[PATCH] jiffies_64 cleanup
[linux-3.10.git] / arch / x86_64 / kernel / time.c
1 /*
2  *  linux/arch/x86-64/kernel/time.c
3  *
4  *  "High Precision Event Timer" based timekeeping.
5  *
6  *  Copyright (c) 1991,1992,1995  Linus Torvalds
7  *  Copyright (c) 1994  Alan Modra
8  *  Copyright (c) 1995  Markus Kuhn
9  *  Copyright (c) 1996  Ingo Molnar
10  *  Copyright (c) 1998  Andrea Arcangeli
11  *  Copyright (c) 2002  Vojtech Pavlik
12  *  Copyright (c) 2003  Andi Kleen
13  *  RTC support code taken from arch/i386/kernel/timers/time_hpet.c
14  */
15
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/interrupt.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/mc146818rtc.h>
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/ioport.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/device.h>
25 #include <linux/sysdev.h>
26 #include <linux/bcd.h>
27 #include <linux/kallsyms.h>
28 #include <linux/acpi.h>
29 #ifdef CONFIG_ACPI
30 #include <acpi/achware.h>       /* for PM timer frequency */
31 #endif
32 #include <asm/8253pit.h>
33 #include <asm/pgtable.h>
34 #include <asm/vsyscall.h>
35 #include <asm/timex.h>
36 #include <asm/proto.h>
37 #include <asm/hpet.h>
38 #include <asm/sections.h>
39 #include <linux/cpufreq.h>
40 #include <linux/hpet.h>
41 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
42 #include <asm/apic.h>
43 #endif
44
45 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
46 static void cpufreq_delayed_get(void);
47 #endif
48 extern void i8254_timer_resume(void);
49 extern int using_apic_timer;
50
51 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
52 DEFINE_SPINLOCK(i8253_lock);
53
54 static int nohpet __initdata = 0;
55 static int notsc __initdata = 0;
56
57 #undef HPET_HACK_ENABLE_DANGEROUS
58
59 unsigned int cpu_khz;                                   /* TSC clocks / usec, not used here */
60 static unsigned long hpet_period;                       /* fsecs / HPET clock */
61 unsigned long hpet_tick;                                /* HPET clocks / interrupt */
62 static int hpet_use_timer;
63 unsigned long vxtime_hz = PIT_TICK_RATE;
64 int report_lost_ticks;                          /* command line option */
65 unsigned long long monotonic_base;
66
67 struct vxtime_data __vxtime __section_vxtime;   /* for vsyscalls */
68
69 volatile unsigned long __jiffies __section_jiffies = INITIAL_JIFFIES;
70 unsigned long __wall_jiffies __section_wall_jiffies = INITIAL_JIFFIES;
71 struct timespec __xtime __section_xtime;
72 struct timezone __sys_tz __section_sys_tz;
73
74 static inline void rdtscll_sync(unsigned long *tsc)
75 {
76 #ifdef CONFIG_SMP
77         sync_core();
78 #endif
79         rdtscll(*tsc);
80 }
81
82 /*
83  * do_gettimeoffset() returns microseconds since last timer interrupt was
84  * triggered by hardware. A memory read of HPET is slower than a register read
85  * of TSC, but much more reliable. It's also synchronized to the timer
86  * interrupt. Note that do_gettimeoffset() may return more than hpet_tick, if a
87  * timer interrupt has happened already, but vxtime.trigger wasn't updated yet.
88  * This is not a problem, because jiffies hasn't updated either. They are bound
89  * together by xtime_lock.
90  */
91
92 static inline unsigned int do_gettimeoffset_tsc(void)
93 {
94         unsigned long t;
95         unsigned long x;
96         rdtscll_sync(&t);
97         if (t < vxtime.last_tsc) t = vxtime.last_tsc; /* hack */
98         x = ((t - vxtime.last_tsc) * vxtime.tsc_quot) >> 32;
99         return x;
100 }
101
102 static inline unsigned int do_gettimeoffset_hpet(void)
103 {
104         /* cap counter read to one tick to avoid inconsistencies */
105         unsigned long counter = hpet_readl(HPET_COUNTER) - vxtime.last;
106         return (min(counter,hpet_tick) * vxtime.quot) >> 32;
107 }
108
109 unsigned int (*do_gettimeoffset)(void) = do_gettimeoffset_tsc;
110
111 /*
112  * This version of gettimeofday() has microsecond resolution and better than
113  * microsecond precision, as we're using at least a 10 MHz (usually 14.31818
114  * MHz) HPET timer.
115  */
116
117 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
118 {
119         unsigned long seq, t;
120         unsigned int sec, usec;
121
122         do {
123                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
124
125                 sec = xtime.tv_sec;
126                 usec = xtime.tv_nsec / 1000;
127
128                 /* i386 does some correction here to keep the clock 
129                    monotonous even when ntpd is fixing drift.
130                    But they didn't work for me, there is a non monotonic
131                    clock anyways with ntp.
132                    I dropped all corrections now until a real solution can
133                    be found. Note when you fix it here you need to do the same
134                    in arch/x86_64/kernel/vsyscall.c and export all needed
135                    variables in vmlinux.lds. -AK */ 
136
137                 t = (jiffies - wall_jiffies) * (1000000L / HZ) +
138                         do_gettimeoffset();
139                 usec += t;
140
141         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
142
143         tv->tv_sec = sec + usec / 1000000;
144         tv->tv_usec = usec % 1000000;
145 }
146
147 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
148
149 /*
150  * settimeofday() first undoes the correction that gettimeofday would do
151  * on the time, and then saves it. This is ugly, but has been like this for
152  * ages already.
