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.
  21  * - for astronomical applications: add a new function to get
  22  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  23  * a new timestamp format and a good name.
  24  *
  25  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  26  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  27  *
  28  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  29  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  30  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  31  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/export.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/param.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/mm.h>
  41 #include <linux/interrupt.h>
  42 #include <linux/timex.h>
  43 #include <linux/kernel_stat.h>
  44 #include <linux/time.h>
  45 #include <linux/init.h>
  46 #include <linux/profile.h>
  47 #include <linux/cpu.h>
  48 #include <linux/security.h>
  49 #include <linux/percpu.h>
  50 #include <linux/rtc.h>
  51 #include <linux/jiffies.h>
  52 #include <linux/posix-timers.h>
  53 #include <linux/irq.h>
  54 #include <linux/delay.h>
  55 #include <linux/irq_work.h>
  56 #include <asm/trace.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
  73 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  74
  75 #include <linux/clockchips.h>
  76 #include <linux/clocksource.h>
  77
  78 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  79 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  80         .name         = "rtc",
  81         .rating       = 400,
  82         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  83         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  84         .read         = rtc_read,
  85 };
  86
  87 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  88 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  89         .name         = "timebase",
  90         .rating       = 400,
  91         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  92         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  93         .read         = timebase_read,
  94 };
  95
  96 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
  97
  98 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  99                                       struct clock_event_device *dev);
 100 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 101                                  struct clock_event_device *dev);
 102
 103 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 104         .name           = "decrementer",
 105         .rating         = 200,
 106         .irq            = 0,
 107         .set_next_event = decrementer_set_next_event,
 108         .set_mode       = decrementer_set_mode,
 109         .features       = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT,
 110 };
 111 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 112
 113 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 114 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 115
 116 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 117
 118 #ifdef CONFIG_PPC64
 119 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 120 #else
 121 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 122 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 123 #endif
 124
 125 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 126 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 127 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 128 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 129 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 130
 131 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 132 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 133
 134 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 135 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 136 static u64 boot_tb __read_mostly;
 137
 138 extern struct timezone sys_tz;
 139 static long timezone_offset;
 140
 141 unsigned long ppc_proc_freq;
 142 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 143 unsigned long ppc_tb_freq;
 144 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 145
 146 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 147 /*
 148  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 149  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 150  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 151  */
 152 u64 __cputime_jiffies_factor;
 153 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 154 u64 __cputime_usec_factor;
 155 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 156 u64 __cputime_sec_factor;
 157 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 158 u64 __cputime_clockt_factor;
 159 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 160 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 161 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 162
 163 cputime_t cputime_one_jiffy;
 164
 165 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 166
 167 static void calc_cputime_factors(void)
 168 {
 169         struct div_result res;
 170
 171         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 172         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 173         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 174         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 175         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 176         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 177         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 178         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 183  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 184  */
 185 static u64 read_spurr(u64 tb)
 186 {
 187         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 188                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 189         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 190                 return mfspr(SPRN_PURR);
 191         return tb;
 192 }
 193
 194 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 195
 196 /*
 197  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 198  * Should be called with interrupts disabled.
 199  */
 200 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 201 {
 202         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 203         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 204         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 205         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 206         u64 tb_delta;
 207         u64 stolen = 0;
 208         u64 dtb;
 209
 210         if (!dtl)
 211                 return 0;
 212
 213         if (i == vpa->dtl_idx)
 214                 return 0;
 215         while (i < vpa->dtl_idx) {
 216                 if (dtl_consumer)
 217                         dtl_consumer(dtl, i);
 218                 dtb = dtl->timebase;
 219                 tb_delta = dtl->enqueue_to_dispatch_time +
 220                         dtl->ready_to_enqueue_time;
 221                 barrier();
 222                 if (i + N_DISPATCH_LOG < vpa->dtl_idx) {
 223                         /* buffer has overflowed */
 224                         i = vpa->dtl_idx - N_DISPATCH_LOG;
 225                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 226                         continue;
 227                 }
 228                 if (dtb > stop_tb)
 229                         break;
 230                 stolen += tb_delta;
 231                 ++i;
 232                 ++dtl;
 233                 if (dtl == dtl_end)
 234                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 235         }
 236         local_paca->dtl_ridx = i;
 237         local_paca->dtl_curr = dtl;
 238         return stolen;
 239 }
 240
 241 /*
 242  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 243  * Called on entry from user mode.
