powerpc/pseries: Serialize cpu hotplug operations during deactivate Vs deallocate
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / powerpc / kernel / time.c
1 /*
2  * Common time routines among all ppc machines.
3  *
4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
8  *
9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
13  * on SMP then, nap and doze are OK).
14  * 
15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
17  *
18  * TODO (not necessarily in this file):
19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
20  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
21  * against the Titan chip's clock.)
22  * - for astronomical applications: add a new function to get
23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
24  * a new timestamp format and a good name.
25  *
26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
28  *
29  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
30  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
31  *      as published by the Free Software Foundation; either version
32  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
33  */
34
35 #include <linux/errno.h>
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/sched.h>
38 #include <linux/kernel.h>
39 #include <linux/param.h>
40 #include <linux/string.h>
41 #include <linux/mm.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/timex.h>
44 #include <linux/kernel_stat.h>
45 #include <linux/time.h>
46 #include <linux/init.h>
47 #include <linux/profile.h>
48 #include <linux/cpu.h>
49 #include <linux/security.h>
50 #include <linux/percpu.h>
51 #include <linux/rtc.h>
52 #include <linux/jiffies.h>
53 #include <linux/posix-timers.h>
54 #include <linux/irq.h>
55 #include <linux/delay.h>
56 #include <linux/perf_event.h>
57
58 #include <asm/io.h>
59 #include <asm/processor.h>
60 #include <asm/nvram.h>
61 #include <asm/cache.h>
62 #include <asm/machdep.h>
63 #include <asm/uaccess.h>
64 #include <asm/time.h>
65 #include <asm/prom.h>
66 #include <asm/irq.h>
67 #include <asm/div64.h>
68 #include <asm/smp.h>
69 #include <asm/vdso_datapage.h>
70 #include <asm/firmware.h>
71 #include <asm/cputime.h>
72 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
73 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
74 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
75 #endif
76
77 /* powerpc clocksource/clockevent code */
78
79 #include <linux/clockchips.h>
80 #include <linux/clocksource.h>
81
82 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
83 static struct clocksource clocksource_rtc = {
84         .name         = "rtc",
85         .rating       = 400,
86         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
87         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
88         .shift        = 22,
89         .mult         = 0,      /* To be filled in */
90         .read         = rtc_read,
91 };
92
93 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
94 static struct clocksource clocksource_timebase = {
95         .name         = "timebase",
96         .rating       = 400,
97         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
98         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
99         .shift        = 22,
100         .mult         = 0,      /* To be filled in */
101         .read         = timebase_read,
102 };
103
104 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
105
106 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
107                                       struct clock_event_device *dev);
108 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
109                                  struct clock_event_device *dev);
110
111 static struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
112        .name           = "decrementer",
113        .rating         = 200,
114        .shift          = 0,     /* To be filled in */
115        .mult           = 0,     /* To be filled in */
116        .irq            = 0,
117        .set_next_event = decrementer_set_next_event,
118        .set_mode       = decrementer_set_mode,
119        .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
120 };
121
122 struct decrementer_clock {
123         struct clock_event_device event;
124         u64 next_tb;
125 };
126
127 static DEFINE_PER_CPU(struct decrementer_clock, decrementers);
128
129 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
130 static unsigned long __initdata iSeries_recal_titan;
131 static signed long __initdata iSeries_recal_tb;
132
133 /* Forward declaration is only needed for iSereis compiles */
134 static void __init clocksource_init(void);
135 #endif
136
137 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
138
139 #ifdef CONFIG_PPC64
140 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
141 #else
142 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
143 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
144 #endif
145
146 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
147 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
148 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
149 unsigned long tb_ticks_per_sec;
150 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
151 u64 tb_to_xs;
152 unsigned tb_to_us;
153
154 #define TICKLEN_SCALE   NTP_SCALE_SHIFT
155 static u64 last_tick_len;       /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
156 static u64 ticklen_to_xs;       /* 0.64 fraction */
157
158 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
159    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
160 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
161
162 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
163 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
164
165 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
166 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
167 static unsigned long boot_tb __read_mostly;
168
169 extern struct timezone sys_tz;
170 static long timezone_offset;
171
172 unsigned long ppc_proc_freq;
173 EXPORT_SYMBOL(ppc_proc_freq);
174 unsigned long ppc_tb_freq;
175
176 static u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
177 static DEFINE_PER_CPU(u64, last_jiffy);
178
179 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
180 /*
181  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
182  * jiffies, milliseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
183  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
184  */
185 u64 __cputime_jiffies_factor;
186 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
187 u64 __cputime_msec_factor;
188 EXPORT_SYMBOL(__cputime_msec_factor);
189 u64 __cputime_sec_factor;
190 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
191 u64 __cputime_clockt_factor;
192 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
193 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
194 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
195
196 cputime_t cputime_one_jiffy;
197
198 static void calc_cputime_factors(void)
199 {
200         struct div_result res;
201
202         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
203         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
204         div128_by_32(1000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
205         __cputime_msec_factor = res.result_low;
206         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
207         __cputime_sec_factor = res.result_low;
208         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
209         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
210 }
211
212 /*
213  * Read the PURR on systems that have it, otherwise the timebase.