153  */
154
155 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
156 {
157         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
158         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
159
160         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
161                 return -EINVAL;
162
163         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
164
165         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000 +
166                 (jiffies - wall_jiffies) * (NSEC_PER_SEC/HZ);
167
168         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
169         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
170
171         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
172         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
173
174         ntp_clear();
175
176         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
177         clock_was_set();
178         return 0;
179 }
180
181 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
182
183 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
184 {
185         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
186
187         /* Assume the lock function has either no stack frame or only a single word.
188            This checks if the address on the stack looks like a kernel text address.
189            There is a small window for false hits, but in that case the tick
190            is just accounted to the spinlock function.
191            Better would be to write these functions in assembler again
192            and check exactly. */
193         if (in_lock_functions(pc)) {
194                 char *v = *(char **)regs->rsp;
195                 if ((v >= _stext && v <= _etext) ||
196                         (v >= _sinittext && v <= _einittext) ||
197                         (v >= (char *)MODULES_VADDR  && v <= (char *)MODULES_END))
198                         return (unsigned long)v;
199                 return ((unsigned long *)regs->rsp)[1];
200         }
201         return pc;
202 }
203 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
204
205 /*
206  * In order to set the CMOS clock precisely, set_rtc_mmss has to be called 500
207  * ms after the second nowtime has started, because when nowtime is written
208  * into the registers of the CMOS clock, it will jump to the next second
209  * precisely 500 ms later. Check the Motorola MC146818A or Dallas DS12887 data
210  * sheet for details.
211  */
212
213 static void set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
214 {
215         int real_seconds, real_minutes, cmos_minutes;
216         unsigned char control, freq_select;
217
218 /*
219  * IRQs are disabled when we're called from the timer interrupt,
220  * no need for spin_lock_irqsave()
221  */
222
223         spin_lock(&rtc_lock);
224
225 /*
226  * Tell the clock it's being set and stop it.
227  */
228
229         control = CMOS_READ(RTC_CONTROL);
230         CMOS_WRITE(control | RTC_SET, RTC_CONTROL);
231
232         freq_select = CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT);
233         CMOS_WRITE(freq_select | RTC_DIV_RESET2, RTC_FREQ_SELECT);
234
235         cmos_minutes = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
236                 BCD_TO_BIN(cmos_minutes);
237
238 /*
239  * since we're only adjusting minutes and seconds, don't interfere with hour
240  * overflow. This avoids messing with unknown time zones but requires your RTC
241  * not to be off by more than 15 minutes. Since we're calling it only when
242  * our clock is externally synchronized using NTP, this shouldn't be a problem.
243  */
244
245         real_seconds = nowtime % 60;
246         real_minutes = nowtime / 60;
247         if (((abs(real_minutes - cmos_minutes) + 15) / 30) & 1)
248                 real_minutes += 30;             /* correct for half hour time zone */
249         real_minutes %= 60;
250
251 #if 0
252         /* AMD 8111 is a really bad time keeper and hits this regularly. 
253            It probably was an attempt to avoid screwing up DST, but ignore
254            that for now. */        
255         if (abs(real_minutes - cmos_minutes) >= 30) {
256                 printk(KERN_WARNING "time.c: can't update CMOS clock "
257                        "from %d to %d\n", cmos_minutes, real_minutes);
258         } else
259 #endif
260
261         {
262                         BIN_TO_BCD(real_seconds);
263                         BIN_TO_BCD(real_minutes);
264                 CMOS_WRITE(real_seconds, RTC_SECONDS);
265                 CMOS_WRITE(real_minutes, RTC_MINUTES);
266         }
267
268 /*
269  * The following flags have to be released exactly in this order, otherwise the
270  * DS12887 (popular MC146818A clone with integrated battery and quartz) will
271  * not reset the oscillator and will not update precisely 500 ms later. You
272  * won't find this mentioned in the Dallas Semiconductor data sheets, but who
273  * believes data sheets anyway ... -- Markus Kuhn
274  */
275
276         CMOS_WRITE(control, RTC_CONTROL);
277         CMOS_WRITE(freq_select, RTC_FREQ_SELECT);
278
279         spin_unlock(&rtc_lock);
280 }
281
282
283 /* monotonic_clock(): returns # of nanoseconds passed since time_init()
284  *              Note: This function is required to return accurate
285  *              time even in the absence of multiple timer ticks.