 244  */
 245 void accumulate_stolen_time(void)
 246 {
 247         u64 sst, ust;
 248
 249         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 250
 251         /* We are called early in the exception entry, before
 252          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 253          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 254          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 255          * complain
 256          */
 257         local_paca->soft_enabled = 0;
 258
 259         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 260         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 261         local_paca->system_time -= sst;
 262         local_paca->user_time -= ust;
 263         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 264
 265         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 266 }
 267
 268 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 269 {
 270         u64 stolen = 0;
 271
 272         if (get_paca()->dtl_ridx != get_paca()->lppaca_ptr->dtl_idx) {
 273                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 274                 get_paca()->system_time -= stolen;
 275         }
 276
 277         stolen += get_paca()->stolen_time;
 278         get_paca()->stolen_time = 0;
 279         return stolen;
 280 }
 281
 282 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 283 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 284 {
 285         return 0;
 286 }
 287
 288 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 289
 290 /*
 291  * Account time for a transition between system, hard irq
 292  * or soft irq state.
 293  */
 294 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 295 {
 296         u64 now, nowscaled, delta, deltascaled;
 297         unsigned long flags;
 298         u64 stolen, udelta, sys_scaled, user_scaled;
 299
 300         local_irq_save(flags);
 301         now = mftb();
 302         nowscaled = read_spurr(now);
 303         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 304         get_paca()->starttime = now;
 305         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 306         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 307
 308         stolen = calculate_stolen_time(now);
 309
 310         delta = get_paca()->system_time;
 311         get_paca()->system_time = 0;
 312         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 313         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 314
 315         /*
 316          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 317          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 318          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 319          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 320          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 321          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 322          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 323          * used by account_process_tick.
 324          */
 325         sys_scaled = delta;
 326         user_scaled = udelta;
 327         if (deltascaled != delta + udelta) {
 328                 if (udelta) {
 329                         sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 330                         user_scaled = deltascaled - sys_scaled;
 331                 } else {
 332                         sys_scaled = deltascaled;
 333                 }
 334         }
 335         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 336
 337         if (in_interrupt() || idle_task(smp_processor_id()) != tsk) {
 338                 account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 339                 if (stolen)
 340                         account_steal_time(stolen);
 341         } else {
 342                 account_idle_time(delta + stolen);
 343         }
 344         local_irq_restore(flags);
 345 }
 346 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 347
 348 /*
 349  * Transfer the user and system times accumulated in the paca
 350  * by the exception entry and exit code to the generic process
 351  * user and system time records.
 352  * Must be called with interrupts disabled.