214  */
215 static u64 read_purr(void)
216 {
217         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
218                 return mfspr(SPRN_PURR);
219         return mftb();
220 }
221
222 /*
223  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the purr
224  */
225 static u64 read_spurr(u64 purr)
226 {
227         /*
228          * cpus without PURR won't have a SPURR
229          * We already know the former when we use this, so tell gcc
230          */
231         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR) && cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
232                 return mfspr(SPRN_SPURR);
233         return purr;
234 }
235
236 /*
237  * Account time for a transition between system, hard irq
238  * or soft irq state.
239  */
240 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
241 {
242         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled, sys_time;
243         unsigned long flags;
244
245         local_irq_save(flags);
246         now = read_purr();
247         nowscaled = read_spurr(now);
248         delta = now - get_paca()->startpurr;
249         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
250         get_paca()->startpurr = now;
251         get_paca()->startspurr = nowscaled;
252         if (!in_interrupt()) {
253                 /* deltascaled includes both user and system time.
254                  * Hence scale it based on the purr ratio to estimate
255                  * the system time */
256                 sys_time = get_paca()->system_time;
257                 if (get_paca()->user_time)
258                         deltascaled = deltascaled * sys_time /
259                              (sys_time + get_paca()->user_time);
260                 delta += sys_time;
261                 get_paca()->system_time = 0;
262         }
263         if (in_irq() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk)
264                 account_system_time(tsk, 0, delta, deltascaled);
265         else
266                 account_idle_time(delta);
267         per_cpu(cputime_last_delta, smp_processor_id()) = delta;
268         per_cpu(cputime_scaled_last_delta, smp_processor_id()) = deltascaled;
269         local_irq_restore(flags);
270 }
271 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
272
273 /*
274  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
275  * by the exception entry and exit code to the generic process
276  * user and system time records.
277  * Must be called with interrupts disabled.
278  */
279 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
280 {
281         cputime_t utime, utimescaled;
282
283         utime = get_paca()->user_time;
284         get_paca()->user_time = 0;
285         utimescaled = cputime_to_scaled(utime);
286         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
287 }
288
289 /*
290  * Stuff for accounting stolen time.
291  */
292 struct cpu_purr_data {
293         int     initialized;                    /* thread is running */
294         u64     tb;                     /* last TB value read */
295         u64     purr;                   /* last PURR value read */
296         u64     spurr;                  /* last SPURR value read */
297 };
298
299 /*
300  * Each entry in the cpu_purr_data array is manipulated only by its
301  * "owner" cpu -- usually in the timer interrupt but also occasionally
302  * in process context for cpu online.  As long as cpus do not touch
303  * each others' cpu_purr_data, disabling local interrupts is
304  * sufficient to serialize accesses.