286  */
287 unsigned long long monotonic_clock(void)
288 {
289         unsigned long seq;
290         u32 last_offset, this_offset, offset;
291         unsigned long long base;
292
293         if (vxtime.mode == VXTIME_HPET) {
294                 do {
295                         seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
296
297                         last_offset = vxtime.last;
298                         base = monotonic_base;
299                         this_offset = hpet_readl(HPET_COUNTER);
300
301                 } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
302                 offset = (this_offset - last_offset);
303                 offset *=(NSEC_PER_SEC/HZ)/hpet_tick;
304                 return base + offset;
305         }else{
306                 do {
307                         seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
308
309                         last_offset = vxtime.last_tsc;
310                         base = monotonic_base;
311                 } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
312                 sync_core();
313                 rdtscll(this_offset);
314                 offset = (this_offset - last_offset)*1000/cpu_khz; 
315                 return base + offset;
316         }
317
318
319 }
320 EXPORT_SYMBOL(monotonic_clock);
321
322 static noinline void handle_lost_ticks(int lost, struct pt_regs *regs)
323 {
324     static long lost_count;
325     static int warned;
326
327     if (report_lost_ticks) {
328             printk(KERN_WARNING "time.c: Lost %d timer "
329                    "tick(s)! ", lost);
330             print_symbol("rip %s)\n", regs->rip);
331     }
332
333     if (lost_count == 1000 && !warned) {
334             printk(KERN_WARNING
335                    "warning: many lost ticks.\n"
336                    KERN_WARNING "Your time source seems to be instable or "
337                                 "some driver is hogging interupts\n");
338             print_symbol("rip %s\n", regs->rip);
339             if (vxtime.mode == VXTIME_TSC && vxtime.hpet_address) {
340                     printk(KERN_WARNING "Falling back to HPET\n");
341                     vxtime.last = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
342                     vxtime.mode = VXTIME_HPET;
343                     do_gettimeoffset = do_gettimeoffset_hpet;
344             }
345             /* else should fall back to PIT, but code missing. */
346             warned = 1;
347     } else
348             lost_count++;
349
350 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
351     /* In some cases the CPU can change frequency without us noticing
352        (like going into thermal throttle)
353        Give cpufreq a change to catch up. */
354     if ((lost_count+1) % 25 == 0) {
355             cpufreq_delayed_get();
356     }
357 #endif
358 }
359
360 static irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
361 {
362         static unsigned long rtc_update = 0;
363         unsigned long tsc;
364         int delay, offset = 0, lost = 0;
365
366 /*
367  * Here we are in the timer irq handler. We have irqs locally disabled (so we
368  * don't need spin_lock_irqsave()) but we don't know if the timer_bh is running
369  * on the other CPU, so we need a lock. We also need to lock the vsyscall
370  * variables, because both do_timer() and us change them -arca+vojtech
371  */
372
373         write_seqlock(&xtime_lock);
374
375         if (vxtime.hpet_address)
376                 offset = hpet_readl(HPET_COUNTER);
377
378         if (hpet_use_timer) {
379                 /* if we're using the hpet timer functionality,
380                  * we can more accurately know the counter value
381                  * when the timer interrupt occured.
382                  */
383                 offset = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
384                 delay = hpet_readl(HPET_COUNTER) - offset;
385         } else {
386                 spin_lock(&i8253_lock);
387                 outb_p(0x00, 0x43);
388                 delay = inb_p(0x40);
389                 delay |= inb(0x40) << 8;
390                 spin_unlock(&i8253_lock);
391                 delay = LATCH - 1 - delay;
392         }
393
394         rdtscll_sync(&tsc);
395
396         if (vxtime.mode == VXTIME_HPET) {
397                 if (offset - vxtime.last > hpet_tick) {
398                         lost = (offset - vxtime.last) / hpet_tick - 1;
399                 }
400
401                 monotonic_base += 
402                         (offset - vxtime.last)*(NSEC_PER_SEC/HZ) / hpet_tick;
403
404                 vxtime.last = offset;
405 #ifdef CONFIG_X86_PM_TIMER
406         } else if (vxtime.mode == VXTIME_PMTMR) {
407                 lost = pmtimer_mark_offset();
408 #endif
409         } else {
410                 offset = (((tsc - vxtime.last_tsc) *
411                            vxtime.tsc_quot) >> 32) - (USEC_PER_SEC / HZ);
412
413                 if (offset < 0)
414                         offset = 0;
415
416                 if (offset > (USEC_PER_SEC / HZ)) {
417                         lost = offset / (USEC_PER_SEC / HZ);
418                         offset %= (USEC_PER_SEC / HZ);
419                 }
420
421                 monotonic_base += (tsc - vxtime.last_tsc)*1000000/cpu_khz ;
422
423                 vxtime.last_tsc = tsc - vxtime.quot * delay / vxtime.tsc_quot;
424
425                 if ((((tsc - vxtime.last_tsc) *
426                       vxtime.tsc_quot) >> 32) < offset)
427                         vxtime.last_tsc = tsc -
428                                 (((long) offset << 32) / vxtime.tsc_quot) - 1;
429         }
430
431         if (lost > 0) {
432                 handle_lost_ticks(lost, regs);
433                 jiffies += lost;
434         }
435
436 /*
437  * Do the timer stuff.
438  */
439
440         do_timer(regs);
441 #ifndef CONFIG_SMP
442         update_process_times(user_mode(regs));
443 #endif
444
445 /*
446  * In the SMP case we use the local APIC timer interrupt to do the profiling,
447  * except when we simulate SMP mode on a uniprocessor system, in that case we
448  * have to call the local interrupt handler.
449  */
450
451 #ifndef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
452         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
453 #else
454         if (!using_apic_timer)
455                 smp_local_timer_interrupt(regs);
456 #endif
457
458 /*
459  * If we have an externally synchronized Linux clock, then update CMOS clock
460  * accordingly every ~11 minutes. set_rtc_mmss() will be called in the jiffy
461  * closest to exactly 500 ms before the next second. If the update fails, we
462  * don't care, as it'll be updated on the next turn, and the problem (time way
463  * off) isn't likely to go away much sooner anyway.
