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
  64 #include <asm/hpet.h>
  65
  66 #include <asm/arch_hooks.h>
  67
  68 #include "io_ports.h"
  69
  70 #include <asm/i8259.h>
  71
  72 int pit_latch_buggy;              /* extern */
  73
  74 #include "do_timer.h"
  75
  76 unsigned int cpu_khz;   /* Detected as we calibrate the TSC */
  77 EXPORT_SYMBOL(cpu_khz);
  78
  79 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  80 EXPORT_SYMBOL(rtc_lock);
  81
  82 /*
  83  * This is a special lock that is owned by the CPU and holds the index
  84  * register we are working with.  It is required for NMI access to the
  85  * CMOS/RTC registers.  See include/asm-i386/mc146818rtc.h for details.
  86  */
  87 volatile unsigned long cmos_lock = 0;
  88 EXPORT_SYMBOL(cmos_lock);
  89
  90 /* Routines for accessing the CMOS RAM/RTC. */
  91 unsigned char rtc_cmos_read(unsigned char addr)
  92 {
  93         unsigned char val;
  94         lock_cmos_prefix(addr);
  95         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
  96         val = inb_p(RTC_PORT(1));
  97         lock_cmos_suffix(addr);
  98         return val;
  99 }
 100 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_read);
 101
 102 void rtc_cmos_write(unsigned char val, unsigned char addr)
 103 {
 104         lock_cmos_prefix(addr);
 105         outb_p(addr, RTC_PORT(0));
 106         outb_p(val, RTC_PORT(1));
 107         lock_cmos_suffix(addr);
 108 }
 109 EXPORT_SYMBOL(rtc_cmos_write);
 110
 111 static int set_rtc_mmss(unsigned long nowtime)
 112 {
 113         int retval;
 114         unsigned long flags;
 115
 116         /* gets recalled with irq locally disabled */
 117         /* XXX - does irqsave resolve this? -johnstul */
 118         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 119         if (efi_enabled)
 120                 retval = efi_set_rtc_mmss(nowtime);
 121         else
 122                 retval = mach_set_rtc_mmss(nowtime);
 123         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 124
 125         return retval;
 126 }
 127
 128
 129 int timer_ack;
 130
 131 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 132 {
 133         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 134
 135 #ifdef CONFIG_SMP
 136         if (!user_mode_vm(regs) && in_lock_functions(pc)) {
 137 #ifdef CONFIG_FRAME_POINTER
 138                 return *(unsigned long *)(regs->ebp + 4);
 139 #else
 140                 unsigned long *sp;
 141                 if ((regs->xcs & 3) == 0)
 142                         sp = (unsigned long *)&regs->esp;
 143                 else
 144                         sp = (unsigned long *)regs->esp;
 145                 /* Return address is either directly at stack pointer
 146                    or above a saved eflags. Eflags has bits 22-31 zero,
 147                    kernel addresses don't. */
 148                 if (sp[0] >> 22)
 149                         return sp[0];
 150                 if (sp[1] >> 22)
 151                         return sp[1];
 152 #endif
 153         }
 154 #endif
 155         return pc;
 156 }
 157 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 158
 159 /*
 160  * This is the same as the above, except we _also_ save the current
 161  * Time Stamp Counter value at the time of the timer interrupt, so that
 162  * we later on can estimate the time of day more exactly.
 163  */
 164 irqreturn_t timer_interrupt(int irq, void *dev_id)
 165 {
 166         /*
 167          * Here we are in the timer irq handler. We just have irqs locally
 168          * disabled but we don't know if the timer_bh is running on the other
 169          * CPU. We need to avoid to SMP race with it. NOTE: we don' t need
 170          * the irq version of write_lock because as just said we have irq
 171          * locally disabled. -arca
 172          */
 173         write_seqlock(&xtime_lock);
 174
 175 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
 176         if (timer_ack) {
 177                 /*
 178                  * Subtle, when I/O APICs are used we have to ack timer IRQ
 179                  * manually to reset the IRR bit for do_slow_gettimeoffset().
 180                  * This will also deassert NMI lines for the watchdog if run
 181                  * on an 82489DX-based system.
