]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - arch/x86_64/kernel/time.c
Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6.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/irq.h>
22 #include <linux/time.h>
23 #include <linux/ioport.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/device.h>
26 #include <linux/sysdev.h>
27 #include <linux/bcd.h>
28 #include <linux/kallsyms.h>
29 #include <asm/8253pit.h>
30 #include <asm/pgtable.h>
31 #include <asm/vsyscall.h>
32 #include <asm/timex.h>
33 #include <asm/proto.h>
34 #include <asm/hpet.h>
35 #include <asm/sections.h>
36 #include <linux/cpufreq.h>
37 #include <linux/hpet.h>
38 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
39 #include <asm/apic.h>
40 #endif
41
42 u64 jiffies_64 = INITIAL_JIFFIES;
43
44 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
45
46 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
47 static void cpufreq_delayed_get(void);
48 #endif
49 extern void i8254_timer_resume(void);
50 extern int using_apic_timer;
51
52 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
53 DEFINE_SPINLOCK(i8253_lock);
54
55 static int nohpet __initdata = 0;
56 static int notsc __initdata = 0;
57
58 #undef HPET_HACK_ENABLE_DANGEROUS
59
60 unsigned int cpu_khz;                                   /* TSC clocks / usec, not used here */
61 static unsigned long hpet_period;                       /* fsecs / HPET clock */
62 unsigned long hpet_tick;                                /* HPET clocks / interrupt */
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         return ((hpet_readl(HPET_COUNTER) - vxtime.last) * vxtime.quot) >> 32;
105 }
106
107 unsigned int (*do_gettimeoffset)(void) = do_gettimeoffset_tsc;
108
109 /*
110  * This version of gettimeofday() has microsecond resolution and better than
111  * microsecond precision, as we're using at least a 10 MHz (usually 14.31818
112  * MHz) HPET timer.
113  */
114
115 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
116 {
117         unsigned long seq, t;
118         unsigned int sec, usec;
119
120         do {
121                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
122
123                 sec = xtime.tv_sec;
124                 usec = xtime.tv_nsec / 1000;
125
126                 /* i386 does some correction here to keep the clock 
127                    monotonous even when ntpd is fixing drift.
128                    But they didn't work for me, there is a non monotonic
129                    clock anyways with ntp.
130                    I dropped all corrections now until a real solution can
131                    be found. Note when you fix it here you need to do the same
132                    in arch/x86_64/kernel/vsyscall.c and export all needed
133                    variables in vmlinux.lds. -AK */ 
134
135                 t = (jiffies - wall_jiffies) * (1000000L / HZ) +
136                         do_gettimeoffset();
137                 usec += t;
138
139         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
140
141         tv->tv_sec = sec + usec / 1000000;
142         tv->tv_usec = usec % 1000000;
143 }
144
145 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
146
147 /*
148  * settimeofday() first undoes the correction that gettimeofday would do
149  * on the time, and then saves it. This is ugly, but has been like this for
150  * ages already.
151  */
152
153 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
154 {
155         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
156         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
157
158         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
159                 return -EINVAL;
160
161         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
162
163         nsec -= do_gettimeoffset() * 1000 +
164                 (jiffies - wall_jiffies) * (NSEC_PER_SEC/HZ);
165
166         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
167         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
168
169         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
170         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
171
172         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
173         time_status |= STA_UNSYNC;
174         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
175         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
176
177         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
178         clock_was_set();
179         return 0;
180 }
181
182 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
183
184 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
185 {
186         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
187
188         /* Assume the lock function has either no stack frame or only a single word.
189            This checks if the address on the stack looks like a kernel text address.
190            There is a small window for false hits, but in that case the tick
191            is just accounted to the spinlock function.
192            Better would be to write these functions in assembler again
193            and check exactly. */
194         if (in_lock_functions(pc)) {
195                 char *v = *(char **)regs->rsp;
196                 if ((v >= _stext && v <= _etext) ||
197                         (v >= _sinittext && v <= _einittext) ||
198                         (v >= (char *)MODULES_VADDR  && v <= (char *)MODULES_END))
199                         return (unsigned long)v;
200                 return ((unsigned long *)regs->rsp)[1];
201         }
202         return pc;
203 }
204 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
205
206 /*
207  * In order to set the CMOS clock precisely, set_rtc_mmss has to be called 500
208  * ms after the second nowtime has started, because when nowtime is written
209  * into the registers of the CMOS clock, it will jump to the next second
210  * precisely 500 ms later. Check the Motorola MC146818A or Dallas DS12887 data
211  * sheet for details.
212  */
213
214 static void set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
215 {
216         int real_seconds, real_minutes, cmos_minutes;
217         unsigned char control, freq_select;
218
219 /*
220  * IRQs are disabled when we're called from the timer interrupt,
221  * no need for spin_lock_irqsave()
222  */
223
224         spin_lock(&rtc_lock);
225
226 /*
227  * Tell the clock it's being set and stop it.
