
328         __ctl_store(cr0, 0, 0);
329         cr0 |= 0x800;
330         __ctl_load(cr0, 0, 0);
331 }
332
333 extern void vtime_init(void);
334
335 /*
336  * Initialize the TOD clock and the CPU timer of
337  * the boot cpu.
338  */
339 void __init time_init(void)
340 {
341         __u64 set_time_cc;
342         int cc;
343
344         /* kick the TOD clock */
345         asm volatile ("STCK 0(%1)\n\t"
346                       "IPM  %0\n\t"
347                       "SRL  %0,28" : "=r" (cc) : "a" (&init_timer_cc) 
348                                    : "memory", "cc");
349         switch (cc) {
350         case 0: /* clock in set state: all is fine */
351                 break;
352         case 1: /* clock in non-set state: FIXME */
353                 printk("time_init: TOD clock in non-set state\n");
354                 break;
355         case 2: /* clock in error state: FIXME */
356                 printk("time_init: TOD clock in error state\n");
357                 break;
358         case 3: /* clock in stopped or not-operational state: FIXME */
359                 printk("time_init: TOD clock stopped/non-operational\n");
360                 break;
361         }
362         jiffies_timer_cc = init_timer_cc - jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
363
364         /* set xtime */
365         xtime_cc = init_timer_cc + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
366         set_time_cc = init_timer_cc - 0x8126d60e46000000LL +
367                 (0x3c26700LL*1000000*4096);
368         tod_to_timeval(set_time_cc, &xtime);
369         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
370                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
371
372         /* request the clock comparator external interrupt */
373         if (register_early_external_interrupt(0x1004, 0,
374                                               &ext_int_info_cc) != 0)
375                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1004");
376
377         init_cpu_timer();
378
379 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
380         nohz_init();
381 #endif
382
383 #ifdef CONFIG_VIRT_TIMER
384         vtime_init();
385 #endif
386 }
387