Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/paulus/powerpc-merge
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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/config.h>
36 #include <linux/errno.h>
37 #include <linux/module.h>
38 #include <linux/sched.h>
39 #include <linux/kernel.h>
40 #include <linux/param.h>
41 #include <linux/string.h>
42 #include <linux/mm.h>
43 #include <linux/interrupt.h>
44 #include <linux/timex.h>
45 #include <linux/kernel_stat.h>
46 #include <linux/time.h>
47 #include <linux/init.h>
48 #include <linux/profile.h>
49 #include <linux/cpu.h>
50 #include <linux/security.h>
51 #include <linux/percpu.h>
52 #include <linux/rtc.h>
53 #include <linux/jiffies.h>
54
55 #include <asm/io.h>
56 #include <asm/processor.h>
57 #include <asm/nvram.h>
58 #include <asm/cache.h>
59 #include <asm/machdep.h>
60 #include <asm/uaccess.h>
61 #include <asm/time.h>
62 #include <asm/prom.h>
63 #include <asm/irq.h>
64 #include <asm/div64.h>
65 #include <asm/smp.h>
66 #include <asm/vdso_datapage.h>
67 #ifdef CONFIG_PPC64
68 #include <asm/firmware.h>
69 #endif
70 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
71 #include <asm/iseries/it_lp_queue.h>
72 #include <asm/iseries/hv_call_xm.h>
73 #endif
74 #include <asm/smp.h>
75
76 /* keep track of when we need to update the rtc */
77 time_t last_rtc_update;
78 extern int piranha_simulator;
79 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
80 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
81 unsigned long iSeries_recal_tb = 0; 
82 static unsigned long first_settimeofday = 1;
83 #endif
84
85 /* The decrementer counts down by 128 every 128ns on a 601. */
86 #define DECREMENTER_COUNT_601   (1000000000 / HZ)
87
88 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
89
90 #ifdef CONFIG_PPC64
91 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
92 #else
93 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
94 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
95 #endif
96
97 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
98 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
99 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
100 unsigned long tb_ticks_per_sec;
101 u64 tb_to_xs;
102 unsigned tb_to_us;
103
104 #define TICKLEN_SCALE   (SHIFT_SCALE - 10)
105 u64 last_tick_len;      /* units are ns / 2^TICKLEN_SCALE */
106 u64 ticklen_to_xs;      /* 0.64 fraction */
107
108 /* If last_tick_len corresponds to about 1/HZ seconds, then
109    last_tick_len << TICKLEN_SHIFT will be about 2^63. */
110 #define TICKLEN_SHIFT   (63 - 30 - TICKLEN_SCALE + SHIFT_HZ)
111
112 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
113 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
114
115 u64 tb_to_ns_scale;
116 unsigned tb_to_ns_shift;
117
118 struct gettimeofday_struct do_gtod;
119
120 extern unsigned long wall_jiffies;
121
122 extern struct timezone sys_tz;
123 static long timezone_offset;
124
125 unsigned long ppc_proc_freq;
126 unsigned long ppc_tb_freq;
127
128 u64 tb_last_jiffy __cacheline_aligned_in_smp;
129 unsigned long tb_last_stamp;
130
131 /*
132  * Note that on ppc32 this only stores the bottom 32 bits of
133  * the timebase value, but that's enough to tell when a jiffy
134  * has passed.
135  */
136 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, last_jiffy);
137
138 void __delay(unsigned long loops)
139 {
140         unsigned long start;
141         int diff;
142
143         if (__USE_RTC()) {
144                 start = get_rtcl();
145                 do {
146                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
147                         diff = get_rtcl() - start;
148                         if (diff < 0)
149                                 diff += 1000000000;
150                 } while (diff < loops);
151         } else {
152                 start = get_tbl();
153                 while (get_tbl() - start < loops)
154                         HMT_low();
155                 HMT_medium();
156         }
157 }
158 EXPORT_SYMBOL(__delay);
159
160 void udelay(unsigned long usecs)
161 {
162         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
163 }
164 EXPORT_SYMBOL(udelay);
165
166 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
167 {
168         /*
169          * update the rtc when needed, this should be performed on the
170          * right fraction of a second. Half or full second ?