464  */
465
466         if (ntp_synced() && xtime.tv_sec > rtc_update &&
467                 abs(xtime.tv_nsec - 500000000) <= tick_nsec / 2) {
468                 set_rtc_mmss(xtime.tv_sec);
469                 rtc_update = xtime.tv_sec + 660;
470         }
471  
472         write_sequnlock(&xtime_lock);
473
474         return IRQ_HANDLED;
475 }
476
477 static unsigned int cyc2ns_scale;
478 #define CYC2NS_SCALE_FACTOR 10 /* 2^10, carefully chosen */
479
480 static inline void set_cyc2ns_scale(unsigned long cpu_khz)
481 {
482         cyc2ns_scale = (1000000 << CYC2NS_SCALE_FACTOR)/cpu_khz;
483 }
484
485 static inline unsigned long long cycles_2_ns(unsigned long long cyc)
486 {
487         return (cyc * cyc2ns_scale) >> CYC2NS_SCALE_FACTOR;
488 }
489
490 unsigned long long sched_clock(void)
491 {
492         unsigned long a = 0;
493
494 #if 0
495         /* Don't do a HPET read here. Using TSC always is much faster
496            and HPET may not be mapped yet when the scheduler first runs.
497            Disadvantage is a small drift between CPUs in some configurations,
498            but that should be tolerable. */
499         if (__vxtime.mode == VXTIME_HPET)
500                 return (hpet_readl(HPET_COUNTER) * vxtime.quot) >> 32;
501 #endif
502
503         /* Could do CPU core sync here. Opteron can execute rdtsc speculatively,
504            which means it is not completely exact and may not be monotonous between
505            CPUs. But the errors should be too small to matter for scheduling
506            purposes. */
507
508         rdtscll(a);
509         return cycles_2_ns(a);
510 }
511
512 unsigned long get_cmos_time(void)
513 {
514         unsigned int timeout, year, mon, day, hour, min, sec;
515         unsigned char last, this;
516         unsigned long flags;
517
518 /*
519  * The Linux interpretation of the CMOS clock register contents: When the
520  * Update-In-Progress (UIP) flag goes from 1 to 0, the RTC registers show the
521  * second which has precisely just started. Waiting for this can take up to 1
522  * second, we timeout approximately after 2.4 seconds on a machine with
523  * standard 8.3 MHz ISA bus.
524  */
525
526         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
527
528         timeout = 1000000;
529         last = this = 0;
530
531         while (timeout && last && !this) {
532                 last = this;
533                 this = CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT) & RTC_UIP;
534                 timeout--;
535         }
536
537 /*
538  * Here we are safe to assume the registers won't change for a whole second, so
539  * we just go ahead and read them.
540          */
541
542                 sec = CMOS_READ(RTC_SECONDS);
543                 min = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
544                 hour = CMOS_READ(RTC_HOURS);
545                 day = CMOS_READ(RTC_DAY_OF_MONTH);
546                 mon = CMOS_READ(RTC_MONTH);
547                 year = CMOS_READ(RTC_YEAR);
548
549         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
550
551 /*
552  * We know that x86-64 always uses BCD format, no need to check the config
553  * register.
554  */
555
556             BCD_TO_BIN(sec);
557             BCD_TO_BIN(min);
558             BCD_TO_BIN(hour);
559             BCD_TO_BIN(day);
560             BCD_TO_BIN(mon);
561             BCD_TO_BIN(year);
562
563 /*
564  * x86-64 systems only exists since 2002.
565  * This will work up to Dec 31, 2100
566  */
567         year += 2000;
568
569         return mktime(year, mon, day, hour, min, sec);
570 }
571
572 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
573
574 /* Frequency scaling support. Adjust the TSC based timer when the cpu frequency
575    changes.
576    
577    RED-PEN: On SMP we assume all CPUs run with the same frequency.  It's
578    not that important because current Opteron setups do not support
579    scaling on SMP anyroads.
580
581    Should fix up last_tsc too. Currently gettimeofday in the
582    first tick after the change will be slightly wrong. */
583
584 #include <linux/workqueue.h>
585
586 static unsigned int cpufreq_delayed_issched = 0;
587 static unsigned int cpufreq_init = 0;
588 static struct work_struct cpufreq_delayed_get_work;
589
590 static void handle_cpufreq_delayed_get(void *v)
591 {
592         unsigned int cpu;
593         for_each_online_cpu(cpu) {
594                 cpufreq_get(cpu);
595         }
596         cpufreq_delayed_issched = 0;
597 }
598
599 /* if we notice lost ticks, schedule a call to cpufreq_get() as it tries
600  * to verify the CPU frequency the timing core thinks the CPU is running
601  * at is still correct.