 353  * Assumes that account_system_vtime() has been called recently
 354  * (i.e. since the last entry from usermode) so that
 355  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 356  */
 357 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 358 {
 359         cputime_t utime, utimescaled;
 360
 361         utime = get_paca()->user_time;
 362         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 363         get_paca()->user_time = 0;
 364         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 365         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 366         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 367 }
 368
 369 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 370 #define calc_cputime_factors()
 371 #endif
 372
 373 void __delay(unsigned long loops)
 374 {
 375         unsigned long start;
 376         int diff;
 377
 378         if (__USE_RTC()) {
 379                 start = get_rtcl();
 380                 do {
 381                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 382                         diff = get_rtcl() - start;
 383                         if (diff < 0)
 384                                 diff += 1000000000;
 385                 } while (diff < loops);
 386         } else {
 387                 start = get_tbl();
 388                 while (get_tbl() - start < loops)
 389                         HMT_low();
 390                 HMT_medium();
 391         }
 392 }
 393 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 394
 395 void udelay(unsigned long usecs)
 396 {
 397         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 398 }
 399 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 400
 401 #ifdef CONFIG_SMP
 402 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 403 {
 404         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 405
 406         if (in_lock_functions(pc))
 407                 return regs->link;
 408
 409         return pc;
 410 }
 411 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 412 #endif
 413
 414 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 415
 416 /*
 417  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 418  */
 419 #ifdef CONFIG_PPC64
 420 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 421 {
 422         unsigned long x;
 423
 424         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 425                 : "=r" (x)
 426                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 427         return x;
 428 }
 429
 430 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 431 {
 432         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 433                 "r" (1),
 434                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 435 }
 436
 437 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 438 {
 439         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 440                 "r" (0),
 441                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 442 }
 443
 444 #else /* 32-bit */
 445
 446 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 447
 448 #define set_irq_work_pending_flag()     __get_cpu_var(irq_work_pending) = 1
 449 #define test_irq_work_pending()         __get_cpu_var(irq_work_pending)
 450 #define clear_irq_work_pending()        __get_cpu_var(irq_work_pending) = 0
 451
 452 #endif /* 32 vs 64 bit */
 453
 454 void arch_irq_work_raise(void)
 455 {
 456         preempt_disable();
 457         set_irq_work_pending_flag();
 458         set_dec(1);
 459         preempt_enable();
 460 }
 461
 462 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 463
 464 #define test_irq_work_pending() 0
 465 #define clear_irq_work_pending()
 466
 467 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 468
 469 /*
 470  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 471  * with interrupts disabled.
 472  */
 473 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 474 {
 475         struct pt_regs *old_regs;
 476         u64 *next_tb = &__get_cpu_var(decrementers_next_tb);
 477         struct clock_event_device *evt = &__get_cpu_var(decrementers);
 478         u64 now;
 479
 480         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 481          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 482          */
 483         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 484
 485         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 486          * offline, just ignore these
 487          */
 488         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
 489                 return;
 490
 491         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 492          * bumped to its maximum value
 493          */
 494         may_hard_irq_enable();
 495
 496         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 497
 498         __get_cpu_var(irq_stat).timer_irqs++;
 499
 500 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PMAC)
 501         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 502                 do_IRQ(regs);
 503 #endif
 504
 505         old_regs = set_irq_regs(regs);
 506         irq_enter();
 507
 508         if (test_irq_work_pending()) {
 509                 clear_irq_work_pending();
 510                 irq_work_run();
 511         }
 512
 513         now = get_tb_or_rtc();
 514         if (now >= *next_tb) {
 515                 *next_tb = ~(u64)0;
 516                 if (evt->event_handler)
 517                         evt->event_handler(evt);
 518         } else {
 519                 now = *next_tb - now;
 520                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 521                         set_dec((int)now);
 522         }
 523
 524 #ifdef CONFIG_PPC64
 525         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 526         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 527                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 528                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 529         }
 530 #endif
 531
 532         irq_exit();
 533         set_irq_regs(old_regs);
 534
 535         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 536 }
 537
 538 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 539 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 540 {
 541         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 542          * with suspending.
 543          */
 544
 545         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 546         local_irq_disable();
 547         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 548 }
 549
 550 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 551 {
 552         local_irq_enable();
 553 }
 554
 555 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 556 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 557 {
 558         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 559                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 560         generic_suspend_disable_irqs();
 561 }
 562
 563 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 564 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 565 {
 566         generic_suspend_enable_irqs();
 567         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 568                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 569 }
 570 #endif
 571
 572 /*
 573  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 574  *
 575  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 576  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 577  * are 64-bit unsigned numbers.