228  */
229
230         control = CMOS_READ(RTC_CONTROL);
231         CMOS_WRITE(control | RTC_SET, RTC_CONTROL);
232
233         freq_select = CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT);
234         CMOS_WRITE(freq_select | RTC_DIV_RESET2, RTC_FREQ_SELECT);
235
236         cmos_minutes = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
237                 BCD_TO_BIN(cmos_minutes);
238
239 /*
240  * since we're only adjusting minutes and seconds, don't interfere with hour
241  * overflow. This avoids messing with unknown time zones but requires your RTC
242  * not to be off by more than 15 minutes. Since we're calling it only when
243  * our clock is externally synchronized using NTP, this shouldn't be a problem.
244  */
245
246         real_seconds = nowtime % 60;
247         real_minutes = nowtime / 60;
248         if (((abs(real_minutes - cmos_minutes) + 15) / 30) & 1)
249                 real_minutes += 30;             /* correct for half hour time zone */
250         real_minutes %= 60;
251
252 #if 0
253         /* AMD 8111 is a really bad time keeper and hits this regularly. 
254            It probably was an attempt to avoid screwing up DST, but ignore
255            that for now. */        
256         if (abs(real_minutes - cmos_minutes) >= 30) {
257                 printk(KERN_WARNING "time.c: can't update CMOS clock "
258                        "from %d to %d\n", cmos_minutes, real_minutes);
259         } else
260 #endif
261
262         {
263                         BIN_TO_BCD(real_seconds);
264                         BIN_TO_BCD(real_minutes);
265                 CMOS_WRITE(real_seconds, RTC_SECONDS);
266                 CMOS_WRITE(real_minutes, RTC_MINUTES);
267         }
268
269 /*
270  * The following flags have to be released exactly in this order, otherwise the
271  * DS12887 (popular MC146818A clone with integrated battery and quartz) will
272  * not reset the oscillator and will not update precisely 500 ms later. You
273  * won't find this mentioned in the Dallas Semiconductor data sheets, but who
274  * believes data sheets anyway ... -- Markus Kuhn
275  */
276
277         CMOS_WRITE(control, RTC_CONTROL);
278         CMOS_WRITE(freq_select, RTC_FREQ_SELECT);
279
280         spin_unlock(&rtc_lock);
281 }
282
283
284 /* monotonic_clock(): returns # of nanoseconds passed since time_init()
285  *              Note: This function is required to return accurate
286  *              time even in the absence of multiple timer ticks.
287  */
288 unsigned long long monotonic_clock(void)
289 {
290         unsigned long seq;
291         u32 last_offset, this_offset, offset;
292         unsigned long long base;
293
294         if (vxtime.mode == VXTIME_HPET) {
295                 do {
296                         seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
297
298                         last_offset = vxtime.last;
299                         base = monotonic_base;
300                         this_offset = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
301
302                 } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
303                 offset = (this_offset - last_offset);
304                 offset *=(NSEC_PER_SEC/HZ)/hpet_tick;
305                 return base + offset;
306         }else{
307                 do {
308                         seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
309
310                         last_offset = vxtime.last_tsc;
311                         base = monotonic_base;
312                 } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
313                 sync_core();
314                 rdtscll(this_offset);
315                 offset = (this_offset - last_offset)*1000/cpu_khz; 
316                 return base + offset;
317         }
318
319
320 }
321 EXPORT_SYMBOL(monotonic_clock);
322
323 static noinline void handle_lost_ticks(int lost, struct pt_regs *regs)
324 {
325     static long lost_count;
326     static int warned;
327
328     if (report_lost_ticks) {
329             printk(KERN_WARNING "time.c: Lost %d timer "
330                    "tick(s)! ", lost);
331             print_symbol("rip %s)\n", regs->rip);
332     }
333
334     if (lost_count == 1000 && !warned) {
335             printk(KERN_WARNING
336                    "warning: many lost ticks.\n"
337                    KERN_WARNING "Your time source seems to be instable or "
338                                 "some driver is hogging interupts\n");
339             print_symbol("rip %s\n", regs->rip);
340             if (vxtime.mode == VXTIME_TSC && vxtime.hpet_address) {
341                     printk(KERN_WARNING "Falling back to HPET\n");
342                     vxtime.last = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
343                     vxtime.mode = VXTIME_HPET;
344                     do_gettimeoffset = do_gettimeoffset_hpet;
345             }
346             /* else should fall back to PIT, but code missing. */
347             warned = 1;
348     } else
349             lost_count++;
350
351 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
352     /* In some cases the CPU can change frequency without us noticing
353        (like going into thermal throttle)
354        Give cpufreq a change to catch up. */
355     if ((lost_count+1) % 25 == 0) {
356             cpufreq_delayed_get();
357     }
358 #endif
359 }
360
361 static irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
362 {
363         static unsigned long rtc_update = 0;
364         unsigned long tsc;