171          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
172          * Note that this update is basically only used through 
173          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
174          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
175          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
176          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we 
177          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
178          * resolution timers and decoupling time management from timer
179          * interrupts. This is also wrong on the clocks
180          * which require being written at the half second boundary.
181          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
182          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
183          */
184         if (ppc_md.set_rtc_time && ntp_synced() &&
185             xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
186             abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ) {
187                 struct rtc_time tm;
188                 to_tm(xtime.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
189                 tm.tm_year -= 1900;
190                 tm.tm_mon -= 1;
191                 if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
192                         last_rtc_update = xtime.tv_sec + 1;
193                 else
194                         /* Try again one minute later */
195                         last_rtc_update += 60;
196         }
197 }
198
199 /*
200  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
201  */
202 static inline void __do_gettimeofday(struct timeval *tv, u64 tb_val)
203 {
204         unsigned long sec, usec;
205         u64 tb_ticks, xsec;
206         struct gettimeofday_vars *temp_varp;
207         u64 temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
208
209         /*
210          * These calculations are faster (gets rid of divides)
211          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
212          * The conversion to microseconds at the end is done
213          * without a divide (and in fact, without a multiply)
214          */
215         temp_varp = do_gtod.varp;
216         tb_ticks = tb_val - temp_varp->tb_orig_stamp;
217         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
218         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
219         xsec = temp_stamp_xsec + mulhdu(tb_ticks, temp_tb_to_xs);
220         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
221         usec = (unsigned long)xsec & (XSEC_PER_SEC - 1);
222         usec = SCALE_XSEC(usec, 1000000);
223
224         tv->tv_sec = sec;
225         tv->tv_usec = usec;
226 }
227
228 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
229 {
230         if (__USE_RTC()) {
231                 /* do this the old way */
232                 unsigned long flags, seq;
233                 unsigned int sec, nsec, usec;
234
235                 do {
236                         seq = read_seqbegin_irqsave(&xtime_lock, flags);
237                         sec = xtime.tv_sec;
238                         nsec = xtime.tv_nsec + tb_ticks_since(tb_last_stamp);
239                 } while (read_seqretry_irqrestore(&xtime_lock, seq, flags));
240                 usec = nsec / 1000;
241                 while (usec >= 1000000) {
242                         usec -= 1000000;
243                         ++sec;
244                 }
245                 tv->tv_sec = sec;
246                 tv->tv_usec = usec;
247                 return;
248         }
249         __do_gettimeofday(tv, get_tb());
250 }
251
252 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
253
254 /*
255  * There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no
256  * lock is needed to access and use these values in
257  * do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a
258  * reasonable time elapses between changes, there will never
259  * be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute
260  * between updates.
261  */
262 static inline void update_gtod(u64 new_tb_stamp, u64 new_stamp_xsec,
263                                u64 new_tb_to_xs)
264 {
265         unsigned temp_idx;
266         struct gettimeofday_vars *temp_varp;
267
268         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
269         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
270
271         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
272         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
273         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
274         smp_mb();
275         do_gtod.varp = temp_varp;
276         do_gtod.var_idx = temp_idx;
277
278         /*
279          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
280          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
281          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
282          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
283          * the two values of tb_update_count match and are even then the
284          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
285          * loops back and reads them again until this criteria is met.
