Merge master.kernel.org:/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh/usb-2.6
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / hpet.c
1 #include <linux/clocksource.h>
2 #include <linux/clockchips.h>
3 #include <linux/delay.h>
4 #include <linux/errno.h>
5 #include <linux/hpet.h>
6 #include <linux/init.h>
7 #include <linux/sysdev.h>
8 #include <linux/pm.h>
9 #include <linux/delay.h>
10
11 #include <asm/fixmap.h>
12 #include <asm/hpet.h>
13 #include <asm/i8253.h>
14 #include <asm/io.h>
15
16 #define HPET_MASK       CLOCKSOURCE_MASK(32)
17 #define HPET_SHIFT      22
18
19 /* FSEC = 10^-15 NSEC = 10^-9 */
20 #define FSEC_PER_NSEC   1000000
21
22 /*
23  * HPET address is set in acpi/boot.c, when an ACPI entry exists
24  */
25 unsigned long hpet_address;
26 static void __iomem *hpet_virt_address;
27
28 unsigned long hpet_readl(unsigned long a)
29 {
30         return readl(hpet_virt_address + a);
31 }
32
33 static inline void hpet_writel(unsigned long d, unsigned long a)
34 {
35         writel(d, hpet_virt_address + a);
36 }
37
38 #ifdef CONFIG_X86_64
39
40 #include <asm/pgtable.h>
41
42 static inline void hpet_set_mapping(void)
43 {
44         set_fixmap_nocache(FIX_HPET_BASE, hpet_address);
45         __set_fixmap(VSYSCALL_HPET, hpet_address, PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE);
46         hpet_virt_address = (void __iomem *)fix_to_virt(FIX_HPET_BASE);
47 }
48
49 static inline void hpet_clear_mapping(void)
50 {
51         hpet_virt_address = NULL;
52 }
53
54 #else
55
56 static inline void hpet_set_mapping(void)
57 {
58         hpet_virt_address = ioremap_nocache(hpet_address, HPET_MMAP_SIZE);
59 }
60
61 static inline void hpet_clear_mapping(void)
62 {
63         iounmap(hpet_virt_address);
64         hpet_virt_address = NULL;
65 }
66 #endif
67
68 /*
69  * HPET command line enable / disable
70  */
71 static int boot_hpet_disable;
72
73 static int __init hpet_setup(char* str)
74 {
75         if (str) {
76                 if (!strncmp("disable", str, 7))
77                         boot_hpet_disable = 1;
78         }
79         return 1;
80 }
81 __setup("hpet=", hpet_setup);
82
83 static int __init disable_hpet(char *str)
84 {
85         boot_hpet_disable = 1;
86         return 1;
87 }
88 __setup("nohpet", disable_hpet);
89
90 static inline int is_hpet_capable(void)
91 {
92         return (!boot_hpet_disable && hpet_address);
93 }
94
95 /*
96  * HPET timer interrupt enable / disable
97  */
98 static int hpet_legacy_int_enabled;
99
100 /**
101  * is_hpet_enabled - check whether the hpet timer interrupt is enabled
102  */
103 int is_hpet_enabled(void)
104 {
105         return is_hpet_capable() && hpet_legacy_int_enabled;
106 }
107
108 /*
109  * When the hpet driver (/dev/hpet) is enabled, we need to reserve
110  * timer 0 and timer 1 in case of RTC emulation.