365         int delay, offset = 0, lost = 0;
366
367 /*
368  * Here we are in the timer irq handler. We have irqs locally disabled (so we
369  * don't need spin_lock_irqsave()) but we don't know if the timer_bh is running
370  * on the other CPU, so we need a lock. We also need to lock the vsyscall
371  * variables, because both do_timer() and us change them -arca+vojtech
372  */
373
374         write_seqlock(&xtime_lock);
375
376         if (vxtime.hpet_address) {
377                 offset = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
378                 delay = hpet_readl(HPET_COUNTER) - offset;
379         } else {
380                 spin_lock(&i8253_lock);
381                 outb_p(0x00, 0x43);
382                 delay = inb_p(0x40);
383                 delay |= inb(0x40) << 8;
384                 spin_unlock(&i8253_lock);
385                 delay = LATCH - 1 - delay;
386         }
387
388         rdtscll_sync(&tsc);
389
390         if (vxtime.mode == VXTIME_HPET) {
391                 if (offset - vxtime.last > hpet_tick) {
392                         lost = (offset - vxtime.last) / hpet_tick - 1;
393                 }
394
395                 monotonic_base += 
396                         (offset - vxtime.last)*(NSEC_PER_SEC/HZ) / hpet_tick;
397
398                 vxtime.last = offset;
399         } else {
400                 offset = (((tsc - vxtime.last_tsc) *
401                            vxtime.tsc_quot) >> 32) - (USEC_PER_SEC / HZ);
402
403                 if (offset < 0)
404                         offset = 0;
405
406                 if (offset > (USEC_PER_SEC / HZ)) {
407                         lost = offset / (USEC_PER_SEC / HZ);
408                         offset %= (USEC_PER_SEC / HZ);
409                 }
410
411                 monotonic_base += (tsc - vxtime.last_tsc)*1000000/cpu_khz ;
412
413                 vxtime.last_tsc = tsc - vxtime.quot * delay / vxtime.tsc_quot;
414
415                 if ((((tsc - vxtime.last_tsc) *
416                       vxtime.tsc_quot) >> 32) < offset)
417                         vxtime.last_tsc = tsc -
418                                 (((long) offset << 32) / vxtime.tsc_quot) - 1;
419         }
420
421         if (lost > 0) {
422                 handle_lost_ticks(lost, regs);
423                 jiffies += lost;
424         }
425
426 /*
427  * Do the timer stuff.
428  */
429
430         do_timer(regs);
431 #ifndef CONFIG_SMP
432         update_process_times(user_mode(regs));
433 #endif
434
435 /*
436  * In the SMP case we use the local APIC timer interrupt to do the profiling,
437  * except when we simulate SMP mode on a uniprocessor system, in that case we
438  * have to call the local interrupt handler.
439  */
440
441 #ifndef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
442         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
443 #else
444         if (!using_apic_timer)
445                 smp_local_timer_interrupt(regs);
446 #endif
447
448 /*
449  * If we have an externally synchronized Linux clock, then update CMOS clock
450  * accordingly every ~11 minutes. set_rtc_mmss() will be called in the jiffy
451  * closest to exactly 500 ms before the next second. If the update fails, we
452  * don't care, as it'll be updated on the next turn, and the problem (time way
453  * off) isn't likely to go away much sooner anyway.
454  */
455
456         if ((~time_status & STA_UNSYNC) && xtime.tv_sec > rtc_update &&
457                 abs(xtime.tv_nsec - 500000000) <= tick_nsec / 2) {
458                 set_rtc_mmss(xtime.tv_sec);
459                 rtc_update = xtime.tv_sec + 660;
460         }
461  
462         write_sequnlock(&xtime_lock);
463
464         return IRQ_HANDLED;
465 }
466
467 static unsigned int cyc2ns_scale;
468 #define CYC2NS_SCALE_FACTOR 10 /* 2^10, carefully chosen */
469
470 static inline void set_cyc2ns_scale(unsigned long cpu_mhz)
471 {
472         cyc2ns_scale = (1000 << CYC2NS_SCALE_FACTOR)/cpu_mhz;
473 }
474
475 static inline unsigned long long cycles_2_ns(unsigned long long cyc)
476 {
477         return (cyc * cyc2ns_scale) >> CYC2NS_SCALE_FACTOR;
478 }
479
480 unsigned long long sched_clock(void)
481 {
482         unsigned long a = 0;
483
484 #if 0
485         /* Don't do a HPET read here. Using TSC always is much faster
486            and HPET may not be mapped yet when the scheduler first runs.
487            Disadvantage is a small drift between CPUs in some configurations,
488            but that should be tolerable. */
489         if (__vxtime.mode == VXTIME_HPET)
490                 return (hpet_readl(HPET_COUNTER) * vxtime.quot) >> 32;
491 #endif
492
493         /* Could do CPU core sync here. Opteron can execute rdtsc speculatively,
494            which means it is not completely exact and may not be monotonous between
495            CPUs. But the errors should be too small to matter for scheduling
496            purposes. */
497
498         rdtscll(a);
499         return cycles_2_ns(a);
500 }
501
502 unsigned long get_cmos_time(void)
503 {
504         unsigned int timeout, year, mon, day, hour, min, sec;
505         unsigned char last, this;
506         unsigned long flags;
507
508 /*
509  * The Linux interpretation of the CMOS clock register contents: When the
510  * Update-In-Progress (UIP) flag goes from 1 to 0, the RTC registers show the
511  * second which has precisely just started. Waiting for this can take up to 1
512  * second, we timeout approximately after 2.4 seconds on a machine with
513  * standard 8.3 MHz ISA bus.