286          */
287         ++(vdso_data->tb_update_count);
288         smp_wmb();
289         vdso_data->tb_orig_stamp = new_tb_stamp;
290         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
291         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
292         vdso_data->wtom_clock_sec = wall_to_monotonic.tv_sec;
293         vdso_data->wtom_clock_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec;
294         smp_wmb();
295         ++(vdso_data->tb_update_count);
296 }
297
298 /*
299  * When the timebase - tb_orig_stamp gets too big, we do a manipulation
300  * between tb_orig_stamp and stamp_xsec. The goal here is to keep the
301  * difference tb - tb_orig_stamp small enough to always fit inside a
302  * 32 bits number. This is a requirement of our fast 32 bits userland
303  * implementation in the vdso. If we "miss" a call to this function
304  * (interrupt latency, CPU locked in a spinlock, ...) and we end up
305  * with a too big difference, then the vdso will fallback to calling
306  * the syscall
307  */
308 static __inline__ void timer_recalc_offset(u64 cur_tb)
309 {
310         unsigned long offset;
311         u64 new_stamp_xsec;
312         u64 tlen, t2x;
313
314         if (__USE_RTC())
315                 return;
316         tlen = current_tick_length();
317         offset = cur_tb - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
318         if (tlen == last_tick_len && offset < 0x80000000u) {
319                 /* check that we're still in sync; if not, resync */
320                 struct timeval tv;
321                 __do_gettimeofday(&tv, cur_tb);
322                 if (tv.tv_sec <= xtime.tv_sec &&
323                     (tv.tv_sec < xtime.tv_sec ||
324                      tv.tv_usec * 1000 <= xtime.tv_nsec))
325                         return;
326         }
327         if (tlen != last_tick_len) {
328                 t2x = mulhdu(tlen << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
329                 last_tick_len = tlen;
330         } else
331                 t2x = do_gtod.varp->tb_to_xs;
332         new_stamp_xsec = (u64) xtime.tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
333         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
334         new_stamp_xsec += (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
335         update_gtod(cur_tb, new_stamp_xsec, t2x);
336 }
337
338 #ifdef CONFIG_SMP
339 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
340 {
341         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
342
343         if (in_lock_functions(pc))
344                 return regs->link;
345
346         return pc;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
349 #endif
350
351 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
352
353 /* 
354  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
355  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
356  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
357  */
358
359 static void iSeries_tb_recal(void)
360 {
361         struct div_result divres;
362         unsigned long titan, tb;
363         tb = get_tb();
364         titan = HvCallXm_loadTod();
365         if ( iSeries_recal_titan ) {
366                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
367                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
368                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
369                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
370                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
371                 char sign = '+';                
372                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
373                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
374
375                 if ( tick_diff < 0 ) {
376                         tick_diff = -tick_diff;
377                         sign = '-';
378                 }
379                 if ( tick_diff ) {
380                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
381                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
382                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
383                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
384                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
385                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
386                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
387                                 tb_to_xs = divres.result_low;
388                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
389                                 vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
390                                 vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
391                         }
392                         else {
393                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
394                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
395                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
396                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
397                         }
398                 }
399         }
400         iSeries_recal_titan = titan;
401         iSeries_recal_tb = tb;
402 }
403 #endif
404
405 /*
406  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
407  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
408  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
409  * decrementer is less than the current value in the hardware
410  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
411  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
412  * call will not be needed)
413  */
414
415 /*
416  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
417  * with interrupts disabled.
418  */
419 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
420 {
421         int next_dec;
422         int cpu = smp_processor_id();
423         unsigned long ticks;
424
425 #ifdef CONFIG_PPC32
426         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
427                 do_IRQ(regs);
428 #endif
429
430         irq_enter();
431
432         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
433
434 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
435         get_lppaca()->int_dword.fields.decr_int = 0;
436 #endif
437
438         while ((ticks = tb_ticks_since(per_cpu(last_jiffy, cpu)))
439                >= tb_ticks_per_jiffy) {
440                 /* Update last_jiffy */
441                 per_cpu(last_jiffy, cpu) += tb_ticks_per_jiffy;
442                 /* Handle RTCL overflow on 601 */
443                 if (__USE_RTC() && per_cpu(last_jiffy, cpu) >= 1000000000)
444                         per_cpu(last_jiffy, cpu) -= 1000000000;
445
446                 /*
447                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
448                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
449                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
450                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
451                  * is the case.
452                  */
453                 if (!cpu_is_offline(cpu))
454                         update_process_times(user_mode(regs));
455
456                 /*
457                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
458                  * should have been fixed up by now.
