[PARISC] More pt_regs removal
[linux-3.10.git] / arch / parisc / kernel / time.c
1 /*
2  *  linux/arch/parisc/kernel/time.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
5  *  Modifications for ARM (C) 1994, 1995, 1996,1997 Russell King
6  *  Copyright (C) 1999 SuSE GmbH, (Philipp Rumpf, prumpf@tux.org)
7  *
8  * 1994-07-02  Alan Modra
9  *             fixed set_rtc_mmss, fixed time.year for >= 2000, new mktime
10  * 1998-12-20  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
11  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
12  */
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/param.h>
18 #include <linux/string.h>
19 #include <linux/mm.h>
20 #include <linux/interrupt.h>
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/smp.h>
24 #include <linux/profile.h>
25
26 #include <asm/uaccess.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/irq.h>
29 #include <asm/param.h>
30 #include <asm/pdc.h>
31 #include <asm/led.h>
32
33 #include <linux/timex.h>
34
35 static unsigned long clocktick __read_mostly;   /* timer cycles per tick */
36
37 /*
38  * We keep time on PA-RISC Linux by using the Interval Timer which is
39  * a pair of registers; one is read-only and one is write-only; both
40  * accessed through CR16.  The read-only register is 32 or 64 bits wide,
41  * and increments by 1 every CPU clock tick.  The architecture only
42  * guarantees us a rate between 0.5 and 2, but all implementations use a
43  * rate of 1.  The write-only register is 32-bits wide.  When the lowest
44  * 32 bits of the read-only register compare equal to the write-only
45  * register, it raises a maskable external interrupt.  Each processor has
46  * an Interval Timer of its own and they are not synchronised.  
47  *
48  * We want to generate an interrupt every 1/HZ seconds.  So we program
49  * CR16 to interrupt every @clocktick cycles.  The it_value in cpu_data
50  * is programmed with the intended time of the next tick.  We can be
51  * held off for an arbitrarily long period of time by interrupts being
52  * disabled, so we may miss one or more ticks.
53  */
54 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
55 {
56         unsigned long now;
57         unsigned long next_tick;
58         unsigned long cycles_elapsed, ticks_elapsed;
59         unsigned long cycles_remainder;
60         unsigned int cpu = smp_processor_id();
61         struct cpuinfo_parisc *cpuinfo = &cpu_data[cpu];
62
63         /* gcc can optimize for "read-only" case with a local clocktick */
64         unsigned long cpt = clocktick;
65
66         profile_tick(CPU_PROFILING);
67
68         /* Initialize next_tick to the expected tick time. */
69         next_tick = cpuinfo->it_value;
70
71         /* Get current interval timer.
72          * CR16 reads as 64 bits in CPU wide mode.
73          * CR16 reads as 32 bits in CPU narrow mode.
74          */
75         now = mfctl(16);
76
77         cycles_elapsed = now - next_tick;
78
79         if ((cycles_elapsed >> 5) < cpt) {
80                 /* use "cheap" math (add/subtract) instead
81                  * of the more expensive div/mul method
82                  */
83                 cycles_remainder = cycles_elapsed;
84                 ticks_elapsed = 1;
85                 while (cycles_remainder > cpt) {
86                         cycles_remainder -= cpt;
87                         ticks_elapsed++;
88                 }
89         } else {
90                 cycles_remainder = cycles_elapsed % cpt;
91                 ticks_elapsed = 1 + cycles_elapsed / cpt;
92         }
93
94         /* Can we differentiate between "early CR16" (aka Scenario 1) and
95          * "long delay" (aka Scenario 3)? I don't think so.
96          *
97          * We expected timer_interrupt to be delivered at least a few hundred
98          * cycles after the IT fires. But it's arbitrary how much time passes
99          * before we call it "late". I've picked one second.
100          */
101         if (ticks_elapsed > HZ) {
102                 /* Scenario 3: very long delay?  bad in any case */
103                 printk (KERN_CRIT "timer_interrupt(CPU %d): delayed!"
104                         " cycles %lX rem %lX "
105                         " next/now %lX/%lX\n",
106                         cpu,
107                         cycles_elapsed, cycles_remainder,
108                         next_tick, now );
109         }
110
111         /* convert from "division remainder" to "remainder of clock tick" */
112         cycles_remainder = cpt - cycles_remainder;
113
114         /* Determine when (in CR16 cycles) next IT interrupt will fire.
115          * We want IT to fire modulo clocktick even if we miss/skip some.
116          * But those interrupts don't in fact get delivered that regularly.
117          */
118         next_tick = now + cycles_remainder;
119
120         cpuinfo->it_value = next_tick;
121
122         /* Skip one clocktick on purpose if we are likely to miss next_tick.
123          * We want to avoid the new next_tick being less than CR16.
124          * If that happened, itimer wouldn't fire until CR16 wrapped.
125          * We'll catch the tick we missed on the tick after that.
126          */
127         if (!(cycles_remainder >> 13))
128                 next_tick += cpt;
129
130         /* Program the IT when to deliver the next interrupt. */
131         /* Only bottom 32-bits of next_tick are written to cr16.  */
132         mtctl(next_tick, 16);
133
134
135         /* Done mucking with unreliable delivery of interrupts.
136          * Go do system house keeping.