514  */
515
516         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
517
518         timeout = 1000000;
519         last = this = 0;
520
521         while (timeout && last && !this) {
522                 last = this;
523                 this = CMOS_READ(RTC_FREQ_SELECT) & RTC_UIP;
524                 timeout--;
525         }
526
527 /*
528  * Here we are safe to assume the registers won't change for a whole second, so
529  * we just go ahead and read them.
530          */
531
532                 sec = CMOS_READ(RTC_SECONDS);
533                 min = CMOS_READ(RTC_MINUTES);
534                 hour = CMOS_READ(RTC_HOURS);
535                 day = CMOS_READ(RTC_DAY_OF_MONTH);
536                 mon = CMOS_READ(RTC_MONTH);
537                 year = CMOS_READ(RTC_YEAR);
538
539         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
540
541 /*
542  * We know that x86-64 always uses BCD format, no need to check the config
543  * register.
544  */
545
546             BCD_TO_BIN(sec);
547             BCD_TO_BIN(min);
548             BCD_TO_BIN(hour);
549             BCD_TO_BIN(day);
550             BCD_TO_BIN(mon);
551             BCD_TO_BIN(year);
552
553 /*
554  * x86-64 systems only exists since 2002.
555  * This will work up to Dec 31, 2100
556  */
557         year += 2000;
558
559         return mktime(year, mon, day, hour, min, sec);
560 }
561
562 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
563
564 /* Frequency scaling support. Adjust the TSC based timer when the cpu frequency
565    changes.
566    
567    RED-PEN: On SMP we assume all CPUs run with the same frequency.  It's
568    not that important because current Opteron setups do not support
569    scaling on SMP anyroads.
570
571    Should fix up last_tsc too. Currently gettimeofday in the
572    first tick after the change will be slightly wrong. */
573
574 #include <linux/workqueue.h>
575
576 static unsigned int cpufreq_delayed_issched = 0;
577 static unsigned int cpufreq_init = 0;
578 static struct work_struct cpufreq_delayed_get_work;
579
580 static void handle_cpufreq_delayed_get(void *v)
581 {
582         unsigned int cpu;
583         for_each_online_cpu(cpu) {
584                 cpufreq_get(cpu);
585         }
586         cpufreq_delayed_issched = 0;
587 }
588
589 /* if we notice lost ticks, schedule a call to cpufreq_get() as it tries
590  * to verify the CPU frequency the timing core thinks the CPU is running
591  * at is still correct.
592  */
593 static void cpufreq_delayed_get(void)
594 {
595         static int warned;
596         if (cpufreq_init && !cpufreq_delayed_issched) {
597                 cpufreq_delayed_issched = 1;
598                 if (!warned) {
599                         warned = 1;
600                         printk(KERN_DEBUG "Losing some ticks... checking if CPU frequency changed.\n");
601                 }
602                 schedule_work(&cpufreq_delayed_get_work);
603         }
604 }
605
606 static unsigned int  ref_freq = 0;
607 static unsigned long loops_per_jiffy_ref = 0;
608
609 static unsigned long cpu_khz_ref = 0;
610
611 static int time_cpufreq_notifier(struct notifier_block *nb, unsigned long val,
612                                  void *data)
613 {
614         struct cpufreq_freqs *freq = data;
615         unsigned long *lpj, dummy;
616
617         lpj = &dummy;
618         if (!(freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS))
619 #ifdef CONFIG_SMP
620         lpj = &cpu_data[freq->cpu].loops_per_jiffy;
621 #else
622         lpj = &boot_cpu_data.loops_per_jiffy;
623 #endif
624
625
626
627         if (!ref_freq) {
628                 ref_freq = freq->old;
629                 loops_per_jiffy_ref = *lpj;
630                 cpu_khz_ref = cpu_khz;
631         }
632         if ((val == CPUFREQ_PRECHANGE  && freq->old < freq->new) ||
633             (val == CPUFREQ_POSTCHANGE && freq->old > freq->new) ||
634             (val == CPUFREQ_RESUMECHANGE)) {
635                 *lpj =
636                 cpufreq_scale(loops_per_jiffy_ref, ref_freq, freq->new);
637
638                 cpu_khz = cpufreq_scale(cpu_khz_ref, ref_freq, freq->new);
639                 if (!(freq->flags & CPUFREQ_CONST_LOOPS))
640                         vxtime.tsc_quot = (1000L << 32) / cpu_khz;
641         }
642         
643         set_cyc2ns_scale(cpu_khz_ref / 1000);
644
645         return 0;
646 }
647  
648 static struct notifier_block time_cpufreq_notifier_block = {
649          .notifier_call  = time_cpufreq_notifier
650 };
651
652 static int __init cpufreq_tsc(void)
653 {
654         INIT_WORK(&cpufreq_delayed_get_work, handle_cpufreq_delayed_get, NULL);
655         if (!cpufreq_register_notifier(&time_cpufreq_notifier_block,
656                                        CPUFREQ_TRANSITION_NOTIFIER))
657                 cpufreq_init = 1;
658         return 0;
659 }
660
661 core_initcall(cpufreq_tsc);
662
663 #endif
664
665 /*
666  * calibrate_tsc() calibrates the processor TSC in a very simple way, comparing
667  * it to the HPET timer of known frequency.