459                  */
460                 if (cpu != boot_cpuid)
461                         continue;
462
463                 write_seqlock(&xtime_lock);
464                 tb_last_jiffy += tb_ticks_per_jiffy;
465                 tb_last_stamp = per_cpu(last_jiffy, cpu);
466                 do_timer(regs);
467                 timer_recalc_offset(tb_last_jiffy);
468                 timer_check_rtc();
469                 write_sequnlock(&xtime_lock);
470         }
471         
472         next_dec = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
473         set_dec(next_dec);
474
475 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
476         if (hvlpevent_is_pending())
477                 process_hvlpevents(regs);
478 #endif
479
480 #ifdef CONFIG_PPC64
481         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
482         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
483                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
484                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
485         }
486 #endif
487
488         irq_exit();
489 }
490
491 void wakeup_decrementer(void)
492 {
493         unsigned long ticks;
494
495         /*
496          * The timebase gets saved on sleep and restored on wakeup,
497          * so all we need to do is to reset the decrementer.
498          */
499         ticks = tb_ticks_since(__get_cpu_var(last_jiffy));
500         if (ticks < tb_ticks_per_jiffy)
501                 ticks = tb_ticks_per_jiffy - ticks;
502         else
503                 ticks = 1;
504         set_dec(ticks);
505 }
506
507 #ifdef CONFIG_SMP
508 void __init smp_space_timers(unsigned int max_cpus)
509 {
510         int i;
511         unsigned long offset = tb_ticks_per_jiffy / max_cpus;
512         unsigned long previous_tb = per_cpu(last_jiffy, boot_cpuid);
513
514         /* make sure tb > per_cpu(last_jiffy, cpu) for all cpus always */
515         previous_tb -= tb_ticks_per_jiffy;
516         for_each_cpu(i) {
517                 if (i != boot_cpuid) {
518                         previous_tb += offset;
519                         per_cpu(last_jiffy, i) = previous_tb;
520                 }
521         }
522 }
523 #endif
524
525 /*
526  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
527  *
528  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
529  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
530  * are 64-bit unsigned numbers.
531  */
532 unsigned long long sched_clock(void)
533 {
534         if (__USE_RTC())
535                 return get_rtc();
536         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
537 }
538
539 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
540 {
541         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
542         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
543         unsigned long flags;
544         u64 new_xsec;
545         unsigned long tb_delta;
546
547         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
548                 return -EINVAL;
549
550         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
551
552         /*
553          * Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
554          * stepped under NTP, the RTC will be updated after STA_UNSYNC
555          * is cleared.  Tools like clock/hwclock either copy the RTC
556          * to the system time, in which case there is no point in writing
557          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
558          * settimeofday to perform this operation.
559          */
560 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
561         if (first_settimeofday) {
562                 iSeries_tb_recal();
563                 first_settimeofday = 0;
564         }
565 #endif
566
567         /*
568          * Subtract off the number of nanoseconds since the
569          * beginning of the last tick.
570          * Note that since we don't increment jiffies_64 anywhere other
571          * than in do_timer (since we don't have a lost tick problem),
572          * wall_jiffies will always be the same as jiffies,
573          * and therefore the (jiffies - wall_jiffies) computation
574          * has been removed.
575          */
576         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
577         tb_delta = mulhdu(tb_delta, do_gtod.varp->tb_to_xs); /* in xsec */
578         new_nsec -= SCALE_XSEC(tb_delta, 1000000000);
579
580         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
581         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
582
583         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
584         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
585
586         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the 
587          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
588          */
589         last_rtc_update = new_sec - 658;
590
591         ntp_clear();
592
593         new_xsec = xtime.tv_nsec;
594         if (new_xsec != 0) {
595                 new_xsec *= XSEC_PER_SEC;
596                 do_div(new_xsec, NSEC_PER_SEC);
597         }
598         new_xsec += (u64)xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
599         update_gtod(tb_last_jiffy, new_xsec, do_gtod.varp->tb_to_xs);
600
601         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
602         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
603
604         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
605         clock_was_set();
606         return 0;
607 }
608
609 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
610
611 void __init generic_calibrate_decr(void)
612 {
613         struct device_node *cpu;
614         unsigned int *fp;
615         int node_found;
616
617         /*
618          * The cpu node should have a timebase-frequency property
619          * to tell us the rate at which the decrementer counts.