602  */
603 static void cpufreq_delayed_get(void)
604 {
605         static int warned;
606         if (cpufreq_init && !cpufreq_delayed_issched) {
607                 cpufreq_delayed_issched = 1;
608                 if (!warned) {
609                         warned = 1;
610                         printk(KERN_DEBUG "Losing some ticks... checking if CPU frequency changed.\n");
611                 }
612                 schedule_work(&cpufreq_delayed_get_work);
613         }
614 }
615
616 static unsigned int  ref_freq = 0;
617 static unsigned long loops_per_jiffy_ref = 0;
618
619 static unsigned long cpu_khz_ref = 0;
620
621 static int time_cpufreq_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long val,
622                                  void *data)
623 {
624         struct cpufreq_freqs *freq = data;
625         unsigned long *lpj, dummy;
626
627         if (cpu_has(&cpu_data[freq->cpu], X86_FEATURE_CONSTANT_TSC))
628                 return 0;
629
630         lpj = &dummy;
631         if (!(freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS))
632 #ifdef CONFIG_SMP
633         lpj = &cpu_data[freq->cpu].loops_per_jiffy;
634 #else
635         lpj = &boot_cpu_data.loops_per_jiffy;
636 #endif
637
638         if (!ref_freq) {
639                 ref_freq = freq->old;
640                 loops_per_jiffy_ref = *lpj;
641                 cpu_khz_ref = cpu_khz;
642         }
643         if ((val == CPUFREQ_PRECHANGE  && freq->old < freq->new) ||
644             (val == CPUFREQ_POSTCHANGE && freq->old > freq->new) ||
645             (val == CPUFREQ_RESUMECHANGE)) {
646                 *lpj =
647                 cpufreq_scale(loops_per_jiffy_ref, ref_freq, freq->new);
648
649                 cpu_khz = cpufreq_scale(cpu_khz_ref, ref_freq, freq->new);
650                 if (!(freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS))
651                         vxtime.tsc_quot = (1000L << 32) / cpu_khz;
652         }
653         
654         set_cyc2ns_scale(cpu_khz_ref);
655
656         return 0;
657 }
658  
659 static struct notifier_block time_cpufreq_notifier_block = {
660          .notifier_call  = time_cpufreq_notifier
661 };
662
663 static int __init cpufreq_tsc(void)
664 {
665         INIT_WORK(&cpufreq_delayed_get_work, handle_cpufreq_delayed_get, NULL);
666         if (!cpufreq_register_notifier(&time_cpufreq_notifier_block,
667                                        CPUFREQ_TRANSITION_NOTIFIER))
668                 cpufreq_init = 1;
669         return 0;
670 }
671
672 core_initcall(cpufreq_tsc);
673
674 #endif
675
676 /*
677  * calibrate_tsc() calibrates the processor TSC in a very simple way, comparing
678  * it to the HPET timer of known frequency.
679  */
680
681 #define TICK_COUNT 100000000
682
683 static unsigned int __init hpet_calibrate_tsc(void)
684 {
685         int tsc_start, hpet_start;
686         int tsc_now, hpet_now;
687         unsigned long flags;
688
689         local_irq_save(flags);
690         local_irq_disable();
691
692         hpet_start = hpet_readl(HPET_COUNTER);
693         rdtscl(tsc_start);
694
695         do {
696                 local_irq_disable();
697                 hpet_now = hpet_readl(HPET_COUNTER);
698                 sync_core();
699                 rdtscl(tsc_now);
700                 local_irq_restore(flags);
701         } while ((tsc_now - tsc_start) < TICK_COUNT &&
702                  (hpet_now - hpet_start) < TICK_COUNT);
703
704         return (tsc_now - tsc_start) * 1000000000L
705                 / ((hpet_now - hpet_start) * hpet_period / 1000);
706 }
707
708
709 /*
710  * pit_calibrate_tsc() uses the speaker output (channel 2) of
711  * the PIT. This is better than using the timer interrupt output,
712  * because we can read the value of the speaker with just one inb(),
713  * where we need three i/o operations for the interrupt channel.
714  * We count how many ticks the TSC does in 50 ms.
715  */
716
717 static unsigned int __init pit_calibrate_tsc(void)
718 {
719         unsigned long start, end;
720         unsigned long flags;
721
722         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
723
724         outb((inb(0x61) & ~0x02) | 0x01, 0x61);
725
726         outb(0xb0, 0x43);
727         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) & 0xff, 0x42);
728         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) >> 8, 0x42);
729         rdtscll(start);
730         sync_core();
731         while ((inb(0x61) & 0x20) == 0);
732         sync_core();
733         rdtscll(end);
734
735         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
736         
737         return (end - start) / 50;
738 }
739
740 #ifdef  CONFIG_HPET
741 static __init int late_hpet_init(void)
742 {
743         struct hpet_data        hd;
744         unsigned int            ntimer;
745
746         if (!vxtime.hpet_address)
747           return -1;
748
749         memset(&hd, 0, sizeof (hd));
750
751         ntimer = hpet_readl(HPET_ID);
752         ntimer = (ntimer & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT;
753         ntimer++;
754
755         /*
756          * Register with driver.
757          * Timer0 and Timer1 is used by platform.
758          */
759         hd.hd_phys_address = vxtime.hpet_address;
760         hd.hd_address = (void *)fix_to_virt(FIX_HPET_BASE);
761         hd.hd_nirqs = ntimer;
762         hd.hd_flags = HPET_DATA_PLATFORM;
763         hpet_reserve_timer(&hd, 0);
764 #ifdef  CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
765         hpet_reserve_timer(&hd, 1);
766 #endif
767         hd.hd_irq[0] = HPET_LEGACY_8254;
768         hd.hd_irq[1] = HPET_LEGACY_RTC;
769         if (ntimer > 2) {
770                 struct hpet             *hpet;
771                 struct hpet_timer       *timer;
772                 int                     i;
773
774                 hpet = (struct hpet *) fix_to_virt(FIX_HPET_BASE);
775
776                 for (i = 2, timer = &hpet->hpet_timers[2]; i < ntimer;
777                      timer++, i++)
778                         hd.hd_irq[i] = (timer->hpet_config &
779                                         Tn_INT_ROUTE_CNF_MASK) >>
780                                 Tn_INT_ROUTE_CNF_SHIFT;
781
782         }
783
784         hpet_alloc(&hd);
785         return 0;
786 }
787 fs_initcall(late_hpet_init);
788 #endif
789
790 static int hpet_timer_stop_set_go(unsigned long tick)
791 {
792         unsigned int cfg;
793
794 /*
795  * Stop the timers and reset the main counter.
796  */
797
798         cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
799         cfg &= ~(HPET_CFG_ENABLE | HPET_CFG_LEGACY);
800         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
801         hpet_writel(0, HPET_COUNTER);
802         hpet_writel(0, HPET_COUNTER + 4);
803
804 /*
805  * Set up timer 0, as periodic with first interrupt to happen at hpet_tick,
806  * and period also hpet_tick.