305  */
306 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_purr_data, cpu_purr_data);
307
308 static void snapshot_tb_and_purr(void *data)
309 {
310         unsigned long flags;
311         struct cpu_purr_data *p = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
312
313         local_irq_save(flags);
314         p->tb = get_tb_or_rtc();
315         p->purr = mfspr(SPRN_PURR);
316         wmb();
317         p->initialized = 1;
318         local_irq_restore(flags);
319 }
320
321 /*
322  * Called during boot when all cpus have come up.
323  */
324 void snapshot_timebases(void)
325 {
326         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
327                 return;
328         on_each_cpu(snapshot_tb_and_purr, NULL, 1);
329 }
330
331 /*
332  * Must be called with interrupts disabled.
333  */
334 void calculate_steal_time(void)
335 {
336         u64 tb, purr;
337         s64 stolen;
338         struct cpu_purr_data *pme;
339
340         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
341         if (!pme->initialized)
342                 return;         /* !CPU_FTR_PURR or early in early boot */
343         tb = mftb();
344         purr = mfspr(SPRN_PURR);
345         stolen = (tb - pme->tb) - (purr - pme->purr);
346         if (stolen > 0) {
347                 if (idle_task(smp_processor_id()) != current)
348                         account_steal_time(stolen);
349                 else
350                         account_idle_time(stolen);
351         }
352         pme->tb = tb;
353         pme->purr = purr;
354 }
355
356 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
357 /*
358  * Must be called before the cpu is added to the online map when
359  * a cpu is being brought up at runtime.
360  */
361 static void snapshot_purr(void)
362 {
363         struct cpu_purr_data *pme;
364         unsigned long flags;
365
366         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
367                 return;
368         local_irq_save(flags);
369         pme = &__get_cpu_var(cpu_purr_data);
370         pme->tb = mftb();
371         pme->purr = mfspr(SPRN_PURR);
372         pme->initialized = 1;
373         local_irq_restore(flags);
374 }
375
376 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
377
378 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
379 #define calc_cputime_factors()
380 #define calculate_steal_time()          do { } while (0)
381 #endif
382
383 #if !(defined(CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING) && defined(CONFIG_PPC_SPLPAR))
384 #define snapshot_purr()                 do { } while (0)
385 #endif
386
387 /*
388  * Called when a cpu comes up after the system has finished booting,
389  * i.e. as a result of a hotplug cpu action.
390  */
391 void snapshot_timebase(void)
392 {
393         __get_cpu_var(last_jiffy) = get_tb_or_rtc();
394         snapshot_purr();
395 }
396
397 void __delay(unsigned long loops)
398 {
399         unsigned long start;
400         int diff;
401
402         if (__USE_RTC()) {
403                 start = get_rtcl();
404                 do {
405                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
406                         diff = get_rtcl() - start;
407                         if (diff < 0)
408                                 diff += 1000000000;
409                 } while (diff < loops);
410         } else {
411                 start = get_tbl();
412                 while (get_tbl() - start < loops)
413                         HMT_low();
414                 HMT_medium();
415         }
416 }
417 EXPORT_SYMBOL(__delay);
418
419 void udelay(unsigned long usecs)
420 {
421         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL(udelay);
424
425 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
426                                u64 new_tb_to_xs)
427 {
428         /*
429          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
430          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
431          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
432          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
433          * the two values of tb_update_count match and are even then the
434          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
435          * loops back and reads them again until this criteria is met.
436          * We expect the caller to have done the first increment of
437          * vdso_data->tb_update_count already.