111  */
112 #ifdef CONFIG_HPET
113 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned long id)
114 {
115         struct hpet __iomem *hpet = hpet_virt_address;
116         struct hpet_timer __iomem *timer = &hpet->hpet_timers[2];
117         unsigned int nrtimers, i;
118         struct hpet_data hd;
119
120         nrtimers = ((id & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT) + 1;
121
122         memset(&hd, 0, sizeof (hd));
123         hd.hd_phys_address = hpet_address;
124         hd.hd_address = hpet;
125         hd.hd_nirqs = nrtimers;
126         hd.hd_flags = HPET_DATA_PLATFORM;
127         hpet_reserve_timer(&hd, 0);
128
129 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
130         hpet_reserve_timer(&hd, 1);
131 #endif
132
133         hd.hd_irq[0] = HPET_LEGACY_8254;
134         hd.hd_irq[1] = HPET_LEGACY_RTC;
135
136         for (i = 2; i < nrtimers; timer++, i++)
137                 hd.hd_irq[i] = (timer->hpet_config & Tn_INT_ROUTE_CNF_MASK) >>
138                         Tn_INT_ROUTE_CNF_SHIFT;
139
140         hpet_alloc(&hd);
141
142 }
143 #else
144 static void hpet_reserve_platform_timers(unsigned long id) { }
145 #endif
146
147 /*
148  * Common hpet info
149  */
150 static unsigned long hpet_period;
151
152 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
153                           struct clock_event_device *evt);
154 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
155                            struct clock_event_device *evt);
156
157 /*
158  * The hpet clock event device
159  */
160 static struct clock_event_device hpet_clockevent = {
161         .name           = "hpet",
162         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC | CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
163         .set_mode       = hpet_legacy_set_mode,
164         .set_next_event = hpet_legacy_next_event,
165         .shift          = 32,
166         .irq            = 0,
167         .rating         = 50,
168 };
169
170 static void hpet_start_counter(void)
171 {
172         unsigned long cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
173
174         cfg &= ~HPET_CFG_ENABLE;
175         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
176         hpet_writel(0, HPET_COUNTER);
177         hpet_writel(0, HPET_COUNTER + 4);
178         cfg |= HPET_CFG_ENABLE;
179         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
180 }
181
182 static void hpet_resume_device(void)
183 {
184         force_hpet_resume();
185 }
186
187 static void hpet_restart_counter(void)
188 {
189         hpet_resume_device();
190         hpet_start_counter();
191 }
192
193 static void hpet_enable_legacy_int(void)
194 {
195         unsigned long cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
196
197         cfg |= HPET_CFG_LEGACY;
198         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
199         hpet_legacy_int_enabled = 1;
200 }
201
202 static void hpet_legacy_clockevent_register(void)
203 {
204         uint64_t hpet_freq;
205
206         /* Start HPET legacy interrupts */
207         hpet_enable_legacy_int();
208
209         /*
210          * The period is a femto seconds value. We need to calculate the
211          * scaled math multiplication factor for nanosecond to hpet tick
212          * conversion.
213          */
214         hpet_freq = 1000000000000000ULL;
215         do_div(hpet_freq, hpet_period);
216         hpet_clockevent.mult = div_sc((unsigned long) hpet_freq,
217                                       NSEC_PER_SEC, 32);
218         /* Calculate the min / max delta */
219         hpet_clockevent.max_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x7FFFFFFF,
220                                                            &hpet_clockevent);
221         hpet_clockevent.min_delta_ns = clockevent_delta2ns(0x30,
222                                                            &hpet_clockevent);
223
224         /*
225          * Start hpet with the boot cpu mask and make it
226          * global after the IO_APIC has been initialized.
227          */
228         hpet_clockevent.cpumask = cpumask_of_cpu(smp_processor_id());
229         clockevents_register_device(&hpet_clockevent);
230         global_clock_event = &hpet_clockevent;
231         printk(KERN_DEBUG "hpet clockevent registered\n");
232 }
233
234 static void hpet_legacy_set_mode(enum clock_event_mode mode,
235                           struct clock_event_device *evt)
236 {
237         unsigned long cfg, cmp, now;
238         uint64_t delta;
239
240         switch(mode) {
241         case CLOCK_EVT_MODE_PERIODIC:
242                 delta = ((uint64_t)(NSEC_PER_SEC/HZ)) * hpet_clockevent.mult;
243                 delta >>= hpet_clockevent.shift;
244                 now = hpet_readl(HPET_COUNTER);
245                 cmp = now + (unsigned long) delta;
246                 cfg = hpet_readl(HPET_T0_CFG);
247                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_PERIODIC |
248                        HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
249                 hpet_writel(cfg, HPET_T0_CFG);
250                 /*
251                  * The first write after writing TN_SETVAL to the
252                  * config register sets the counter value, the second
253                  * write sets the period.