807  */
808         if (hpet_use_timer) {
809                 hpet_writel(HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_PERIODIC | HPET_TN_SETVAL |
810                     HPET_TN_32BIT, HPET_T0_CFG);
811                 hpet_writel(hpet_tick, HPET_T0_CMP);
812                 hpet_writel(hpet_tick, HPET_T0_CMP); /* AK: why twice? */
813                 cfg |= HPET_CFG_LEGACY;
814         }
815 /*
816  * Go!
817  */
818
819         cfg |= HPET_CFG_ENABLE;
820         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
821
822         return 0;
823 }
824
825 static int hpet_init(void)
826 {
827         unsigned int id;
828
829         if (!vxtime.hpet_address)
830                 return -1;
831         set_fixmap_nocache(FIX_HPET_BASE, vxtime.hpet_address);
832         __set_fixmap(VSYSCALL_HPET, vxtime.hpet_address, PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE);
833
834 /*
835  * Read the period, compute tick and quotient.
836  */
837
838         id = hpet_readl(HPET_ID);
839
840         if (!(id & HPET_ID_VENDOR) || !(id & HPET_ID_NUMBER))
841                 return -1;
842
843         hpet_period = hpet_readl(HPET_PERIOD);
844         if (hpet_period < 100000 || hpet_period > 100000000)
845                 return -1;
846
847         hpet_tick = (1000000000L * (USEC_PER_SEC / HZ) + hpet_period / 2) /
848                 hpet_period;
849
850         hpet_use_timer = (id & HPET_ID_LEGSUP);
851
852         return hpet_timer_stop_set_go(hpet_tick);
853 }
854
855 static int hpet_reenable(void)
856 {
857         return hpet_timer_stop_set_go(hpet_tick);
858 }
859
860 void __init pit_init(void)
861 {
862         unsigned long flags;
863
864         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
865         outb_p(0x34, 0x43);             /* binary, mode 2, LSB/MSB, ch 0 */
866         outb_p(LATCH & 0xff, 0x40);     /* LSB */
867         outb_p(LATCH >> 8, 0x40);       /* MSB */
868         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
869 }
870
871 int __init time_setup(char *str)
872 {
873         report_lost_ticks = 1;
874         return 1;
875 }
876
877 static struct irqaction irq0 = {
878         timer_interrupt, SA_INTERRUPT, CPU_MASK_NONE, "timer", NULL, NULL
879 };
880
881 extern void __init config_acpi_tables(void);
882
883 void __init time_init(void)
884 {
885         char *timename;
886
887 #ifdef HPET_HACK_ENABLE_DANGEROUS
888         if (!vxtime.hpet_address) {
889                 printk(KERN_WARNING "time.c: WARNING: Enabling HPET base "
890                        "manually!\n");
891                 outl(0x800038a0, 0xcf8);
892                 outl(0xff000001, 0xcfc);
893                 outl(0x800038a0, 0xcf8);
894                 vxtime.hpet_address = inl(0xcfc) & 0xfffffffe;
895                 printk(KERN_WARNING "time.c: WARNING: Enabled HPET "
896                        "at %#lx.\n", vxtime.hpet_address);
897         }
898 #endif
899         if (nohpet)
900                 vxtime.hpet_address = 0;
901
902         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
903         xtime.tv_nsec = 0;
904
905         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
906                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
907
908         if (!hpet_init())
909                 vxtime_hz = (1000000000000000L + hpet_period / 2) /
910                         hpet_period;
911
912         if (hpet_use_timer) {
913                 cpu_khz = hpet_calibrate_tsc();
914                 timename = "HPET";
915 #ifdef CONFIG_X86_PM_TIMER
916         } else if (pmtmr_ioport) {
917                 vxtime_hz = PM_TIMER_FREQUENCY;
918                 timename = "PM";
919                 pit_init();
920                 cpu_khz = pit_calibrate_tsc();
921 #endif
922         } else {
923                 pit_init();
924                 cpu_khz = pit_calibrate_tsc();
925                 timename = "PIT";
926         }
927
928         printk(KERN_INFO "time.c: Using %ld.%06ld MHz %s timer.\n",
929                vxtime_hz / 1000000, vxtime_hz % 1000000, timename);
930         printk(KERN_INFO "time.c: Detected %d.%03d MHz processor.\n",
931                 cpu_khz / 1000, cpu_khz % 1000);
932         vxtime.mode = VXTIME_TSC;
933         vxtime.quot = (1000000L << 32) / vxtime_hz;
934         vxtime.tsc_quot = (1000L << 32) / cpu_khz;
935         rdtscll_sync(&vxtime.last_tsc);
936         setup_irq(0, &irq0);
937
938         set_cyc2ns_scale(cpu_khz);
939
940 #ifndef CONFIG_SMP
941         time_init_gtod();
942 #endif
943 }
944
945 /*
946  * Make an educated guess if the TSC is trustworthy and synchronized
947  * over all CPUs.
948  */
949 static __init int unsynchronized_tsc(void)
950 {
951 #ifdef CONFIG_SMP
952         if (oem_force_hpet_timer())
953                 return 1;
954         /* Intel systems are normally all synchronized. Exceptions
955            are handled in the OEM check above. */
956         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL)
957                 return 0;
958 #endif
959         /* Assume multi socket systems are not synchronized */
960         return num_online_cpus() > 1;
961 }
962
963 /*
964  * Decide after all CPUs are booted what mode gettimeofday should use.