438          */
439         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
440         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
441         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
442         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
443         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
444         vdso_data->stamp_xtime = xtime;
445         smp_wmb();
446         ++(vdso_data->tb_update_count);
447 }
448
449 #ifdef CONFIG_SMP
450 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
451 {
452         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
453
454         if (in_lock_functions(pc))
455                 return regs->link;
456
457         return pc;
458 }
459 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
460 #endif
461
462 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
463
464 /* 
465  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
466  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
467  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
468  */
469
470 static int __init iSeries_tb_recal(void)
471 {
472         struct div_result divres;
473         unsigned long titan, tb;
474
475         /* Make sure we only run on iSeries */
476         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
477                 return -ENODEV;
478
479         tb = get_tb();
480         titan = HvCallXm_loadTod();
481         if ( iSeries_recal_titan ) {
482                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
483                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
484                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
485                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy =
486                         DIV_ROUND_CLOSEST(new_tb_ticks_per_sec, HZ);
487                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
488                 char sign = '+';                
489                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
490                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
491
492                 if ( tick_diff < 0 ) {
493                         tick_diff = -tick_diff;
494                         sign = '-';
495                 }
496                 if ( tick_diff ) {
497                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
498                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
499                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
500                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
501                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
502                                 calc_cputime_factors();
503                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
504                                 tb_to_xs = divres.result_low;
505                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
506                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
507                                 setup_cputime_one_jiffy();
508                         }
509                         else {
510                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
511                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
512                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
513                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
514                         }
515                 }
516         }
517         iSeries_recal_titan = titan;
518         iSeries_recal_tb = tb;
519
520         /* Called here as now we know accurate values for the timebase */
521         clocksource_init();
522         return 0;
523 }
524 late_initcall(iSeries_tb_recal);
525
526 /* Called from platform early init */
527 void __init iSeries_time_init_early(void)
528 {
529         iSeries_recal_tb = get_tb();
530         iSeries_recal_titan = HvCallXm_loadTod();
531 }
532 #endif /* CONFIG_PPC_ISERIES */
533
534 #if defined(CONFIG_PERF_EVENTS) && defined(CONFIG_PPC32)
535 DEFINE_PER_CPU(u8, perf_event_pending);
536
537 void set_perf_event_pending(void)
538 {
539         get_cpu_var(perf_event_pending) = 1;
540         set_dec(1);
541         put_cpu_var(perf_event_pending);
542 }
543
544 #define test_perf_event_pending()       __get_cpu_var(perf_event_pending)
545 #define clear_perf_event_pending()      __get_cpu_var(perf_event_pending) = 0
546
547 #else  /* CONFIG_PERF_EVENTS && CONFIG_PPC32 */
548
549 #define test_perf_event_pending()       0
550 #define clear_perf_event_pending()
551
552 #endif /* CONFIG_PERF_EVENTS && CONFIG_PPC32 */
553
554 /*
555  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
556  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
557  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
558  * decrementer is less than the current value in the hardware
559  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
560  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
561  * call will not be needed)
562  */
563
564 /*
565  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
566  * with interrupts disabled.
567  */
568 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
569 {
570         struct pt_regs *old_regs;
571         struct decrementer_clock *decrementer =  &__get_cpu_var(decrementers);
572         struct clock_event_device *evt = &decrementer->event;
573         u64 now;
574
575         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
576          * some CPUs will continuue to take decrementer exceptions */
577         set_dec(DECREMENTER_MAX);
578
579 #ifdef CONFIG_PPC32
580         if (test_perf_event_pending()) {
581                 clear_perf_event_pending();
582                 perf_event_do_pending();
583         }
584         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
585                 do_IRQ(regs);
586 #endif
587
588         now = get_tb_or_rtc();
589         if (now < decrementer->next_tb) {
590                 /* not time for this event yet */
591                 now = decrementer->next_tb - now;
592                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
593                         set_dec((int)now);
594                 return;
595         }
596         old_regs = set_irq_regs(regs);
597         irq_enter();
598
599         calculate_steal_time();
600
601 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
602         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
603                 get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
604 #endif
605
606         if (evt->event_handler)
607                 evt->event_handler(evt);
608
609 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
610         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES) && hvlpevent_is_pending())
611                 process_hvlpevents();
612 #endif
613
614 #ifdef CONFIG_PPC64
615         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
616         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
617                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
618                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
619         }
620 #endif
621
622         irq_exit();
623         set_irq_regs(old_regs);
624 }
625
626 void wakeup_decrementer(void)
627 {
628         unsigned long ticks;
629
630         /*
631          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
632          * so all we need to do is to reset the decrementer.