254                  */
255                 hpet_writel(cmp, HPET_T0_CMP);
256                 udelay(1);
257                 hpet_writel((unsigned long) delta, HPET_T0_CMP);
258                 break;
259
260         case CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT:
261                 cfg = hpet_readl(HPET_T0_CFG);
262                 cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
263                 cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
264                 hpet_writel(cfg, HPET_T0_CFG);
265                 break;
266
267         case CLOCK_EVT_MODE_UNUSED:
268         case CLOCK_EVT_MODE_SHUTDOWN:
269                 cfg = hpet_readl(HPET_T0_CFG);
270                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
271                 hpet_writel(cfg, HPET_T0_CFG);
272                 break;
273
274         case CLOCK_EVT_MODE_RESUME:
275                 hpet_enable_legacy_int();
276                 break;
277         }
278 }
279
280 static int hpet_legacy_next_event(unsigned long delta,
281                            struct clock_event_device *evt)
282 {
283         unsigned long cnt;
284
285         cnt = hpet_readl(HPET_COUNTER);
286         cnt += delta;
287         hpet_writel(cnt, HPET_T0_CMP);
288
289         return ((long)(hpet_readl(HPET_COUNTER) - cnt ) > 0) ? -ETIME : 0;
290 }
291
292 /*
293  * Clock source related code
294  */
295 static cycle_t read_hpet(void)
296 {
297         return (cycle_t)hpet_readl(HPET_COUNTER);
298 }
299
300 #ifdef CONFIG_X86_64
301 static cycle_t __vsyscall_fn vread_hpet(void)
302 {
303         return readl((const void __iomem *)fix_to_virt(VSYSCALL_HPET) + 0xf0);
304 }
305 #endif
306
307 static struct clocksource clocksource_hpet = {
308         .name           = "hpet",
309         .rating         = 250,
310         .read           = read_hpet,
311         .mask           = HPET_MASK,
312         .shift          = HPET_SHIFT,
313         .flags          = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
314         .resume         = hpet_restart_counter,
315 #ifdef CONFIG_X86_64
316         .vread          = vread_hpet,
317 #endif
318 };
319
320 static int hpet_clocksource_register(void)
321 {
322         u64 tmp, start, now;
323         cycle_t t1;
324
325         /* Start the counter */
326         hpet_start_counter();
327
328         /* Verify whether hpet counter works */
329         t1 = read_hpet();
330         rdtscll(start);
331
332         /*
333          * We don't know the TSC frequency yet, but waiting for
334          * 200000 TSC cycles is safe:
335          * 4 GHz == 50us
336          * 1 GHz == 200us
337          */
338         do {
339                 rep_nop();
340                 rdtscll(now);
341         } while ((now - start) < 200000UL);
342
343         if (t1 == read_hpet()) {
344                 printk(KERN_WARNING
345                        "HPET counter not counting. HPET disabled\n");
346                 return -ENODEV;
347         }
348
349         /* Initialize and register HPET clocksource
350          *
351          * hpet period is in femto seconds per cycle
352          * so we need to convert this to ns/cyc units
353          * aproximated by mult/2^shift
354          *
355          *  fsec/cyc * 1nsec/1000000fsec = nsec/cyc = mult/2^shift
356          *  fsec/cyc * 1ns/1000000fsec * 2^shift = mult
357          *  fsec/cyc * 2^shift * 1nsec/1000000fsec = mult
358          *  (fsec/cyc << shift)/1000000 = mult
359          *  (hpet_period << shift)/FSEC_PER_NSEC = mult
360          */
361         tmp = (u64)hpet_period << HPET_SHIFT;
362         do_div(tmp, FSEC_PER_NSEC);
363         clocksource_hpet.mult = (u32)tmp;
364
365         clocksource_register(&clocksource_hpet);
366
367         return 0;
368 }
369
370 /*
371  * Try to setup the HPET timer
372  */
373 int __init hpet_enable(void)
374 {
375         unsigned long id;
376
377         if (!is_hpet_capable())
378                 return 0;
379
380         hpet_set_mapping();
381
382         /*
383          * Read the period and check for a sane value:
384          */
385         hpet_period = hpet_readl(HPET_PERIOD);
386         if (hpet_period < HPET_MIN_PERIOD || hpet_period > HPET_MAX_PERIOD)
387                 goto out_nohpet;
388
389         /*
390          * Read the HPET ID register to retrieve the IRQ routing
391          * information and the number of channels
392          */
393         id = hpet_readl(HPET_ID);
394
395 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
396         /*
397          * The legacy routing mode needs at least two channels, tick timer
398          * and the rtc emulation channel.