668  */
669
670 #define TICK_COUNT 100000000
671
672 static unsigned int __init hpet_calibrate_tsc(void)
673 {
674         int tsc_start, hpet_start;
675         int tsc_now, hpet_now;
676         unsigned long flags;
677
678         local_irq_save(flags);
679         local_irq_disable();
680
681         hpet_start = hpet_readl(HPET_COUNTER);
682         rdtscl(tsc_start);
683
684         do {
685                 local_irq_disable();
686                 hpet_now = hpet_readl(HPET_COUNTER);
687                 sync_core();
688                 rdtscl(tsc_now);
689                 local_irq_restore(flags);
690         } while ((tsc_now - tsc_start) < TICK_COUNT &&
691                  (hpet_now - hpet_start) < TICK_COUNT);
692
693         return (tsc_now - tsc_start) * 1000000000L
694                 / ((hpet_now - hpet_start) * hpet_period / 1000);
695 }
696
697
698 /*
699  * pit_calibrate_tsc() uses the speaker output (channel 2) of
700  * the PIT. This is better than using the timer interrupt output,
701  * because we can read the value of the speaker with just one inb(),
702  * where we need three i/o operations for the interrupt channel.
703  * We count how many ticks the TSC does in 50 ms.
704  */
705
706 static unsigned int __init pit_calibrate_tsc(void)
707 {
708         unsigned long start, end;
709         unsigned long flags;
710
711         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
712
713         outb((inb(0x61) & ~0x02) | 0x01, 0x61);
714
715         outb(0xb0, 0x43);
716         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) & 0xff, 0x42);
717         outb((PIT_TICK_RATE / (1000 / 50)) >> 8, 0x42);
718         rdtscll(start);
719         sync_core();
720         while ((inb(0x61) & 0x20) == 0);
721         sync_core();
722         rdtscll(end);
723
724         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
725         
726         return (end - start) / 50;
727 }
728
729 #ifdef  CONFIG_HPET
730 static __init int late_hpet_init(void)
731 {
732         struct hpet_data        hd;
733         unsigned int            ntimer;
734
735         if (!vxtime.hpet_address)
736           return -1;
737
738         memset(&hd, 0, sizeof (hd));
739
740         ntimer = hpet_readl(HPET_ID);
741         ntimer = (ntimer & HPET_ID_NUMBER) >> HPET_ID_NUMBER_SHIFT;
742         ntimer++;
743
744         /*
745          * Register with driver.
746          * Timer0 and Timer1 is used by platform.
747          */
748         hd.hd_phys_address = vxtime.hpet_address;
749         hd.hd_address = (void *)fix_to_virt(FIX_HPET_BASE);
750         hd.hd_nirqs = ntimer;
751         hd.hd_flags = HPET_DATA_PLATFORM;
752         hpet_reserve_timer(&hd, 0);
753 #ifdef  CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
754         hpet_reserve_timer(&hd, 1);
755 #endif
756         hd.hd_irq[0] = HPET_LEGACY_8254;
757         hd.hd_irq[1] = HPET_LEGACY_RTC;
758         if (ntimer > 2) {
759                 struct hpet             *hpet;
760                 struct hpet_timer       *timer;
761                 int                     i;
762
763                 hpet = (struct hpet *) fix_to_virt(FIX_HPET_BASE);
764
765                 for (i = 2, timer = &hpet->hpet_timers[2]; i < ntimer;
766                      timer++, i++)
767                         hd.hd_irq[i] = (timer->hpet_config &
768                                         Tn_INT_ROUTE_CNF_MASK) >>
769                                 Tn_INT_ROUTE_CNF_SHIFT;
770
771         }
772
773         hpet_alloc(&hd);
774         return 0;
775 }
776 fs_initcall(late_hpet_init);
777 #endif
778
779 static int hpet_timer_stop_set_go(unsigned long tick)
780 {
781         unsigned int cfg;
782
783 /*
784  * Stop the timers and reset the main counter.
785  */
786
787         cfg = hpet_readl(HPET_CFG);
788         cfg &= ~(HPET_CFG_ENABLE | HPET_CFG_LEGACY);
789         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
790         hpet_writel(0, HPET_COUNTER);
791         hpet_writel(0, HPET_COUNTER + 4);
792
793 /*
794  * Set up timer 0, as periodic with first interrupt to happen at hpet_tick,
795  * and period also hpet_tick.
796  */
797
798         hpet_writel(HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_PERIODIC | HPET_TN_SETVAL |
799                     HPET_TN_32BIT, HPET_T0_CFG);
800         hpet_writel(hpet_tick, HPET_T0_CMP);
801         hpet_writel(hpet_tick, HPET_T0_CMP); /* AK: why twice? */
802
803 /*
804  * Go!
805  */
806
807         cfg |= HPET_CFG_ENABLE | HPET_CFG_LEGACY;
808         hpet_writel(cfg, HPET_CFG);
809
810         return 0;
811 }
812
813 static int hpet_init(void)
814 {
815         unsigned int id;
816
817         if (!vxtime.hpet_address)
818                 return -1;
819         set_fixmap_nocache(FIX_HPET_BASE, vxtime.hpet_address);
820         __set_fixmap(VSYSCALL_HPET, vxtime.hpet_address, PAGE_KERNEL_VSYSCALL_NOCACHE);
821
822 /*
823  * Read the period, compute tick and quotient.
