[PATCH] s390: monotonic_clock interface
[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) * 125) >> 9;
65 }
66
67 /*
68  * Monotonic_clock - returns # of nanoseconds passed since time_init()
69  */
70 unsigned long long monotonic_clock(void)
71 {
72         return sched_clock();
73 }
74 EXPORT_SYMBOL(monotonic_clock);
75
76 void tod_to_timeval(__u64 todval, struct timespec *xtime)
77 {
78         unsigned long long sec;
79
80         sec = todval >> 12;
81         do_div(sec, 1000000);
82         xtime->tv_sec = sec;
83         todval -= (sec * 1000000) << 12;
84         xtime->tv_nsec = ((todval * 1000) >> 12);
85 }
86
87 static inline unsigned long do_gettimeoffset(void) 
88 {
89         __u64 now;
90
91         now = (get_clock() - jiffies_timer_cc) >> 12;
92         /* We require the offset from the latest update of xtime */
93         now -= (__u64) wall_jiffies*USECS_PER_JIFFY;
94         return (unsigned long) now;
95 }
96
97 /*
98  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
99  */
100 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
101 {
102         unsigned long flags;
103         unsigned long seq;
104         unsigned long usec, sec;
105
106         do {
107                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
108
109                 sec = xtime.tv_sec;
110                 usec = xtime.tv_nsec / 1000 + do_gettimeoffset();
111         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
112
113         while (usec >= 1000000) {
114                 usec -= 1000000;
115                 sec++;
116         }
117
118         tv->tv_sec = sec;
119         tv->tv_usec = usec;
120 }
121
122 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
123
124 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
125 {
126         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
127         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
128
129         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
130                 return -EINVAL;
131
132         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
133         /* This is revolting. We need to set the xtime.tv_nsec
134          * correctly. However, the value in this location is
135          * is value at the last tick.
136          * Discover what correction gettimeofday
137          * would have done, and then undo it!
138          */
139         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000;
140
141         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
142         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
143
144         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
145         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
146
147         ntp_clear();
148         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
149         clock_was_set();
150         return 0;
151 }
152
153 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
154
155
156 #ifdef CONFIG_PROFILING
157 #define s390_do_profile(regs)   profile_tick(CPU_PROFILING, regs)
158 #else
159 #define s390_do_profile(regs)  do { ; } while(0)
160 #endif /* CONFIG_PROFILING */
161
162
163 /*
164  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
165  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
166  */
167 void account_ticks(struct pt_regs *regs)
168 {
169         __u64 tmp;
170         __u32 ticks, xticks;
171
172         /* Calculate how many ticks have passed. */
173         if (S390_lowcore.int_clock < S390_lowcore.jiffy_timer) {
174                 /*
175                  * We have to program the clock comparator even if
176                  * no tick has passed. That happens if e.g. an i/o
177                  * interrupt wakes up an idle processor that has
178                  * switched off its hz timer.
179                  */
180                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
181                 asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
182                 return;
183         }
184         tmp = S390_lowcore.int_clock - S390_lowcore.jiffy_timer;
185         if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {  /* more than two ticks ? */
186                 ticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY) + 1;
187                 S390_lowcore.jiffy_timer +=
188                         CLK_TICKS_PER_JIFFY * (__u64) ticks;
189         } else if (tmp >= CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
190                 ticks = 2;
191                 S390_lowcore.jiffy_timer += 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY;
192         } else {
193                 ticks = 1;
194                 S390_lowcore.jiffy_timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
195         }
196
197         /* set clock comparator for next tick */
198         tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
199         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
200
201 #ifdef CONFIG_SMP
202         /*
203          * Do not rely on the boot cpu to do the calls to do_timer.
204          * Spread it over all cpus instead.
205          */
206         write_seqlock(&xtime_lock);
207         if (S390_lowcore.jiffy_timer > xtime_cc) {
208                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer - xtime_cc;
209                 if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
210                         xticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY);
211                         xtime_cc += (__u64) xticks * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
212                 } else {
213                         xticks = 1;
214                         xtime_cc += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
215                 }
216                 while (xticks--)
217                         do_timer(regs);
218         }
219         write_sequnlock(&xtime_lock);
220 #else
221         for (xticks = ticks; xticks > 0; xticks--)
222                 do_timer(regs);
223 #endif
224
225 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
226         account_tick_vtime(current);
227 #else
228         while (ticks--)
229                 update_process_times(user_mode(regs));
230 #endif
231
232         s390_do_profile(regs);
233 }
234
235 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
236
237 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ_INIT
238 int sysctl_hz_timer = 0;
239 #else
240 int sysctl_hz_timer = 1;
241 #endif
242
243 /*
244  * Stop the HZ tick on the current CPU.