620          */
621         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
622
623         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
624         node_found = 0;
625         if (cpu) {
626                 fp = (unsigned int *)get_property(cpu, "timebase-frequency",
627                                                   NULL);
628                 if (fp) {
629                         node_found = 1;
630                         ppc_tb_freq = *fp;
631                 }
632         }
633         if (!node_found)
634                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
635                                 "(not found)\n");
636
637         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;
638         node_found = 0;
639         if (cpu) {
640                 fp = (unsigned int *)get_property(cpu, "clock-frequency",
641                                                   NULL);
642                 if (fp) {
643                         node_found = 1;
644                         ppc_proc_freq = *fp;
645                 }
646         }
647 #ifdef CONFIG_BOOKE
648         /* Set the time base to zero */
649         mtspr(SPRN_TBWL, 0);
650         mtspr(SPRN_TBWU, 0);
651
652         /* Clear any pending timer interrupts */
653         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
654
655         /* Enable decrementer interrupt */
656         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
657 #endif
658         if (!node_found)
659                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
660                                 "(not found)\n");
661
662         of_node_put(cpu);
663 }
664
665 unsigned long get_boot_time(void)
666 {
667         struct rtc_time tm;
668
669         if (ppc_md.get_boot_time)
670                 return ppc_md.get_boot_time();
671         if (!ppc_md.get_rtc_time)
672                 return 0;
673         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
674         return mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
675                       tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
676 }
677
678 /* This function is only called on the boot processor */
679 void __init time_init(void)
680 {
681         unsigned long flags;
682         unsigned long tm = 0;
683         struct div_result res;
684         u64 scale, x;
685         unsigned shift;
686
687         if (ppc_md.time_init != NULL)
688                 timezone_offset = ppc_md.time_init();
689
690         if (__USE_RTC()) {
691                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
692                 ppc_tb_freq = 1000000000;
693                 tb_last_stamp = get_rtcl();
694                 tb_last_jiffy = tb_last_stamp;
695         } else {
696                 /* Normal PowerPC with timebase register */
697                 ppc_md.calibrate_decr();
698                 printk(KERN_INFO "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
699                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
700                 printk(KERN_INFO "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
701                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
702                 tb_last_stamp = tb_last_jiffy = get_tb();
703         }
704
705         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
706         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
707         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
708         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
709
710         /*
711          * Calculate the length of each tick in ns.  It will not be
712          * exactly 1e9/HZ unless ppc_tb_freq is divisible by HZ.
713          * We compute 1e9 * tb_ticks_per_jiffy / ppc_tb_freq,
714          * rounded up.
715          */
716         x = (u64) NSEC_PER_SEC * tb_ticks_per_jiffy + ppc_tb_freq - 1;
717         do_div(x, ppc_tb_freq);
718         tick_nsec = x;
719         last_tick_len = x << TICKLEN_SCALE;
720
721         /*
722          * Compute ticklen_to_xs, which is a factor which gets multiplied
723          * by (last_tick_len << TICKLEN_SHIFT) to get a tb_to_xs value.
724          * It is computed as:
725          * ticklen_to_xs = 2^N / (tb_ticks_per_jiffy * 1e9)
726          * where N = 64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT
727          * so as to give the result as a 0.64 fixed-point fraction.
728          */
729         div128_by_32(1ULL << (64 + 20 - TICKLEN_SCALE - TICKLEN_SHIFT), 0,
730                      tb_ticks_per_jiffy, &res);
731         div128_by_32(res.result_high, res.result_low, NSEC_PER_SEC, &res);
732         ticklen_to_xs = res.result_low;
733
734         /* Compute tb_to_xs from tick_nsec */
735         tb_to_xs = mulhdu(last_tick_len << TICKLEN_SHIFT, ticklen_to_xs);
736
737         /*
738          * Compute scale factor for sched_clock.