633          */
634         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
635         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
636                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
637         else
638                 ticks = 1;
639         set_dec(ticks);
640 }
641
642 #ifdef CONFIG_SUSPEND
643 void generic_suspend_disable_irqs(void)
644 {
645         preempt_disable();
646
647         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
648          * with suspending.
649          */
650
651         set_dec(0x7fffffff);
652         local_irq_disable();
653         set_dec(0x7fffffff);
654 }
655
656 void generic_suspend_enable_irqs(void)
657 {
658         wakeup_decrementer();
659
660         local_irq_enable();
661         preempt_enable();
662 }
663
664 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
665 void arch_suspend_disable_irqs(void)
666 {
667         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
668                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
669         generic_suspend_disable_irqs();
670 }
671
672 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
673 void arch_suspend_enable_irqs(void)
674 {
675         generic_suspend_enable_irqs();
676         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
677                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
678 }
679 #endif
680
681 #ifdef CONFIG_SMP
682 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
683 {
684         int i;
685         u64 previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
686
687         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
688         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
689
690         for_each_possible_cpu(i) {
691                 if (i == boot_cpuid)
692                         continue;
693                 per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
694         }
695 }
696 #endif
697
698 /*
699  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
700  *
701  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
702  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
703  * are 64-bit unsigned numbers.
704  */
705 unsigned long long sched_clock(void)
706 {
707         if (__USE_RTC())
708                 return get_rtc();
709         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
710 }
711
712 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
713 {
714         struct device_node *cpu;
715         const unsigned int *fp;
716         int found = 0;
717
718         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
719         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
720
721         if (cpu) {
722                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
723                 if (fp) {
724                         found = 1;
725                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
726                 }
727
728                 of_node_put(cpu);
729         }
730
731         return found;
732 }
733
734 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
735 void start_cpu_decrementer(void)
736 {
737 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
738         /* Clear any pending timer interrupts */
739         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
740
741         /* Enable decrementer interrupt */
742         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
743 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
744 }
745
746 void __init generic_calibrate_decr(void)
747 {
748         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
749
750         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
751             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
752
753                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
754                                 "(not found)\n");
755         }
756
757         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
758
759         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
760             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
761
762                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
763                                 "(not found)\n");
764         }
765 }
766
767 int update_persistent_clock(struct timespec now)
768 {
769         struct rtc_time tm;
770
771         if (!ppc_md.set_rtc_time)
772                 return 0;
773
774         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
775         tm.tm_year -= 1900;
776         tm.tm_mon -= 1;
777
778         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
779 }
780
781 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
782 {
783         struct rtc_time tm;
784         static int first = 1;
785
786         ts->tv_nsec = 0;
787         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
788         if (first) {
789                 first = 0;
790                 if (ppc_md.time_init)
791                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
792
793                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
794                 if (ppc_md.get_boot_time) {
795                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
796                         return;
797                 }
798         }
799         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
800                 ts->tv_sec = 0;
801                 return;
802         }
803         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
804
805         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
806                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
807 }
808
809 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
810 {
811         __read_persistent_clock(ts);
812
813         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
814         if (ts->tv_sec < 0) {
815                 ts->tv_sec = 0;
816                 ts->tv_nsec = 0;
817         }
818                 
819 }
820
821 /* clocksource code */
822 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
823 {
824         return (cycle_t)get_rtc();
825 }
826
827 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
828 {
829         return (cycle_t)get_tb();
830 }
831
832 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct clocksource *clock)
833 {
834         u64 t2x, stamp_xsec;
835
836         if (clock != &clocksource_timebase)
837                 return;
838
839         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
840         ++vdso_data->tb_update_count;
841         smp_mb();
842
843         /* XXX this assumes clock->shift == 22 */
844         /* 4611686018 ~= 2^(20+64-22) / 1e9 */
845         t2x = (u64) clock->mult * 4611686018ULL;
846         stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
847         do_div(stamp_xsec, 1000000000);
848         stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
