SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/i386/kernel/time.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/i386/kernel/time.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992, 1995  Linus Torvalds
   5  *
   6  * This file contains the PC-specific time handling details:
   7  * reading the RTC at bootup, etc..
   8  * 1994-07-02    Alan Modra
   9  *      fixed set_rtc_mmss, fixed time.year for >= 2000, new mktime
  10  * 1995-03-26    Markus Kuhn
  11  *      fixed 500 ms bug at call to set_rtc_mmss, fixed DS12887
  12  *      precision CMOS clock update
  13  * 1996-05-03    Ingo Molnar
  14  *      fixed time warps in do_[slow|fast]_gettimeoffset()
  15  * 1997-09-10   Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  16  *              "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  17  * 1998-09-05    (Various)
  18  *      More robust do_fast_gettimeoffset() algorithm implemented
  19  *      (works with APM, Cyrix 6x86MX and Centaur C6),
  20  *      monotonic gettimeofday() with fast_get_timeoffset(),
  21  *      drift-proof precision TSC calibration on boot
  22  *      (C. Scott Ananian <cananian@alumni.princeton.edu>, Andrew D.
  23  *      Balsa <andrebalsa@altern.org>, Philip Gladstone <philip@raptor.com>;
  24  *      ported from 2.0.35 Jumbo-9 by Michael Krause <m.krause@tu-harburg.de>).
  25  * 1998-12-16    Andrea Arcangeli
  26  *      Fixed Jumbo-9 code in 2.1.131: do_gettimeofday was missing 1 jiffy
  27  *      because was not accounting lost_ticks.
  28  * 1998-12-24 Copyright (C) 1998  Andrea Arcangeli
  29  *      Fixed a xtime SMP race (we need the xtime_lock rw spinlock to
  30  *      serialize accesses to xtime/lost_ticks).
  31  */
  32
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <linux/kernel.h>
  36 #include <linux/param.h>
  37 #include <linux/string.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/interrupt.h>
  40 #include <linux/time.h>
  41 #include <linux/delay.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/smp.h>
  44 #include <linux/module.h>
  45 #include <linux/sysdev.h>
  46 #include <linux/bcd.h>
  47 #include <linux/efi.h>
  48 #include <linux/mca.h>
  49
  50 #include <asm/io.h>
  51 #include <asm/smp.h>
  52 #include <asm/irq.h>
  53 #include <asm/msr.h>
  54 #include <asm/delay.h>
  55 #include <asm/mpspec.h>
  56 #include <asm/uaccess.h>
  57 #include <asm/processor.h>
  58 #include <asm/timer.h>
  59
  60 #include "mach_time.h"
  61
  62 #include <linux/timex.h>
  63 #include <linux/config.h>
  64
  65 #include <asm/hpet.h>
  66
  67 #include <asm/arch_hooks.h>
  68
  69 #include "io_ports.h"
  70
  71 extern spinlock_t i8259A_lock;
  72 int pit_latch_buggy;              /* extern */
  73
  74 #include "do_timer.h"
  75
  76 u64 jiffies_64 = INITIAL_JIFFIES;
  77
  78 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
  79
  80 unsigned long cpu_khz;  /* Detected as we calibrate the TSC */
  81
  82 extern unsigned long wall_jiffies;
  83
  84 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  85
  86 DEFINE_SPINLOCK(i8253_lock);
  87 EXPORT_SYMBOL(i8253_lock);
  88
  89 struct timer_opts *cur_timer = &timer_none;
  90
  91 /*
  92  * This is a special lock that is owned by the CPU and holds the index
  93  * register we are working with.  It is required for NMI access to the
  94  * CMOS/RTC registers.  See include/asm-i386/mc146818rtc.h for details.
  95  */
  96 volatile unsigned long cmos_lock = 0;
  97 EXPORT_SYMBOL(cmos_lock);
  98
  99 /* Routines for accessing the CMOS RAM/RTC. */
 100 unsigned char rtc_cmos_read(unsigned char addr)
 101 {
 102         unsigned char val;
 103         lock_cmos_prefix(addr);
 104         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
 105         val = inb_p(RTC_PORT(1));
 106         lock_cmos_suffix(addr);
 107         return val;
 108 }
 109 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_read);
 110
 111 void rtc_cmos_write(unsigned char val, unsigned char addr)
 112 {
 113         lock_cmos_prefix(addr);
 114         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
 115         outb_p(val, RTC_PORT(1));
 116         lock_cmos_suffix(addr);
 117 }
 118 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_write);
 119
 120 /*
 121  * This version of gettimeofday has microsecond resolution
 122  * and better than microsecond precision on fast x86 machines with TSC.
 123  */
 124 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 125 {
 126         unsigned long seq;
 127         unsigned long usec, sec;
 128         unsigned long max_ntp_tick;
 129
 130         do {
 131                 unsigned long lost;
 132
 133                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 134
 135                 usec = cur_timer->get_offset();
 136                 lost = jiffies - wall_jiffies;
 137
 138                 /*
 139                  * If time_adjust is negative then NTP is slowing the clock
 140                  * so make sure not to go into next possible interval.