965  */
966 void __init time_init_gtod(void)
967 {
968         char *timetype;
969
970         if (unsynchronized_tsc())
971                 notsc = 1;
972         if (vxtime.hpet_address && notsc) {
973                 timetype = hpet_use_timer ? "HPET" : "PIT/HPET";
974                 vxtime.last = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
975                 vxtime.mode = VXTIME_HPET;
976                 do_gettimeoffset = do_gettimeoffset_hpet;
977 #ifdef CONFIG_X86_PM_TIMER
978         /* Using PM for gettimeofday is quite slow, but we have no other
979            choice because the TSC is too unreliable on some systems. */
980         } else if (pmtmr_ioport && !vxtime.hpet_address && notsc) {
981                 timetype = "PM";
982                 do_gettimeoffset = do_gettimeoffset_pm;
983                 vxtime.mode = VXTIME_PMTMR;
984                 sysctl_vsyscall = 0;
985                 printk(KERN_INFO "Disabling vsyscall due to use of PM timer\n");
986 #endif
987         } else {
988                 timetype = hpet_use_timer ? "HPET/TSC" : "PIT/TSC";
989                 vxtime.mode = VXTIME_TSC;
990         }
991
992         printk(KERN_INFO "time.c: Using %s based timekeeping.\n", timetype);
993 }
994
995 __setup("report_lost_ticks", time_setup);
996
997 static long clock_cmos_diff;
998 static unsigned long sleep_start;
999
1000 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
1001 {
1002         /*
1003          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
1004          */
1005         long cmos_time =  get_cmos_time();
1006
1007         clock_cmos_diff = -cmos_time;
1008         clock_cmos_diff += get_seconds();
1009         sleep_start = cmos_time;
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
1014 {
1015         unsigned long flags;
1016         unsigned long sec;
1017         unsigned long ctime = get_cmos_time();
1018         unsigned long sleep_length = (ctime - sleep_start) * HZ;
1019
1020         if (vxtime.hpet_address)
1021                 hpet_reenable();
1022         else
1023                 i8254_timer_resume();
1024
1025         sec = ctime + clock_cmos_diff;
1026         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock,flags);
1027         xtime.tv_sec = sec;
1028         xtime.tv_nsec = 0;
1029         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock,flags);
1030         jiffies += sleep_length;
1031         wall_jiffies += sleep_length;
1032         touch_softlockup_watchdog();
1033         return 0;
1034 }
1035
1036 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
1037         .resume = timer_resume,
1038         .suspend = timer_suspend,
1039         set_kset_name("timer"),
1040 };
1041
1042
1043 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
1044 static struct sys_device device_timer = {
1045         .id     = 0,
1046         .cls    = &timer_sysclass,
1047 };
1048
1049 static int time_init_device(void)
1050 {
1051         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
1052         if (!error)
1053                 error = sysdev_register(&device_timer);
1054         return error;
1055 }
1056
1057 device_initcall(time_init_device);
1058
1059 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
1060 /* HPET in LegacyReplacement Mode eats up RTC interrupt line. When, HPET
1061  * is enabled, we support RTC interrupt functionality in software.
1062  * RTC has 3 kinds of interrupts:
1063  * 1) Update Interrupt - generate an interrupt, every sec, when RTC clock
1064  *    is updated
1065  * 2) Alarm Interrupt - generate an interrupt at a specific time of day
1066  * 3) Periodic Interrupt - generate periodic interrupt, with frequencies
1067  *    2Hz-8192Hz (2Hz-64Hz for non-root user) (all freqs in powers of 2)
1068  * (1) and (2) above are implemented using polling at a frequency of
1069  * 64 Hz. The exact frequency is a tradeoff between accuracy and interrupt
1070  * overhead. (DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
1071  * For (3), we use interrupts at 64Hz or user specified periodic
1072  * frequency, whichever is higher.
1073  */
1074 #include <linux/rtc.h>
1075
1076 extern irqreturn_t rtc_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs);
1077
1078 #define DEFAULT_RTC_INT_FREQ    64
1079 #define RTC_NUM_INTS            1
1080
1081 static unsigned long UIE_on;
1082 static unsigned long prev_update_sec;
1083
1084 static unsigned long AIE_on;
1085 static struct rtc_time alarm_time;
1086
1087 static unsigned long PIE_on;
1088 static unsigned long PIE_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1089 static unsigned long PIE_count;
1090
1091 static unsigned long hpet_rtc_int_freq; /* RTC interrupt frequency */
1092
1093 int is_hpet_enabled(void)
1094 {
1095         return vxtime.hpet_address != 0;
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Timer 1 for RTC, we do not use periodic interrupt feature,
1100  * even if HPET supports periodic interrupts on Timer 1.
1101  * The reason being, to set up a periodic interrupt in HPET, we need to
1102  * stop the main counter. And if we do that everytime someone diables/enables
1103  * RTC, we will have adverse effect on main kernel timer running on Timer 0.
1104  * So, for the time being, simulate the periodic interrupt in software.
1105  *
1106  * hpet_rtc_timer_init() is called for the first time and during subsequent
1107  * interuppts reinit happens through hpet_rtc_timer_reinit().
1108  */
1109 int hpet_rtc_timer_init(void)
1110 {
1111         unsigned int cfg, cnt;
1112         unsigned long flags;
1113
1114         if (!is_hpet_enabled())
1115                 return 0;
1116         /*
1117          * Set the counter 1 and enable the interrupts.