399          */
400         if (!(id & HPET_ID_NUMBER))
401                 goto out_nohpet;
402 #endif
403
404         if (hpet_clocksource_register())
405                 goto out_nohpet;
406
407         if (id & HPET_ID_LEGSUP) {
408                 hpet_legacy_clockevent_register();
409                 return 1;
410         }
411         return 0;
412
413 out_nohpet:
414         hpet_clear_mapping();
415         boot_hpet_disable = 1;
416         return 0;
417 }
418
419 /*
420  * Needs to be late, as the reserve_timer code calls kalloc !
421  *
422  * Not a problem on i386 as hpet_enable is called from late_time_init,
423  * but on x86_64 it is necessary !
424  */
425 static __init int hpet_late_init(void)
426 {
427         if (boot_hpet_disable)
428                 return -ENODEV;
429
430         if (!hpet_address) {
431                 if (!force_hpet_address)
432                         return -ENODEV;
433
434                 hpet_address = force_hpet_address;
435                 hpet_enable();
436                 if (!hpet_virt_address)
437                         return -ENODEV;
438         }
439
440         hpet_reserve_platform_timers(hpet_readl(HPET_ID));
441
442         return 0;
443 }
444 fs_initcall(hpet_late_init);
445
446 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
447
448 /* HPET in LegacyReplacement Mode eats up RTC interrupt line. When, HPET
449  * is enabled, we support RTC interrupt functionality in software.
450  * RTC has 3 kinds of interrupts:
451  * 1) Update Interrupt - generate an interrupt, every sec, when RTC clock
452  *    is updated
453  * 2) Alarm Interrupt - generate an interrupt at a specific time of day
454  * 3) Periodic Interrupt - generate periodic interrupt, with frequencies
455  *    2Hz-8192Hz (2Hz-64Hz for non-root user) (all freqs in powers of 2)
456  * (1) and (2) above are implemented using polling at a frequency of
457  * 64 Hz. The exact frequency is a tradeoff between accuracy and interrupt
458  * overhead. (DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
459  * For (3), we use interrupts at 64Hz or user specified periodic
460  * frequency, whichever is higher.
461  */
462 #include <linux/mc146818rtc.h>
463 #include <linux/rtc.h>
464
465 #define DEFAULT_RTC_INT_FREQ    64
466 #define DEFAULT_RTC_SHIFT       6
467 #define RTC_NUM_INTS            1
468
469 static unsigned long hpet_rtc_flags;
470 static unsigned long hpet_prev_update_sec;
471 static struct rtc_time hpet_alarm_time;
472 static unsigned long hpet_pie_count;
473 static unsigned long hpet_t1_cmp;
474 static unsigned long hpet_default_delta;
475 static unsigned long hpet_pie_delta;
476 static unsigned long hpet_pie_limit;
477
478 /*
479  * Timer 1 for RTC emulation. We use one shot mode, as periodic mode
480  * is not supported by all HPET implementations for timer 1.
481  *
482  * hpet_rtc_timer_init() is called when the rtc is initialized.
483  */
484 int hpet_rtc_timer_init(void)
485 {
486         unsigned long cfg, cnt, delta, flags;
487
488         if (!is_hpet_enabled())
489                 return 0;
490
491         if (!hpet_default_delta) {
492                 uint64_t clc;
493
494                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
495                 clc >>= hpet_clockevent.shift + DEFAULT_RTC_SHIFT;
496                 hpet_default_delta = (unsigned long) clc;
497         }
498
499         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
500                 delta = hpet_default_delta;
501         else
502                 delta = hpet_pie_delta;
503
504         local_irq_save(flags);
505
506         cnt = delta + hpet_readl(HPET_COUNTER);
507         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
508         hpet_t1_cmp = cnt;
509
510         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
511         cfg &= ~HPET_TN_PERIODIC;
512         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_32BIT;
513         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
514
515         local_irq_restore(flags);
516
517         return 1;
518 }
519
520 /*
521  * The functions below are called from rtc driver.
522  * Return 0 if HPET is not being used.
523  * Otherwise do the necessary changes and return 1.