 141                  * Better to lose some accuracy than have time go backwards..
 142                  */
 143                 if (unlikely(time_adjust < 0)) {
 144                         max_ntp_tick = (USEC_PER_SEC / HZ) - tickadj;
 145                         usec = min(usec, max_ntp_tick);
 146
 147                         if (lost)
 148                                 usec += lost * max_ntp_tick;
 149                 }
 150                 else if (unlikely(lost))
 151                         usec += lost * (USEC_PER_SEC / HZ);
 152
 153                 sec = xtime.tv_sec;
 154                 usec += (xtime.tv_nsec / 1000);
 155         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 156
 157         while (usec >= 1000000) {
 158                 usec -= 1000000;
 159                 sec++;
 160         }
 161
 162         tv->tv_sec = sec;
 163         tv->tv_usec = usec;
 164 }
 165
 166 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 167
 168 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 169 {
 170         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
 171         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
 172
 173         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 174                 return -EINVAL;
 175
 176         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
 177         /*
 178          * This is revolting. We need to set "xtime" correctly. However, the
 179          * value in this location is the value at the most recent update of
 180          * wall time.  Discover what correction gettimeofday() would have
 181          * made, and then undo it!
 182          */
 183         nsec -= cur_timer->get_offset() * NSEC_PER_USEC;
 184         nsec -= (jiffies - wall_jiffies) * TICK_NSEC;
 185
 186         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
 187         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
 188
 189         set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
 190         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 191
 192         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 193         time_status |= STA_UNSYNC;
 194         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 195         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 196         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
 197         clock_was_set();
 198         return 0;
 199 }
 200
 201 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 202
 203 static int set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
 204 {
 205         int retval;
 206
 207         WARN_ON(irqs_disabled());
 208
 209         /* gets recalled with irq locally disabled */
 210         spin_lock_irq(&rtc_lock);
 211         if (efi_enabled)
 212                 retval = efi_set_rtc_mmss(nowtime);
 213         else
 214                 retval = mach_set_rtc_mmss(nowtime);
 215         spin_unlock_irq(&rtc_lock);
 216
 217         return retval;
 218 }
 219
 220
 221 int timer_ack;
 222
 223 /* monotonic_clock(): returns # of nanoseconds passed since time_init()
 224  *              Note: This function is required to return accurate
 225  *              time even in the absence of multiple timer ticks.
 226  */
 227 unsigned long long monotonic_clock(void)
 228 {
 229         return cur_timer->monotonic_clock();
 230 }
 231 EXPORT_SYMBOL(monotonic_clock);
 232
 233 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FRAME_POINTER)
 234 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 235 {
 236         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 237
 238         if (in_lock_functions(pc))
 239                 return *(unsigned long *)(regs->ebp + 4);
 240
 241         return pc;
 242 }
 243 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 244 #endif
 245
 246 /*
 247  * timer_interrupt() needs to keep up the real-time clock,
 248  * as well as call the "do_timer()" routine every clocktick
 249  */
 250 static inline void do_timer_interrupt(int irq, void *dev_id,
 251                                         struct pt_regs *regs)
 252 {
 253 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 254         if (timer_ack) {
 255                 /*
 256                  * Subtle, when I/O APICs are used we have to ack timer IRQ
 257                  * manually to reset the IRR bit for do_slow_gettimeoffset().
 258                  * This will also deassert NMI lines for the watchdog if run
 259                  * on an 82489DX-based system.
 260                  */
 261                 spin_lock(&i8259A_lock);
 262                 outb(0x0c, PIC_MASTER_OCW3);
 263                 /* Ack the IRQ; AEOI will end it automatically. */
 264                 inb(PIC_MASTER_POLL);
 265                 spin_unlock(&i8259A_lock);
 266         }
 267 #endif
 268
 269         do_timer_interrupt_hook(regs);
 270
 271
 272         if (MCA_bus) {
 273                 /* The PS/2 uses level-triggered interrupts.  You can't
 274                 turn them off, nor would you want to (any attempt to
 275                 enable edge-triggered interrupts usually gets intercepted by a
 276                 special hardware circuit).  Hence we have to acknowledge
 277                 the timer interrupt.  Through some incredibly stupid
 278                 design idea, the reset for IRQ 0 is done by setting the
 279                 high bit of the PPI port B (0x61).  Note that some PS/2s,
 280                 notably the 55SX, work fine if this is removed.  */
 281
 282                 irq = inb_p( 0x61 );    /* read the current state */
 283                 outb_p( irq|0x80, 0x61 );       /* reset the IRQ */
 284         }
 285 }
 286
 287 /*
 288  * This is the same as the above, except we _also_ save the current
 289  * Time Stamp Counter value at the time of the timer interrupt, so that
 290  * we later on can estimate the time of day more exactly.