245  * Only cpu_idle may call this function.
246  */
247 static inline void stop_hz_timer(void)
248 {
249         unsigned long flags;
250         unsigned long seq, next;
251         __u64 timer, todval;
252
253         if (sysctl_hz_timer != 0)
254                 return;
255
256         cpu_set(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
257
258         /*
259          * Leave the clock comparator set up for the next timer
260          * tick if either rcu or a softirq is pending.
261          */
262         if (rcu_pending(smp_processor_id()) || local_softirq_pending()) {
263                 cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
264                 return;
265         }
266
267         /*
268          * This cpu is going really idle. Set up the clock comparator
269          * for the next event.
270          */
271         next = next_timer_interrupt();
272         do {
273                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
274                 timer = (__u64)(next - jiffies) + jiffies_64;
275         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
276         todval = -1ULL;
277         /* Be careful about overflows. */
278         if (timer < (-1ULL / CLK_TICKS_PER_JIFFY)) {
279                 timer = jiffies_timer_cc + timer * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
280                 if (timer >= jiffies_timer_cc)
281                         todval = timer;
282         }
283         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (todval));
284 }
285
286 /*
287  * Start the HZ tick on the current CPU.
288  * Only cpu_idle may call this function.
289  */
290 static inline void start_hz_timer(void)
291 {
292         if (!cpu_isset(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask))
293                 return;
294         account_ticks(task_pt_regs(current));
295         cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
296 }
297
298 static int nohz_idle_notify(struct notifier_block *self,
299                             unsigned long action, void *hcpu)
300 {
301         switch (action) {
302         case CPU_IDLE:
303                 stop_hz_timer();
304                 break;
305         case CPU_NOT_IDLE:
306                 start_hz_timer();
307                 break;
308         }
309         return NOTIFY_OK;
310 }
311
312 static struct notifier_block nohz_idle_nb = {
313         .notifier_call = nohz_idle_notify,
314 };
315
316 void __init nohz_init(void)
317 {
318         if (register_idle_notifier(&nohz_idle_nb))
319                 panic("Couldn't register idle notifier");
320 }
321
322 #endif
323
324 /*
325  * Start the clock comparator on the current CPU.
326  */
327 void init_cpu_timer(void)
328 {
329         unsigned long cr0;
330         __u64 timer;
331
332         timer = jiffies_timer_cc + jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
333         S390_lowcore.jiffy_timer = timer + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
334         timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY + CPU_DEVIATION;
335         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (timer));
336         /* allow clock comparator timer interrupt */
337         __ctl_store(cr0, 0, 0);
338         cr0 |= 0x800;
339         __ctl_load(cr0, 0, 0);
340 }
341
342 extern void vtime_init(void);
343
344 /*
345  * Initialize the TOD clock and the CPU timer of
346  * the boot cpu.
347  */
348 void __init time_init(void)
349 {
350         __u64 set_time_cc;
351         int cc;
352
353         /* kick the TOD clock */
354         asm volatile ("STCK 0(%1)\n\t"
355                       "IPM  %0\n\t"
356                       "SRL  %0,28" : "=r" (cc) : "a" (&init_timer_cc) 
357                                    : "memory", "cc");
358         switch (cc) {
359         case 0: /* clock in set state: all is fine */
360                 break;
361         case 1: /* clock in non-set state: FIXME */
362                 printk("time_init: TOD clock in non-set state\n");
363                 break;
364         case 2: /* clock in error state: FIXME */
365                 printk("time_init: TOD clock in error state\n");
366                 break;
367         case 3: /* clock in stopped or not-operational state: FIXME */
368                 printk("time_init: TOD clock stopped/non-operational\n");
369                 break;
370         }
371         jiffies_timer_cc = init_timer_cc - jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
372
373         /* set xtime */
374         xtime_cc = init_timer_cc + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
375         set_time_cc = init_timer_cc - 0x8126d60e46000000LL +
376                 (0x3c26700LL*1000000*4096);
377         tod_to_timeval(set_time_cc, &xtime);
378         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
379                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
380
381         /* request the clock comparator external interrupt */
382         if (register_early_external_interrupt(0x1004, 0,
383                                               &ext_int_info_cc) != 0)
384                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1004");
385
386         init_cpu_timer();
387
388 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
389         nohz_init();
390 #endif
391
392 #ifdef CONFIG_VIRT_TIMER
393         vtime_init();
394 #endif
395 }
396