137          */
138
139         if (!--cpuinfo->prof_counter) {
140                 cpuinfo->prof_counter = cpuinfo->prof_multiplier;
141                 update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
142         }
143
144         if (cpu == 0) {
145                 write_seqlock(&xtime_lock);
146                 do_timer(ticks_elapsed);
147                 write_sequnlock(&xtime_lock);
148         }
149
150         /* check soft power switch status */
151         if (cpu == 0 && !atomic_read(&power_tasklet.count))
152                 tasklet_schedule(&power_tasklet);
153
154         return IRQ_HANDLED;
155 }
156
157
158 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
159 {
160         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
161
162         if (regs->gr[0] & PSW_N)
163                 pc -= 4;
164
165 #ifdef CONFIG_SMP
166         if (in_lock_functions(pc))
167                 pc = regs->gr[2];
168 #endif
169
170         return pc;
171 }
172 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
173
174
175 /*
176  * Return the number of micro-seconds that elapsed since the last
177  * update to wall time (aka xtime).  The xtime_lock
178  * must be at least read-locked when calling this routine.
179  */
180 static inline unsigned long gettimeoffset (void)
181 {
182 #ifndef CONFIG_SMP
183         /*
184          * FIXME: This won't work on smp because jiffies are updated by cpu 0.
185          *    Once parisc-linux learns the cr16 difference between processors,
186          *    this could be made to work.
187          */
188         unsigned long now;
189         unsigned long prev_tick;
190         unsigned long next_tick;
191         unsigned long elapsed_cycles;
192         unsigned long usec;
193         unsigned long cpuid = smp_processor_id();
194         unsigned long cpt = clocktick;
195
196         next_tick = cpu_data[cpuid].it_value;
197         now = mfctl(16);        /* Read the hardware interval timer.  */
198
199         prev_tick = next_tick - cpt;
200
201         /* Assume Scenario 1: "now" is later than prev_tick.  */
202         elapsed_cycles = now - prev_tick;
203
204 /* aproximate HZ with shifts. Intended math is "(elapsed/clocktick) > HZ" */
205 #if HZ == 1000
206         if (elapsed_cycles > (cpt << 10) )
207 #elif HZ == 250
208         if (elapsed_cycles > (cpt << 8) )
209 #elif HZ == 100
210         if (elapsed_cycles > (cpt << 7) )
211 #else
212 #warn WTF is HZ set to anyway?
213         if (elapsed_cycles > (HZ * cpt) )
214 #endif
215         {
216                 /* Scenario 3: clock ticks are missing. */
217                 printk (KERN_CRIT "gettimeoffset(CPU %ld): missing %ld ticks!"
218                         " cycles %lX prev/now/next %lX/%lX/%lX  clock %lX\n",
219                         cpuid, elapsed_cycles / cpt,
220                         elapsed_cycles, prev_tick, now, next_tick, cpt);
221         }
222
223         /* FIXME: Can we improve the precision? Not with PAGE0. */
224         usec = (elapsed_cycles * 10000) / PAGE0->mem_10msec;
225         return usec;
226 #else
227         return 0;
228 #endif
229 }
230
231 void
232 do_gettimeofday (struct timeval *tv)
233 {
234         unsigned long flags, seq, usec, sec;
235
236         /* Hold xtime_lock and adjust timeval.  */
237         do {
238                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
239                 usec = gettimeoffset();
240                 sec = xtime.tv_sec;
241                 usec += (xtime.tv_nsec / 1000);
242         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
243
244         /* Move adjusted usec's into sec's.  */
245         while (usec >= USEC_PER_SEC) {
246                 usec -= USEC_PER_SEC;
247                 ++sec;
248         }
249
250         /* Return adjusted result.  */
251         tv->tv_sec = sec;
252         tv->tv_usec = usec;
253 }
254
255 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
256
257 int
258 do_settimeofday (struct timespec *tv)
259 {
260         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
261         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
262
263         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
264                 return -EINVAL;
265
266         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
267         {
268                 /*
269                  * This is revolting. We need to set "xtime"
270                  * correctly. However, the value in this location is
271                  * the value at the most recent update of wall time.
272                  * Discover what correction gettimeofday would have
273                  * done, and then undo it!
274                  */
275                 nsec -= gettimeoffset() * 1000;
276
277                 wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
278                 wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
279
280                 set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
281                 set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
282
283                 ntp_clear();
284         }
285         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
286         clock_was_set();
287         return 0;
288 }
289 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
290
291 /*
292  * XXX: We can do better than this.
293  * Returns nanoseconds
294  */
295
296 unsigned long long sched_clock(void)
297 {
298         return (unsigned long long)jiffies * (1000000000 / HZ);
299 }
300
301
302 void __init start_cpu_itimer(void)
303 {
304         unsigned int cpu = smp_processor_id();
305         unsigned long next_tick = mfctl(16) + clocktick;
306
307         mtctl(next_tick, 16);           /* kick off Interval Timer (CR16) */
308
309         cpu_data[cpu].it_value = next_tick;
310 }
311
312 void __init time_init(void)
313 {
314         static struct pdc_tod tod_data;
315
316         clocktick = (100 * PAGE0->mem_10msec) / HZ;
317
318         start_cpu_itimer();     /* get CPU 0 started */
319
320         if (pdc_tod_read(&tod_data) == 0) {
321                 unsigned long flags;
322
323                 write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
324                 xtime.tv_sec = tod_data.tod_sec;
325                 xtime.tv_nsec = tod_data.tod_usec * 1000;
326                 set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
327                                         -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
328                 write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
329         } else {
330                 printk(KERN_ERR "Error reading tod clock\n");
331                 xtime.tv_sec = 0;
332                 xtime.tv_nsec = 0;
333         }
334 }
335