 291  */
 292 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id, struct pt_regs *regs)
 293 {
 294         /*
 295          * Here we are in the timer irq handler. We just have irqs locally
 296          * disabled but we don't know if the timer_bh is running on the other
 297          * CPU. We need to avoid to SMP race with it. NOTE: we don' t need
 298          * the irq version of write_lock because as just said we have irq
 299          * locally disabled. -arca
 300          */
 301         write_seqlock(&xtime_lock);
 302
 303         cur_timer->mark_offset();
 304
 305         do_timer_interrupt(irq, NULL, regs);
 306
 307         write_sequnlock(&xtime_lock);
 308         return IRQ_HANDLED;
 309 }
 310
 311 /* not static: needed by APM */
 312 unsigned long get_cmos_time(void)
 313 {
 314         unsigned long retval;
 315
 316         spin_lock(&rtc_lock);
 317
 318         if (efi_enabled)
 319                 retval = efi_get_time();
 320         else
 321                 retval = mach_get_cmos_time();
 322
 323         spin_unlock(&rtc_lock);
 324
 325         return retval;
 326 }
 327 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy);
 328
 329 static struct timer_list sync_cmos_timer =
 330                                       TIMER_INITIALIZER(sync_cmos_clock, 0, 0);
 331
 332 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy)
 333 {
 334         struct timeval now, next;
 335         int fail = 1;
 336
 337         /*
 338          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 339          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. Set_rtc_mmss() has to be
 340          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 341          * This code is run on a timer.  If the clock is set, that timer
 342          * may not expire at the correct time.  Thus, we adjust...
 343          */
 344         if ((time_status & STA_UNSYNC) != 0)
 345                 /*
 346                  * Not synced, exit, do not restart a timer (if one is
 347                  * running, let it run out).
 348                  */
 349                 return;
 350
 351         do_gettimeofday(&now);
 352         if (now.tv_usec >= USEC_AFTER - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 353             now.tv_usec <= USEC_BEFORE + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2)
 354                 fail = set_rtc_mmss(now.tv_sec);
 355
 356         next.tv_usec = USEC_AFTER - now.tv_usec;
 357         if (next.tv_usec <= 0)
 358                 next.tv_usec += USEC_PER_SEC;
 359
 360         if (!fail)
 361                 next.tv_sec = 659;
 362         else
 363                 next.tv_sec = 0;
 364
 365         if (next.tv_usec >= USEC_PER_SEC) {
 366                 next.tv_sec++;
 367                 next.tv_usec -= USEC_PER_SEC;
 368         }
 369         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + timeval_to_jiffies(&next));
 370 }
 371
 372 void notify_arch_cmos_timer(void)
 373 {
 374         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + 1);
 375 }
 376
 377 static long clock_cmos_diff, sleep_start;
 378
 379 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, u32 state)
 380 {
 381         /*
 382          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
 383          */
 384         clock_cmos_diff = -get_cmos_time();
 385         clock_cmos_diff += get_seconds();
 386         sleep_start = get_cmos_time();
 387         return 0;
 388 }
 389
 390 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 391 {
 392         unsigned long flags;
 393         unsigned long sec;
 394         unsigned long sleep_length;
 395
 396 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 397         if (is_hpet_enabled())
 398                 hpet_reenable();
 399 #endif
 400         sec = get_cmos_time() + clock_cmos_diff;
 401         sleep_length = (get_cmos_time() - sleep_start) * HZ;
 402         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 403         xtime.tv_sec = sec;
 404         xtime.tv_nsec = 0;
 405         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 406         jiffies += sleep_length;
 407         wall_jiffies += sleep_length;
 408         return 0;
 409 }
 410
 411 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 412         .resume = timer_resume,
 413         .suspend = timer_suspend,
 414         set_kset_name("timer"),
 415 };
 416
 417
 418 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
 419 static struct sys_device device_timer = {
 420         .id     = 0,
 421         .cls    = &timer_sysclass,
 422 };
 423
 424 static int time_init_device(void)
 425 {
 426         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 427         if (!error)
 428                 error = sysdev_register(&device_timer);
 429         return error;
 430 }
 431
 432 device_initcall(time_init_device);
 433
 434 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 435 extern void (*late_time_init)(void);
 436 /* Duplicate of time_init() below, with hpet_enable part added */
 437 static void __init hpet_time_init(void)
 438 {
 439         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
 440         xtime.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 441         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 442                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 443
 444         if (hpet_enable() >= 0) {
 445                 printk("Using HPET for base-timer\n");
 446         }
 447
 448         cur_timer = select_timer();
 449         printk(KERN_INFO "Using %s for high-res timesource\n",cur_timer->name);
 450
 451         time_init_hook();
 452 }
 453 #endif
 454
 455 void __init time_init(void)
 456 {
 457 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 458         if (is_hpet_capable()) {
 459                 /*
 460                  * HPET initialization needs to do memory-mapped io. So, let
 461                  * us do a late initialization after mem_init().
 462                  */
 463                 late_time_init = hpet_time_init;
 464                 return;
 465         }
 466 #endif
 467         xtime.tv_sec = get_cmos_time();
 468         xtime.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 469         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 470                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 471
 472         cur_timer = select_timer();
 473         printk(KERN_INFO "Using %s for high-res timesource\n",cur_timer->name);
 474
 475         time_init_hook();
 476 }