849         update_gtod(clock->cycle_last, stamp_xsec, t2x);
850 }
851
852 void update_vsyscall_tz(void)
853 {
854         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
855         ++vdso_data->tb_update_count;
856         smp_mb();
857         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
858         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
859         smp_mb();
860         ++vdso_data->tb_update_count;
861 }
862
863 static void __init clocksource_init(void)
864 {
865         struct clocksource *clock;
866
867         if (__USE_RTC())
868                 clock = &clocksource_rtc;
869         else
870                 clock = &clocksource_timebase;
871
872         clock->mult = clocksource_hz2mult(tb_ticks_per_sec, clock->shift);
873
874         if (clocksource_register(clock)) {
875                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
876                        clock->name);
877                 return;
878         }
879
880         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
881                clock->name, clock->mult, clock->shift);
882 }
883
884 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
885                                       struct clock_event_device *dev)
886 {
887         __get_cpu_var(decrementers).next_tb = get_tb_or_rtc() + evt;
888         set_dec(evt);
889         return 0;
890 }
891
892 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
893                                  struct clock_event_device *dev)
894 {
895         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
896                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
897 }
898
899 static void __init setup_clockevent_multiplier(unsigned long hz)
900 {
901         u64 mult, shift = 32;
902
903         while (1) {
904                 mult = div_sc(hz, NSEC_PER_SEC, shift);
905                 if (mult && (mult >> 32UL) == 0UL)
906                         break;
907
908                 shift--;
909         }
910
911         decrementer_clockevent.shift = shift;
912         decrementer_clockevent.mult = mult;
913 }
914
915 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
916 {
917         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu).event;
918
919         *dec = decrementer_clockevent;
920         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
921
922         printk(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%lx] shift[%d] cpu[%d]\n",
923                dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
924
925         clockevents_register_device(dec);
926 }
927
928 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
929 {
930         int cpu = smp_processor_id();
931
932         setup_clockevent_multiplier(ppc_tb_freq);
933         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
934                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
935         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
936                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
937
938         register_decrementer_clockevent(cpu);
939 }
940
941 void secondary_cpu_time_init(void)
942 {
943         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
944          * such as BookE
945          */
946         start_cpu_decrementer();
947
948         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
949          * call here ! */
950         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
951 }
952
953 /* This function is only called on the boot processor */
954 void __init time_init(void)
955 {
956         unsigned long flags;
957         struct div_result res;
958         u64 scale, x;
959         unsigned shift;
960
961         if (__USE_RTC()) {
962                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
963                 ppc_tb_freq = 1000000000;
964                 tb_last_jiffy = get_rtcl();
965         } else {
966                 /* Normal PowerPC with timebase register */
967                 ppc_md.calibrate_decr();
968                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
969                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
970                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
971                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
972                 tb_last_jiffy = get_tb();
973         }
974
975         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
976         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
977         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
978         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
979         calc_cputime_factors();
980         setup_cputime_one_jiffy();
981
982         /*
983          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
984          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
985          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
986          * rounded up.
987          */
988         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
989         do_div(x, ppc_tb_freq);
990         tick_nsec = x;
991         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
992
993         /*
994          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
995          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
996          * It is computed as:
997          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
998          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
999          * which turns out to be N = 51 - SHIFT_HZ.
1000          * This gives the result as a 0.64 fixed-point fraction.
1001          * That value is reduced by an offset amounting to 1 xsec per
1002          * 2^31 timebase ticks to avoid problems with time going backwards
1003          * by 1 xsec when we do timer_recalc_offset due to losing the
1004          * fractional xsec.  That offset is equal to ppc_tb_freq/2^51
1005          * since there are 2^20 xsec in a second.
1006          */
1007         div128_by_32((1ULL << 51) - ppc_tb_freq, 0,
1008                      tb_ticks_per_jiffy << SHIFT_HZ, &res);
1009         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
1010         ticklen_to_xs = res.result_low;
1011
1012         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
1013         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
1014
1015         /*
1016          * Compute scale factor for sched_clock.
1017          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1018          * which is the timebase frequency.
1019          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1020          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1021          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1022          * giving us the scale factor and shift count to use in
1023          * sched_clock().