824  */
825
826         id = hpet_readl(HPET_ID);
827
828         if (!(id & HPET_ID_VENDOR) || !(id & HPET_ID_NUMBER) ||
829             !(id & HPET_ID_LEGSUP))
830                 return -1;
831
832         hpet_period = hpet_readl(HPET_PERIOD);
833         if (hpet_period < 100000 || hpet_period > 100000000)
834                 return -1;
835
836         hpet_tick = (1000000000L * (USEC_PER_SEC / HZ) + hpet_period / 2) /
837                 hpet_period;
838
839         return hpet_timer_stop_set_go(hpet_tick);
840 }
841
842 static int hpet_reenable(void)
843 {
844         return hpet_timer_stop_set_go(hpet_tick);
845 }
846
847 void __init pit_init(void)
848 {
849         unsigned long flags;
850
851         spin_lock_irqsave(&i8253_lock, flags);
852         outb_p(0x34, 0x43);             /* binary, mode 2, LSB/MSB, ch 0 */
853         outb_p(LATCH & 0xff, 0x40);     /* LSB */
854         outb_p(LATCH >> 8, 0x40);       /* MSB */
855         spin_unlock_irqrestore(&i8253_lock, flags);
856 }
857
858 int __init time_setup(char *str)
859 {
860         report_lost_ticks = 1;
861         return 1;
862 }
863
864 static struct irqaction irq0 = {
865         timer_interrupt, SA_INTERRUPT, CPU_MASK_NONE, "timer", NULL, NULL
866 };
867
868 extern void __init config_acpi_tables(void);
869
870 void __init time_init(void)
871 {
872         char *timename;
873
874 #ifdef HPET_HACK_ENABLE_DANGEROUS
875         if (!vxtime.hpet_address) {
876                 printk(KERN_WARNING "time.c: WARNING: Enabling HPET base "
877                        "manually!\n");
878                 outl(0x800038a0, 0xcf8);
879                 outl(0xff000001, 0xcfc);
880                 outl(0x800038a0, 0xcf8);
881                 vxtime.hpet_address = inl(0xcfc) & 0xfffffffe;
882                 printk(KERN_WARNING "time.c: WARNING: Enabled HPET "
883                        "at %#lx.\n", vxtime.hpet_address);
884         }
885 #endif
886         if (nohpet)
887                 vxtime.hpet_address = 0;
888
889         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
890         xtime.tv_nsec = 0;
891
892         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
893                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
894
895         if (!hpet_init()) {
896                 vxtime_hz = (1000000000000000L + hpet_period / 2) /
897                         hpet_period;
898                 cpu_khz = hpet_calibrate_tsc();
899                 timename = "HPET";
900         } else {
901                 pit_init();
902                 cpu_khz = pit_calibrate_tsc();
903                 timename = "PIT";
904         }
905
906         printk(KERN_INFO "time.c: Using %ld.%06ld MHz %s timer.\n",
907                vxtime_hz / 1000000, vxtime_hz % 1000000, timename);
908         printk(KERN_INFO "time.c: Detected %d.%03d MHz processor.\n",
909                 cpu_khz / 1000, cpu_khz % 1000);
910         vxtime.mode = VXTIME_TSC;
911         vxtime.quot = (1000000L << 32) / vxtime_hz;
912         vxtime.tsc_quot = (1000L << 32) / cpu_khz;
913         vxtime.hz = vxtime_hz;
914         rdtscll_sync(&vxtime.last_tsc);
915         setup_irq(0, &irq0);
916
917         set_cyc2ns_scale(cpu_khz / 1000);
918 }
919
920 void __init time_init_smp(void)
921 {
922         char *timetype;
923
924         /*
925          * AMD systems with more than one CPU don't have fully synchronized
926          * TSCs. Always use HPET gettimeofday for these, although it is slower.
927          * Intel SMP systems usually have synchronized TSCs, so use always
928          * the TSC.
929          *
930          * Exceptions:
931          * IBM Summit2 checked by oem_force_hpet_timer().
932          * AMD dual core may also not need HPET. Check me.
933          *
934          * Can be turned off with "notsc".
