[PATCH] s390: idle timer setup
[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 u64 jiffies_64 = INITIAL_JIFFIES;
53
54 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
55
56 static ext_int_info_t ext_int_info_cc;
57 static u64 init_timer_cc;
58 static u64 jiffies_timer_cc;
59 static u64 xtime_cc;
60
61 extern unsigned long wall_jiffies;
62
63 /*
64  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
65  */
66 unsigned long long sched_clock(void)
67 {
68         return ((get_clock() - jiffies_timer_cc) * 1000) >> 12;
69 }
70
71 void tod_to_timeval(__u64 todval, struct timespec *xtime)
72 {
73         unsigned long long sec;
74
75         sec = todval >> 12;
76         do_div(sec, 1000000);
77         xtime->tv_sec = sec;
78         todval -= (sec * 1000000) << 12;
79         xtime->tv_nsec = ((todval * 1000) >> 12);
80 }
81
82 static inline unsigned long do_gettimeoffset(void) 
83 {
84         __u64 now;
85
86         now = (get_clock() - jiffies_timer_cc) >> 12;
87         /* We require the offset from the latest update of xtime */
88         now -= (__u64) wall_jiffies*USECS_PER_JIFFY;
89         return (unsigned long) now;
90 }
91
92 /*
93  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
94  */
95 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
96 {
97         unsigned long flags;
98         unsigned long seq;
99         unsigned long usec, sec;
100
101         do {
102                 seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
103
104                 sec = xtime.tv_sec;
105                 usec = xtime.tv_nsec / 1000 + do_gettimeoffset();
106         } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
107
108         while (usec >= 1000000) {
109                 usec -= 1000000;
110                 sec++;
111         }
112
113         tv->tv_sec = sec;
114         tv->tv_usec = usec;
115 }
116
117 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
118
119 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
120 {
121         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
122         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
123
124         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
125                 return -EINVAL;
126
127         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
128         /* This is revolting. We need to set the xtime.tv_nsec
129          * correctly. However, the value in this location is
130          * is value at the last tick.
131          * Discover what correction gettimeofday
132          * would have done, and then undo it!
133          */
134         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000;
135
136         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
137         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
138
139         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
140         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
141
142         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
143         time_status |= STA_UNSYNC;
144         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
145         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
146         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
147         clock_was_set();
148         return 0;
149 }
150
151 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
152
153
154 #ifdef CONFIG_PROFILING
155 #define s390_do_profile(regs)   profile_tick(CPU_PROFILING, regs)
156 #else
157 #define s390_do_profile(regs)  do { ; } while(0)
158 #endif /* CONFIG_PROFILING */
159
160
161 /*
162  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
163  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
164  */
165 void account_ticks(struct pt_regs *regs)
166 {
167         __u64 tmp;
168         __u32 ticks, xticks;
169
170         /* Calculate how many ticks have passed. */
171         if (S390_lowcore.int_clock < S390_lowcore.jiffy_timer) {
172                 /*
173                  * We have to program the clock comparator even if
174                  * no tick has passed. That happens if e.g. an i/o
175                  * interrupt wakes up an idle processor that has
176                  * switched off its hz timer.
177                  */
178                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
179                 asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
180                 return;
181         }
182         tmp = S390_lowcore.int_clock - S390_lowcore.jiffy_timer;
183         if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {  /* more than two ticks ? */
184                 ticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY) + 1;
185                 S390_lowcore.jiffy_timer +=
186                         CLK_TICKS_PER_JIFFY * (__u64) ticks;
187         } else if (tmp >= CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
188                 ticks = 2;
189                 S390_lowcore.jiffy_timer += 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY;
190         } else {
191                 ticks = 1;
192                 S390_lowcore.jiffy_timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
193         }
194
195         /* set clock comparator for next tick */
196         tmp = S390_lowcore.jiffy_timer + CPU_DEVIATION;
197         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (tmp));
198
199 #ifdef CONFIG_SMP
200         /*
201          * Do not rely on the boot cpu to do the calls to do_timer.
202          * Spread it over all cpus instead.
203          */
204         write_seqlock(&xtime_lock);
205         if (S390_lowcore.jiffy_timer > xtime_cc) {
206                 tmp = S390_lowcore.jiffy_timer - xtime_cc;
207                 if (tmp >= 2*CLK_TICKS_PER_JIFFY) {
208                         xticks = __div(tmp, CLK_TICKS_PER_JIFFY);
209                         xtime_cc += (__u64) xticks * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
210                 } else {
211                         xticks = 1;
212                         xtime_cc += CLK_TICKS_PER_JIFFY;
213                 }
214                 while (xticks--)
215                         do_timer(regs);
216         }
217         write_sequnlock(&xtime_lock);
218 #else
219         for (xticks = ticks; xticks > 0; xticks--)
220                 do_timer(regs);
221 #endif
222
223 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
224         account_user_vtime(current);
225 #else
226         while (ticks--)
227                 update_process_times(user_mode(regs));
228 #endif
229
230         s390_do_profile(regs);
231 }
232
233 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
234
235 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ_INIT
236 int sysctl_hz_timer = 0;
237 #else
238 int sysctl_hz_timer = 1;
239 #endif
240
241 /*
242  * Stop the HZ tick on the current CPU.