1024          */
1025         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1026         scale = res.result_low;
1027         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1028                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1029                 res.result_high >>= 1;
1030         }
1031         tb_to_ns_scale = scale;
1032         tb_to_ns_shift = shift;
1033         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1034         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1035
1036         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
1037
1038         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1039         if (timezone_offset) {
1040                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1041                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1042         }
1043
1044         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
1045         vdso_data->tb_update_count = 0;
1046         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1047         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
1048         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
1049
1050         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
1051
1052         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1053          * such as BookE
1054          */
1055         start_cpu_decrementer();
1056
1057         /* Register the clocksource, if we're not running on iSeries */
1058         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
1059                 clocksource_init();
1060
1061         init_decrementer_clockevent();
1062 }
1063
1064
1065 #define FEBRUARY        2
1066 #define STARTOFTIME     1970
1067 #define SECDAY          86400L
1068 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1069 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1070                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1071 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1072 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1073
1074 static int month_days[12] = {
1075         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1076 };
1077
1078 /*
1079  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1080  */
1081 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1082 {
1083         int leapsToDate;
1084         int lastYear;
1085         int day;
1086         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1087
1088         lastYear = tm->tm_year - 1;
1089
1090         /*
1091          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1092          */
1093         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1094
1095         /*
1096          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1097          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1098          *
1099          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1100          */
1101         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1102
1103         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1104                    tm->tm_mday;
1105
1106         tm->tm_wday = day % 7;
1107 }
1108
1109 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1110 {
1111         register int    i;
1112         register long   hms, day;
1113
1114         day = tim / SECDAY;
1115         hms = tim % SECDAY;
1116
1117         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1118         tm->tm_hour = hms / 3600;
1119         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1120         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1121
1122         /* Number of years in days */
1123         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1124                 day -= days_in_year(i);
1125         tm->tm_year = i;
1126
1127         /* Number of months in days left */
1128         if (leapyear(tm->tm_year))
1129                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1130         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1131                 day -= days_in_month(i);
1132         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1133         tm->tm_mon = i;
1134
1135         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1136         tm->tm_mday = day + 1;
1137
1138         /*
1139          * Determine the day of week
1140          */
1141         GregorianDay(tm);
1142 }
1143
1144 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
1145 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
1146  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
1147  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
1148  * is optimistic considering the stability of most processor clock
1149  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
1150  * is measured but does not harm.
1151  */
1152 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
1153 {
1154         unsigned mlt=0, tmp, err;
1155         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
1156          * but safe and compact method to find the multiplier.
1157          */
1158   
1159         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
1160                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
1161                         mlt |= tmp;
1162         }
1163   
1164         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
1165          * A side effect of this is that if outscale is too large
1166          * the returned value will be zero.
1167          * Many corner cases have been checked and seem to work,
1168          * some might have been forgotten in the test however.
1169          */
1170   
1171         err = inscale * (mlt+1);
1172         if (err <= inscale/2)
1173                 mlt++;
1174         return mlt;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1179  * result.
1180  */
1181 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1182                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1183 {
1184         unsigned long a, b, c, d;
1185         unsigned long w, x, y, z;
1186         u64 ra, rb, rc;
1187
1188         a = dividend_high >> 32;
1189         b = dividend_high & 0xffffffff;
1190         c = dividend_low >> 32;
1191         d = dividend_low & 0xffffffff;
1192
1193         w = a / divisor;
1194         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1195
1196         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1197         x = ra;
1198
1199         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1200         y = rb;
1201
1202         do_div(rc, divisor);
1203         z = rc;
1204
1205         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1206         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1207
1208 }
1209
1210 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1211 void calibrate_delay(void)
1212 {
1213         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1214          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1215          */
1216         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1217 }
1218
1219 static int __init rtc_init(void)
1220 {
1221         struct platform_device *pdev;
1222
1223         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1224                 return -ENODEV;
1225
1226         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1227         if (IS_ERR(pdev))
1228                 return PTR_ERR(pdev);
1229
1230         return 0;
1231 }
1232
1233 module_init(rtc_init);