935          */
936         if (num_online_cpus() > 1 &&
937             boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD)
938                 notsc = 1;
939         /* Some systems will want to disable TSC and use HPET. */
940         if (oem_force_hpet_timer())
941                 notsc = 1;
942         if (vxtime.hpet_address && notsc) {
943                 timetype = "HPET";
944                 vxtime.last = hpet_readl(HPET_T0_CMP) - hpet_tick;
945                 vxtime.mode = VXTIME_HPET;
946                 do_gettimeoffset = do_gettimeoffset_hpet;
947         } else {
948                 timetype = vxtime.hpet_address ? "HPET/TSC" : "PIT/TSC";
949                 vxtime.mode = VXTIME_TSC;
950         }
951
952         printk(KERN_INFO "time.c: Using %s based timekeeping.\n", timetype);
953 }
954
955 __setup("report_lost_ticks", time_setup);
956
957 static long clock_cmos_diff;
958 static unsigned long sleep_start;
959
960 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, u32 state)
961 {
962         /*
963          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
964          */
965         long cmos_time =  get_cmos_time();
966
967         clock_cmos_diff = -cmos_time;
968         clock_cmos_diff += get_seconds();
969         sleep_start = cmos_time;
970         return 0;
971 }
972
973 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
974 {
975         unsigned long flags;
976         unsigned long sec;
977         unsigned long ctime = get_cmos_time();
978         unsigned long sleep_length = (ctime - sleep_start) * HZ;
979
980         if (vxtime.hpet_address)
981                 hpet_reenable();
982         else
983                 i8254_timer_resume();
984
985         sec = ctime + clock_cmos_diff;
986         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock,flags);
987         xtime.tv_sec = sec;
988         xtime.tv_nsec = 0;
989         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock,flags);
990         jiffies += sleep_length;
991         wall_jiffies += sleep_length;
992         return 0;
993 }
994
995 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
996         .resume = timer_resume,
997         .suspend = timer_suspend,
998         set_kset_name("timer"),
999 };
1000
1001
1002 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
1003 static struct sys_device device_timer = {
1004         .id     = 0,
1005         .cls    = &timer_sysclass,
1006 };
1007
1008 static int time_init_device(void)
1009 {
1010         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
1011         if (!error)
1012                 error = sysdev_register(&device_timer);
1013         return error;
1014 }
1015
1016 device_initcall(time_init_device);
1017
1018 #ifdef CONFIG_HPET_EMULATE_RTC
1019 /* HPET in LegacyReplacement Mode eats up RTC interrupt line. When, HPET
1020  * is enabled, we support RTC interrupt functionality in software.
1021  * RTC has 3 kinds of interrupts:
1022  * 1) Update Interrupt - generate an interrupt, every sec, when RTC clock
1023  *    is updated
1024  * 2) Alarm Interrupt - generate an interrupt at a specific time of day
1025  * 3) Periodic Interrupt - generate periodic interrupt, with frequencies
1026  *    2Hz-8192Hz (2Hz-64Hz for non-root user) (all freqs in powers of 2)
1027  * (1) and (2) above are implemented using polling at a frequency of
1028  * 64 Hz. The exact frequency is a tradeoff between accuracy and interrupt
1029  * overhead. (DEFAULT_RTC_INT_FREQ)
1030  * For (3), we use interrupts at 64Hz or user specified periodic
1031  * frequency, whichever is higher.
1032  */
1033 #include <linux/rtc.h>
1034
1035 extern irqreturn_t rtc_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs);
1036
1037 #define DEFAULT_RTC_INT_FREQ    64
1038 #define RTC_NUM_INTS            1
1039
1040 static unsigned long UIE_on;
1041 static unsigned long prev_update_sec;
1042
1043 static unsigned long AIE_on;
1044 static struct rtc_time alarm_time;
1045
1046 static unsigned long PIE_on;
1047 static unsigned long PIE_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1048 static unsigned long PIE_count;
1049
1050 static unsigned long hpet_rtc_int_freq; /* RTC interrupt frequency */
1051
1052 int is_hpet_enabled(void)
1053 {
1054         return vxtime.hpet_address != 0;
1055 }
1056
1057 /*
1058  * Timer 1 for RTC, we do not use periodic interrupt feature,
1059  * even if HPET supports periodic interrupts on Timer 1.
1060  * The reason being, to set up a periodic interrupt in HPET, we need to
1061  * stop the main counter. And if we do that everytime someone diables/enables
1062  * RTC, we will have adverse effect on main kernel timer running on Timer 0.
1063  * So, for the time being, simulate the periodic interrupt in software.
1064  *
1065  * hpet_rtc_timer_init() is called for the first time and during subsequent
1066  * interuppts reinit happens through hpet_rtc_timer_reinit().
1067  */
1068 int hpet_rtc_timer_init(void)
1069 {
1070         unsigned int cfg, cnt;
1071         unsigned long flags;
1072
1073         if (!is_hpet_enabled())
1074                 return 0;
1075         /*
1076          * Set the counter 1 and enable the interrupts.
1077          */
1078         if (PIE_on && (PIE_freq > DEFAULT_RTC_INT_FREQ))
1079                 hpet_rtc_int_freq = PIE_freq;
1080         else
1081                 hpet_rtc_int_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1082
1083         local_irq_save(flags);
1084         cnt = hpet_readl(HPET_COUNTER);
1085         cnt += ((hpet_tick*HZ)/hpet_rtc_int_freq);
1086         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1087         local_irq_restore(flags);
1088
1089         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1090         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
1091         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1092
1093         return 1;
1094 }
1095
1096 static void hpet_rtc_timer_reinit(void)
1097 {
1098         unsigned int cfg, cnt;
1099
1100         if (!(PIE_on | AIE_on | UIE_on))
1101                 return;
1102
1103         if (PIE_on && (PIE_freq > DEFAULT_RTC_INT_FREQ))
1104                 hpet_rtc_int_freq = PIE_freq;
1105         else
1106                 hpet_rtc_int_freq = DEFAULT_RTC_INT_FREQ;
1107
1108         /* It is more accurate to use the comparator value than current count.*/
1109         cnt = hpet_readl(HPET_T1_CMP);
1110         cnt += hpet_tick*HZ/hpet_rtc_int_freq;
1111         hpet_writel(cnt, HPET_T1_CMP);
1112
1113         cfg = hpet_readl(HPET_T1_CFG);
1114         cfg |= HPET_TN_ENABLE | HPET_TN_SETVAL | HPET_TN_32BIT;
1115         hpet_writel(cfg, HPET_T1_CFG);
1116
1117         return;
1118 }
1119
1120 /*
1121  * The functions below are called from rtc driver.