739          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
740          * which is the timebase frequency.
741          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
742          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
743          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
744          * giving us the scale factor and shift count to use in
745          * sched_clock().
746          */
747         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
748         scale = res.result_low;
749         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
750                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
751                 res.result_high >>= 1;
752         }
753         tb_to_ns_scale = scale;
754         tb_to_ns_shift = shift;
755
756 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
757         if (!piranha_simulator)
758 #endif
759                 tm = get_boot_time();
760
761         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
762
763         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
764         if (timezone_offset) {
765                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
766                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
767                 tm -= timezone_offset;
768         }
769
770         xtime.tv_sec = tm;
771         xtime.tv_nsec = 0;
772         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
773         do_gtod.var_idx = 0;
774         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
775         __get_cpu_var(last_jiffy) = tb_last_stamp;
776         do_gtod.varp->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
777         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
778         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
779         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
780
781         vdso_data->tb_orig_stamp = tb_last_jiffy;
782         vdso_data->tb_update_count = 0;
783         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
784         vdso_data->stamp_xsec = (u64) xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
785         vdso_data->tb_to_xs = tb_to_xs;
786
787         time_freq = 0;
788
789         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
790         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
791                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
792         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
793
794         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
795         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
796 }
797
798
799 #define FEBRUARY        2
800 #define STARTOFTIME     1970
801 #define SECDAY          86400L
802 #define SECYR           (SECDAY * 365)
803 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
804                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
805 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
806 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
807
808 static int month_days[12] = {
809         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
810 };
811
812 /*
813  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
814  */
815 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
816 {
817         int leapsToDate;
818         int lastYear;
819         int day;
820         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
821
822         lastYear = tm->tm_year - 1;
823
824         /*
825          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
826          */
827         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
828
829         /*
830          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
831          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
832          *
833          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
834          */
835         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
836
837         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
838                    tm->tm_mday;
839
840         tm->tm_wday = day % 7;
841 }
842
843 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
844 {
845         register int    i;
846         register long   hms, day;
847
848         day = tim / SECDAY;
849         hms = tim % SECDAY;
850
851         /* Hours, minutes, seconds are easy */
852         tm->tm_hour = hms / 3600;
853         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
854         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
855
856         /* Number of years in days */
857         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
858                 day -= days_in_year(i);
859         tm->tm_year = i;
860
861         /* Number of months in days left */
862         if (leapyear(tm->tm_year))
863                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
864         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
865                 day -= days_in_month(i);
866         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
867         tm->tm_mon = i;
868
869         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
870         tm->tm_mday = day + 1;
871
872         /*
873          * Determine the day of week
874          */
875         GregorianDay(tm);
876 }
877
878 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
879 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
880  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
881  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
882  * is optimistic considering the stability of most processor clock
883  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
884  * is measured but does not harm.
885  */
886 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale)
887 {
888         unsigned mlt=0, tmp, err;
889         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
890          * but safe and compact method to find the multiplier.
891          */
892   
893         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
894                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale)
895                         mlt |= tmp;
896         }
897   
898         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
899          * A side effect of this is that if outscale is too large
900          * the returned value will be zero.
901          * Many corner cases have been checked and seem to work,
902          * some might have been forgotten in the test however.
903          */
904   
905         err = inscale * (mlt+1);
906         if (err <= inscale/2)
907                 mlt++;
908         return mlt;
909 }
910
911 /*
912  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
913  * result.
914  */
915 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
916                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
917 {
918         unsigned long a, b, c, d;
919         unsigned long w, x, y, z;
920         u64 ra, rb, rc;
921
922         a = dividend_high >> 32;
923         b = dividend_high & 0xffffffff;
924         c = dividend_low >> 32;
925         d = dividend_low & 0xffffffff;
926
927         w = a / divisor;
928         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
929
930         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
931         x = ra;
932
933         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
934         y = rb;
935
936         do_div(rc, divisor);
937         z = rc;
938
939         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
940         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
941
942 }