 578  */
 579 unsigned long long sched_clock(void)
 580 {
 581         if (__USE_RTC())
 582                 return get_rtc();
 583         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 584 }
 585
 586 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 587 {
 588         struct device_node *cpu;
 589         const unsigned int *fp;
 590         int found = 0;
 591
 592         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 593         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 594
 595         if (cpu) {
 596                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 597                 if (fp) {
 598                         found = 1;
 599                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 600                 }
 601
 602                 of_node_put(cpu);
 603         }
 604
 605         return found;
 606 }
 607
 608 /* should become __cpuinit when secondary_cpu_time_init also is */
 609 void start_cpu_decrementer(void)
 610 {
 611 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 612         /* Clear any pending timer interrupts */
 613         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 614
 615         /* Enable decrementer interrupt */
 616         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 617 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 618 }
 619
 620 void __init generic_calibrate_decr(void)
 621 {
 622         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 623
 624         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 625             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 626
 627                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 628                                 "(not found)\n");
 629         }
 630
 631         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 632
 633         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 634             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 635
 636                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 637                                 "(not found)\n");
 638         }
 639 }
 640
 641 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 642 {
 643         struct rtc_time tm;
 644
 645         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 646                 return 0;
 647
 648         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 649         tm.tm_year -= 1900;
 650         tm.tm_mon -= 1;
 651
 652         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 653 }
 654
 655 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 656 {
 657         struct rtc_time tm;
 658         static int first = 1;
 659
 660         ts->tv_nsec = 0;
 661         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 662         if (first) {
 663                 first = 0;
 664                 if (ppc_md.time_init)
 665                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 666
 667                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 668                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 669                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 670                         return;
 671                 }
 672         }
 673         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 674                 ts->tv_sec = 0;
 675                 return;
 676         }
 677         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 678
 679         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 680                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 681 }
 682
 683 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 684 {
 685         __read_persistent_clock(ts);
 686
 687         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 688         if (ts->tv_sec < 0) {
 689                 ts->tv_sec = 0;
 690                 ts->tv_nsec = 0;
 691         }
 692
 693 }
 694
 695 /* clocksource code */
 696 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 697 {
 698         return (cycle_t)get_rtc();
 699 }
 700
 701 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 702 {
 703         return (cycle_t)get_tb();
 704 }
 705
 706 void update_vsyscall(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 707                         struct clocksource *clock, u32 mult)
 708 {
 709         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 710         u32 frac_sec;
 711
 712         if (clock != &clocksource_timebase)
 713                 return;
 714
 715         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 716         ++vdso_data->tb_update_count;
 717         smp_mb();
 718
 719         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 720         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 721         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 722         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 723         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 724
 725         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 726         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 727         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 728
 729         /*
 730          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 731          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 732          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 733          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 734          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 735          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 736          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 737          * We expect the caller to have done the first increment of
 738          * vdso_data->tb_update_count already.
 739          */
 740         vdso_data->tb_orig_stamp = clock->cycle_last;
 741         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 742         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 743         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 744         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 745         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 746         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 747         smp_wmb();
 748         ++(vdso_data->tb_update_count);
 749 }
 750
 751 void update_vsyscall_tz(void)
 752 {
 753         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 754         ++vdso_data->tb_update_count;
 755         smp_mb();
 756         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 757         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 758         smp_mb();
 759         ++vdso_data->tb_update_count;
 760 }
 761
 762 static void __init clocksource_init(void)
 763 {
 764         struct clocksource *clock;
 765
 766         if (__USE_RTC())
 767                 clock = &clocksource_rtc;
 768         else
 769                 clock = &clocksource_timebase;
 770
 771         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 772                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 773                        clock->name);
 774                 return;
 775         }
 776
 777         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 778                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 779 }
 780
 781 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 782                                       struct clock_event_device *dev)
 783 {
 784         __get_cpu_var(decrementers_next_tb) = get_tb_or_rtc() + evt;
 785         set_dec(evt);
 786         return 0;
 787 }
 788
 789 static void decrementer_set_mode(enum clock_event_mode mode,
 790                                  struct clock_event_device *dev)
 791 {
 792         if (mode != CLOCK_EVT_MODE_ONESHOT)
 793                 decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 794 }
 795
 796 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 797 {
 798         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 799
 800         *dec = decrementer_clockevent;
 801         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 802
 803         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 804                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 805
 806         clockevents_register_device(dec);
 807 }
 808
 809 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 810 {
 811         int cpu = smp_processor_id();
 812
 813         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 814
 815         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 816                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 817         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 818                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 819
 820         register_decrementer_clockevent(cpu);
 821 }
 822
 823 void secondary_cpu_time_init(void)
 824 {
 825         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 826          * such as BookE
 827          */
 828         start_cpu_decrementer();
 829
 830         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 831          * call here ! */
 832         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 833 }
 834
 835 /* This function is only called on the boot processor */
 836 void __init time_init(void)
 837 {
 838         struct div_result res;
 839         u64 scale;
 840         unsigned shift;
 841
 842         if (__USE_RTC()) {
 843                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 844                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 845         } else {
 846                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 847                 ppc_md.calibrate_decr();
 848                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 849                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 850                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 851                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 852         }
 853
 854         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 855         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 856         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 857         calc_cputime_factors();
 858         setup_cputime_one_jiffy();
 859
 860         /*
 861          * Compute scale factor for sched_clock.