524  */
525 int hpet_mask_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
526 {
527         if (!is_hpet_enabled())
528                 return 0;
529
530         hpet_rtc_flags &= ~bit_mask;
531         return 1;
532 }
533
534 int hpet_set_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
535 {
536         unsigned long oldbits = hpet_rtc_flags;
537
538         if (!is_hpet_enabled())
539                 return 0;
540
541         hpet_rtc_flags |= bit_mask;
542
543         if (!oldbits)
544                 hpet_rtc_timer_init();
545
546         return 1;
547 }
548
549 int hpet_set_alarm_time(unsigned char hrs, unsigned char min,
550                         unsigned char sec)
551 {
552         if (!is_hpet_enabled())
553                 return 0;
554
555         hpet_alarm_time.tm_hour = hrs;
556         hpet_alarm_time.tm_min = min;
557         hpet_alarm_time.tm_sec = sec;
558
559         return 1;
560 }
561
562 int hpet_set_periodic_freq(unsigned long freq)
563 {
564         uint64_t clc;
565
566         if (!is_hpet_enabled())
567                 return 0;
568
569         if (freq <= DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
570                 hpet_pie_limit = DEFAULT_RTC_INT_FREQ / freq;
571         else {
572                 clc = (uint64_t) hpet_clockevent.mult * NSEC_PER_SEC;
573                 do_div(clc, freq);
574                 clc >>= hpet_clockevent.shift;
575                 hpet_pie_delta = (unsigned long) clc;
576         }
577         return 1;
578 }
579
580 int hpet_rtc_dropped_irq(void)
581 {
582         return is_hpet_enabled();
583 }
584
585 static void hpet_rtc_timer_reinit(void)
586 {
587         unsigned long cfg, delta;
588         int lost_ints = -1;
589
590         if (unlikely(!hpet_rtc_flags)) {
591                 cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
592                 cfg &= ~HPET_TN_ENABLE;
593                 hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
594                 return;
595         }
596
597         if (!(hpet_rtc_flags & RTC_PIE) || hpet_pie_limit)
598                 delta = hpet_default_delta;
599         else
600                 delta = hpet_pie_delta;
601
602         /*
603          * Increment the comparator value until we are ahead of the
604          * current count.
605          */
606         do {
607                 hpet_t1_cmp += delta;
608                 hpet_writel(hpet_t1_cmp, HPET_T1_CMP);
609                 lost_ints++;
610         } while ((long)(hpet_readl(HPET_COUNTER) - hpet_t1_cmp) > 0);
611
612         if (lost_ints) {
613                 if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE)
614                         hpet_pie_count += lost_ints;
615                 if (printk_ratelimit())
616                         printk(KERN_WARNING "rtc: lost %d interrupts\n",
617                                 lost_ints);
618         }
619 }
620
621 irqreturn_t hpet_rtc_interrupt(int irq, void *dev_id)
622 {
623         struct rtc_time curr_time;
624         unsigned long rtc_int_flag = 0;
625
626         hpet_rtc_timer_reinit();
627
628         if (hpet_rtc_flags & (RTC_UIE | RTC_AIE))
629                 rtc_get_rtc_time(&curr_time);
630
631         if (hpet_rtc_flags & RTC_UIE &&
632             curr_time.tm_sec != hpet_prev_update_sec) {
633                 rtc_int_flag = RTC_UF;
634                 hpet_prev_update_sec = curr_time.tm_sec;
635         }
636
637         if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE &&
638             ++hpet_pie_count >= hpet_pie_limit) {
639                 rtc_int_flag |= RTC_PF;
640                 hpet_pie_count = 0;
641         }
642
643         if (hpet_rtc_flags & RTC_PIE &&
644             (curr_time.tm_sec == hpet_alarm_time.tm_sec) &&
645             (curr_time.tm_min == hpet_alarm_time.tm_min) &&
646             (curr_time.tm_hour == hpet_alarm_time.tm_hour))
647                         rtc_int_flag |= RTC_AF;
648
649         if (rtc_int_flag) {
650                 rtc_int_flag |= (RTC_IRQF | (RTC_NUM_INTS << 8));
651                 rtc_interrupt(rtc_int_flag, dev_id);
652         }
653         return IRQ_HANDLED;
654 }
655 #endif