1118          */
1119         if (PIE_on && (PIE_freq > DEFAULT_RTC_INT_FREQ))
1120                 hpet_rtc_int_freq = PIE_freq;
1121         else
1122                 hpet_rtc_int_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1123
1124         local_irq_save(flags);
1125         cnt = hpet_readl(HPET_COUNTER);
1126         cnt += ((hpet_tick*HZ)/hpet_rtc_int_freq);
1127         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1128         local_irq_restore(flags);
1129
1130         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1131         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
1132         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1133
1134         return 1;
1135 }
1136
1137 static void hpet_rtc_timer_reinit(void)
1138 {
1139         unsigned int cfg, cnt;
1140
1141         if (!(PIE_on | AIE_on | UIE_on))
1142                 return;
1143
1144         if (PIE_on && (PIE_freq > DEFAULT_RTC_INT_FREQ))
1145                 hpet_rtc_int_freq = PIE_freq;
1146         else
1147                 hpet_rtc_int_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1148
1149         /* It is more accurate to use the comparator value than current count.*/
1150         cnt = hpet_readl(HPET_T1_CMP);
1151         cnt += hpet_tick*HZ/hpet_rtc_int_freq;
1152         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1153
1154         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1155         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
1156         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1157
1158         return;
1159 }
1160
1161 /*
1162  * The functions below are called from rtc driver.
1163  * Return 0 if HPET is not being used.
1164  * Otherwise do the necessary changes and return 1.
1165  */
1166 int hpet_mask_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1167 {
1168         if (!is_hpet_enabled())
1169                 return 0;
1170
1171         if (bit_mask & RTC_UIE)
1172                 UIE_on = 0;
1173         if (bit_mask & RTC_PIE)
1174                 PIE_on = 0;
1175         if (bit_mask & RTC_AIE)
1176                 AIE_on = 0;
1177
1178         return 1;
1179 }
1180
1181 int hpet_set_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1182 {
1183         int timer_init_reqd = 0;
1184
1185         if (!is_hpet_enabled())
1186                 return 0;
1187
1188         if (!(PIE_on | AIE_on | UIE_on))
1189                 timer_init_reqd = 1;
1190
1191         if (bit_mask & RTC_UIE) {
1192                 UIE_on = 1;
1193         }
1194         if (bit_mask & RTC_PIE) {
1195                 PIE_on = 1;
1196                 PIE_count = 0;
1197         }
1198         if (bit_mask & RTC_AIE) {
1199                 AIE_on = 1;
1200         }
1201
1202         if (timer_init_reqd)
1203                 hpet_rtc_timer_init();
1204
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 int hpet_set_alarm_time(unsigned char hrs, unsigned char min, unsigned char sec)
1209 {
1210         if (!is_hpet_enabled())
1211                 return 0;
1212
1213         alarm_time.tm_hour = hrs;
1214         alarm_time.tm_min = min;
1215         alarm_time.tm_sec = sec;
1216
1217         return 1;
1218 }
1219
1220 int hpet_set_periodic_freq(unsigned long freq)
1221 {
1222         if (!is_hpet_enabled())
1223                 return 0;
1224
1225         PIE_freq = freq;
1226         PIE_count = 0;
1227
1228         return 1;
1229 }
1230
1231 int hpet_rtc_dropped_irq(void)
1232 {
1233         if (!is_hpet_enabled())
1234                 return 0;
1235
1236         return 1;
1237 }
1238
1239 irqreturn_t hpet_rtc_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
1240 {
1241         struct rtc_time curr_time;
1242         unsigned long rtc_int_flag = 0;
1243         int call_rtc_interrupt = 0;
1244
1245         hpet_rtc_timer_reinit();
1246
1247         if (UIE_on | AIE_on) {
1248                 rtc_get_rtc_time(&curr_time);
1249         }
1250         if (UIE_on) {
1251                 if (curr_time.tm_sec != prev_update_sec) {
1252                         /* Set update int info, call real rtc int routine */
1253                         call_rtc_interrupt = 1;
1254                         rtc_int_flag = RTC_UF;
1255                         prev_update_sec = curr_time.tm_sec;
1256                 }
1257         }
1258         if (PIE_on) {
1259                 PIE_count++;
1260                 if (PIE_count >= hpet_rtc_int_freq/PIE_freq) {
1261                         /* Set periodic int info, call real rtc int routine */
1262                         call_rtc_interrupt = 1;
1263                         rtc_int_flag |= RTC_PF;
1264                         PIE_count = 0;
1265                 }
1266         }
1267         if (AIE_on) {
1268                 if ((curr_time.tm_sec == alarm_time.tm_sec) &&
1269                     (curr_time.tm_min == alarm_time.tm_min) &&
1270                     (curr_time.tm_hour == alarm_time.tm_hour)) {
1271                         /* Set alarm int info, call real rtc int routine */
1272                         call_rtc_interrupt = 1;
1273                         rtc_int_flag |= RTC_AF;
1274                 }
1275         }
1276         if (call_rtc_interrupt) {
1277                 rtc_int_flag |= (RTC_IRQF | (RTC_NUM_INTS << 8));
1278                 rtc_interrupt(rtc_int_flag, dev_id, regs);
1279         }
1280         return IRQ_HANDLED;
1281 }
1282 #endif
1283
1284
1285
1286 static int __init nohpet_setup(char *s) 
1287
1288         nohpet = 1;
1289         return 0;
1290
1291
1292 __setup("nohpet", nohpet_setup);
1293
1294
1295 static int __init notsc_setup(char *s)
1296 {
1297         notsc = 1;
1298         return 0;
1299 }
1300
1301 __setup("notsc", notsc_setup);
1302
1303