1122  * Return 0 if HPET is not being used.
1123  * Otherwise do the necessary changes and return 1.
1124  */
1125 int hpet_mask_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1126 {
1127         if (!is_hpet_enabled())
1128                 return 0;
1129
1130         if (bit_mask & RTC_UIE)
1131                 UIE_on = 0;
1132         if (bit_mask & RTC_PIE)
1133                 PIE_on = 0;
1134         if (bit_mask & RTC_AIE)
1135                 AIE_on = 0;
1136
1137         return 1;
1138 }
1139
1140 int hpet_set_rtc_irq_bit(unsigned long bit_mask)
1141 {
1142         int timer_init_reqd = 0;
1143
1144         if (!is_hpet_enabled())
1145                 return 0;
1146
1147         if (!(PIE_on | AIE_on | UIE_on))
1148                 timer_init_reqd = 1;
1149
1150         if (bit_mask & RTC_UIE) {
1151                 UIE_on = 1;
1152         }
1153         if (bit_mask & RTC_PIE) {
1154                 PIE_on = 1;
1155                 PIE_count = 0;
1156         }
1157         if (bit_mask & RTC_AIE) {
1158                 AIE_on = 1;
1159         }
1160
1161         if (timer_init_reqd)
1162                 hpet_rtc_timer_init();
1163
1164         return 1;
1165 }
1166
1167 int hpet_set_alarm_time(unsigned char hrs, unsigned char min, unsigned char sec)
1168 {
1169         if (!is_hpet_enabled())
1170                 return 0;
1171
1172         alarm_time.tm_hour = hrs;
1173         alarm_time.tm_min = min;
1174         alarm_time.tm_sec = sec;
1175
1176         return 1;
1177 }
1178
1179 int hpet_set_periodic_freq(unsigned long freq)
1180 {
1181         if (!is_hpet_enabled())
1182                 return 0;
1183
1184         PIE_freq = freq;
1185         PIE_count = 0;
1186
1187         return 1;
1188 }
1189
1190 int hpet_rtc_dropped_irq(void)
1191 {
1192         if (!is_hpet_enabled())
1193                 return 0;
1194
1195         return 1;
1196 }
1197
1198 irqreturn_t hpet_rtc_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
1199 {
1200         struct rtc_time curr_time;
1201         unsigned long rtc_int_flag = 0;
1202         int call_rtc_interrupt = 0;
1203
1204         hpet_rtc_timer_reinit();
1205
1206         if (UIE_on | AIE_on) {
1207                 rtc_get_rtc_time(&curr_time);
1208         }
1209         if (UIE_on) {
1210                 if (curr_time.tm_sec != prev_update_sec) {
1211                         /* Set update int info, call real rtc int routine */
1212                         call_rtc_interrupt = 1;
1213                         rtc_int_flag = RTC_UF;
1214                         prev_update_sec = curr_time.tm_sec;
1215                 }
1216         }
1217         if (PIE_on) {
1218                 PIE_count++;
1219                 if (PIE_count >= hpet_rtc_int_freq/PIE_freq) {
1220                         /* Set periodic int info, call real rtc int routine */
1221                         call_rtc_interrupt = 1;
1222                         rtc_int_flag |= RTC_PF;
1223                         PIE_count = 0;
1224                 }
1225         }
1226         if (AIE_on) {
1227                 if ((curr_time.tm_sec == alarm_time.tm_sec) &&
1228                     (curr_time.tm_min == alarm_time.tm_min) &&
1229                     (curr_time.tm_hour == alarm_time.tm_hour)) {
1230                         /* Set alarm int info, call real rtc int routine */
1231                         call_rtc_interrupt = 1;
1232                         rtc_int_flag |= RTC_AF;
1233                 }
1234         }
1235         if (call_rtc_interrupt) {
1236                 rtc_int_flag |= (RTC_IRQF | (RTC_NUM_INTS << 8));
1237                 rtc_interrupt(rtc_int_flag, dev_id, regs);
1238         }
1239         return IRQ_HANDLED;
1240 }
1241 #endif
1242
1243
1244
1245 static int __init nohpet_setup(char *s) 
1246
1247         nohpet = 1;
1248         return 0;
1249
1250
1251 __setup("nohpet", nohpet_setup);
1252
1253
1254 static int __init notsc_setup(char *s)
1255 {
1256         notsc = 1;
1257         return 0;
1258 }
1259
1260 __setup("notsc", notsc_setup);
1261
1262