 862          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 863          * which is the timebase frequency.
 864          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 865          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 866          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 867          * giving us the scale factor and shift count to use in
 868          * sched_clock().
 869          */
 870         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 871         scale = res.result_low;
 872         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 873                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 874                 res.result_high >>= 1;
 875         }
 876         tb_to_ns_scale = scale;
 877         tb_to_ns_shift = shift;
 878         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 879         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 880
 881         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 882         if (timezone_offset) {
 883                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 884                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 885         }
 886
 887         vdso_data->tb_update_count = 0;
 888         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 889
 890         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 891          * such as BookE
 892          */
 893         start_cpu_decrementer();
 894
 895         /* Register the clocksource */
 896         clocksource_init();
 897
 898         init_decrementer_clockevent();
 899 }
 900
 901
 902 #define FEBRUARY        2
 903 #define STARTOFTIME     1970
 904 #define SECDAY          86400L
 905 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 906 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 907                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 908 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 909 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 910
 911 static int month_days[12] = {
 912         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 913 };
 914
 915 /*
 916  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 917  */
 918 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 919 {
 920         int leapsToDate;
 921         int lastYear;
 922         int day;
 923         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 924
 925         lastYear = tm->tm_year - 1;
 926
 927         /*
 928          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 929          */
 930         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
 931
 932         /*
 933          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 934          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 935          *
 936          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
 937          */
 938         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
 939
 940         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 941                    tm->tm_mday;
 942
 943         tm->tm_wday = day % 7;
 944 }
 945
 946 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 947 {
 948         register int    i;
 949         register long   hms, day;
 950
 951         day = tim / SECDAY;
 952         hms = tim % SECDAY;
 953
 954         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 955         tm->tm_hour = hms / 3600;
 956         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 957         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 958
 959         /* Number of years in days */
 960         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 961                 day -= days_in_year(i);
 962         tm->tm_year = i;
 963
 964         /* Number of months in days left */
 965         if (leapyear(tm->tm_year))
 966                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 967         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 968                 day -= days_in_month(i);
 969         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 970         tm->tm_mon = i;
 971
 972         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 973         tm->tm_mday = day + 1;
 974
 975         /*
 976          * Determine the day of week
 977          */
 978         GregorianDay(tm);
 979 }
 980
 981 /*
 982  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 983  * result.
 984  */
 985 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
 986                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
 987 {
 988         unsigned long a, b, c, d;
 989         unsigned long w, x, y, z;
 990         u64 ra, rb, rc;
 991
 992         a = dividend_high >> 32;
 993         b = dividend_high & 0xffffffff;
 994         c = dividend_low >> 32;
 995         d = dividend_low & 0xffffffff;
 996
 997         w = a / divisor;
 998         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
 999
1000         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1001         x = ra;
1002
1003         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1004         y = rb;
1005
1006         do_div(rc, divisor);
1007         z = rc;
1008
1009         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1010         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1011
1012 }
1013
1014 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1015 void calibrate_delay(void)
1016 {
1017         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1018          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1019          */
1020         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1021 }
1022
1023 static int __init rtc_init(void)
1024 {
1025         struct platform_device *pdev;
1026
1027         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1028                 return -ENODEV;
1029
1030         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1031         if (IS_ERR(pdev))
1032                 return PTR_ERR(pdev);
1033
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 module_init(rtc_init);