243  * Only cpu_idle may call this function.
244  */
245 static inline void stop_hz_timer(void)
246 {
247         __u64 timer, todval;
248
249         if (sysctl_hz_timer != 0)
250                 return;
251
252         cpu_set(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
253
254         /*
255          * Leave the clock comparator set up for the next timer
256          * tick if either rcu or a softirq is pending.
257          */
258         if (rcu_pending(smp_processor_id()) || local_softirq_pending()) {
259                 cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
260                 return;
261         }
262
263         /*
264          * This cpu is going really idle. Set up the clock comparator
265          * for the next event.
266          */
267         timer = (__u64) (next_timer_interrupt() - jiffies) + jiffies_64;
268         todval = -1ULL;
269         /* Be careful about overflows. */
270         if (timer < (-1ULL / CLK_TICKS_PER_JIFFY)) {
271                 timer = jiffies_timer_cc + timer * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
272                 if (timer >= jiffies_timer_cc)
273                         todval = timer;
274         }
275         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (todval));
276 }
277
278 /*
279  * Start the HZ tick on the current CPU.
280  * Only cpu_idle may call this function.
281  */
282 static inline void start_hz_timer(void)
283 {
284         if (!cpu_isset(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask))
285                 return;
286         account_ticks(__KSTK_PTREGS(current));
287         cpu_clear(smp_processor_id(), nohz_cpu_mask);
288 }
289
290 static int nohz_idle_notify(struct notifier_block *self,
291                             unsigned long action, void *hcpu)
292 {
293         switch (action) {
294         case CPU_IDLE:
295                 stop_hz_timer();
296                 break;
297         case CPU_NOT_IDLE:
298                 start_hz_timer();
299                 break;
300         }
301         return NOTIFY_OK;
302 }
303
304 static struct notifier_block nohz_idle_nb = {
305         .notifier_call = nohz_idle_notify,
306 };
307
308 void __init nohz_init(void)
309 {
310         if (register_idle_notifier(&nohz_idle_nb))
311                 panic("Couldn't register idle notifier");
312 }
313
314 #endif
315
316 /*
317  * Start the clock comparator on the current CPU.
318  */
319 void init_cpu_timer(void)
320 {
321         unsigned long cr0;
322         __u64 timer;
323
324         timer = jiffies_timer_cc + jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
325         S390_lowcore.jiffy_timer = timer + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
326         timer += CLK_TICKS_PER_JIFFY + CPU_DEVIATION;
327         asm volatile ("SCKC %0" : : "m" (timer));
328         /* allow clock comparator timer interrupt */
329         __ctl_store(cr0, 0, 0);
330         cr0 |= 0x800;
331         __ctl_load(cr0, 0, 0);
332 }
333
334 extern void vtime_init(void);
335
336 /*
337  * Initialize the TOD clock and the CPU timer of
338  * the boot cpu.
339  */
340 void __init time_init(void)
341 {
342         __u64 set_time_cc;
343         int cc;
344
345         /* kick the TOD clock */
346         asm volatile ("STCK 0(%1)\n\t"
347                       "IPM  %0\n\t"
348                       "SRL  %0,28" : "=r" (cc) : "a" (&init_timer_cc) 
349                                    : "memory", "cc");
350         switch (cc) {
351         case 0: /* clock in set state: all is fine */
352                 break;
353         case 1: /* clock in non-set state: FIXME */
354                 printk("time_init: TOD clock in non-set state\n");
355                 break;
356         case 2: /* clock in error state: FIXME */
357                 printk("time_init: TOD clock in error state\n");
358                 break;
359         case 3: /* clock in stopped or not-operational state: FIXME */
360                 printk("time_init: TOD clock stopped/non-operational\n");
361                 break;
362         }
363         jiffies_timer_cc = init_timer_cc - jiffies_64 * CLK_TICKS_PER_JIFFY;
364
365         /* set xtime */
366         xtime_cc = init_timer_cc + CLK_TICKS_PER_JIFFY;
367         set_time_cc = init_timer_cc - 0x8126d60e46000000LL +
368                 (0x3c26700LL*1000000*4096);
369         tod_to_timeval(set_time_cc, &xtime);
370         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
371                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
372
373         /* request the clock comparator external interrupt */
374         if (register_early_external_interrupt(0x1004, 0,
375                                               &ext_int_info_cc) != 0)
376                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1004");
377
378         init_cpu_timer();
379
380 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
381         nohz_init();
382 #endif
383
384 #ifdef CONFIG_VIRT_TIMER
385         vtime_init();
386 #endif
387 }
388