 182                  */
 183                 spin_lock(&i8259A_lock);
 184                 outb(0x0c, PIC_MASTER_OCW3);
 185                 /* Ack the IRQ; AEOI will end it automatically. */
 186                 inb(PIC_MASTER_POLL);
 187                 spin_unlock(&i8259A_lock);
 188         }
 189 #endif
 190
 191         do_timer_interrupt_hook();
 192
 193
 194         if (MCA_bus) {
 195                 /* The PS/2 uses level-triggered interrupts.  You can't
 196                 turn them off, nor would you want to (any attempt to
 197                 enable edge-triggered interrupts usually gets intercepted by a
 198                 special hardware circuit).  Hence we have to acknowledge
 199                 the timer interrupt.  Through some incredibly stupid
 200                 design idea, the reset for IRQ 0 is done by setting the
 201                 high bit of the PPI port B (0x61).  Note that some PS/2s,
 202                 notably the 55SX, work fine if this is removed.  */
 203
 204                 irq = inb_p( 0x61 );    /* read the current state */
 205                 outb_p( irq|0x80, 0x61 );       /* reset the IRQ */
 206         }
 207
 208         write_sequnlock(&xtime_lock);
 209
 210 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
 211         if (using_apic_timer)
 212                 smp_send_timer_broadcast_ipi();
 213 #endif
 214
 215         return IRQ_HANDLED;
 216 }
 217
 218 /* not static: needed by APM */
 219 unsigned long get_cmos_time(void)
 220 {
 221         unsigned long retval;
 222         unsigned long flags;
 223
 224         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
 225
 226         if (efi_enabled)
 227                 retval = efi_get_time();
 228         else
 229                 retval = mach_get_cmos_time();
 230
 231         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
 232
 233         return retval;
 234 }
 235 EXPORT_SYMBOL(get_cmos_time);
 236
 237 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy);
 238
 239 static DEFINE_TIMER(sync_cmos_timer, sync_cmos_clock, 0, 0);
 240
 241 static void sync_cmos_clock(unsigned long dummy)
 242 {
 243         struct timeval now, next;
 244         int fail = 1;
 245
 246         /*
 247          * If we have an externally synchronized Linux clock, then update
 248          * CMOS clock accordingly every ~11 minutes. Set_rtc_mmss() has to be
 249          * called as close as possible to 500 ms before the new second starts.
 250          * This code is run on a timer.  If the clock is set, that timer
 251          * may not expire at the correct time.  Thus, we adjust...
 252          */
 253         if (!ntp_synced())
 254                 /*
 255                  * Not synced, exit, do not restart a timer (if one is
 256                  * running, let it run out).
 257                  */
 258                 return;
 259
 260         do_gettimeofday(&now);
 261         if (now.tv_usec >= USEC_AFTER - ((unsigned) TICK_SIZE) / 2 &&
 262             now.tv_usec <= USEC_BEFORE + ((unsigned) TICK_SIZE) / 2)
 263                 fail = set_rtc_mmss(now.tv_sec);
 264
 265         next.tv_usec = USEC_AFTER - now.tv_usec;
 266         if (next.tv_usec <= 0)
 267                 next.tv_usec += USEC_PER_SEC;
 268
 269         if (!fail)
 270                 next.tv_sec = 659;
 271         else
 272                 next.tv_sec = 0;
 273
 274         if (next.tv_usec >= USEC_PER_SEC) {
 275                 next.tv_sec++;
 276                 next.tv_usec -= USEC_PER_SEC;
 277         }
 278         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + timeval_to_jiffies(&next));
 279 }
 280
 281 void notify_arch_cmos_timer(void)
 282 {
 283         mod_timer(&sync_cmos_timer, jiffies + 1);
 284 }
 285
 286 static long clock_cmos_diff;
 287 static unsigned long sleep_start;
 288
 289 static int timer_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 290 {
 291         /*
 292          * Estimate time zone so that set_time can update the clock
 293          */
 294         unsigned long ctime =  get_cmos_time();
 295
 296         clock_cmos_diff = -ctime;
 297         clock_cmos_diff += get_seconds();
 298         sleep_start = ctime;
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 static int timer_resume(struct sys_device *dev)
 303 {
 304         unsigned long flags;
 305         unsigned long sec;
 306         unsigned long ctime = get_cmos_time();
 307         long sleep_length = (ctime - sleep_start) * HZ;
 308         struct timespec ts;
 309
 310         if (sleep_length < 0) {
 311                 printk(KERN_WARNING "CMOS clock skew detected in timer resume!\n");
 312                 /* The time after the resume must not be earlier than the time
 313                  * before the suspend or some nasty things will happen
 314                  */
 315                 sleep_length = 0;
 316                 ctime = sleep_start;
 317         }
 318 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 319         if (is_hpet_enabled())
 320                 hpet_reenable();
 321 #endif
 322         setup_pit_timer();
 323
 324         sec = ctime + clock_cmos_diff;
 325         ts.tv_sec = sec;
 326         ts.tv_nsec = 0;
 327         do_settimeofday(&ts);
 328         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 329         jiffies_64 += sleep_length;
 330         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 331         touch_softlockup_watchdog();
 332         return 0;
 333 }
 334
 335 static struct sysdev_class timer_sysclass = {
 336         .resume = timer_resume,
 337         .suspend = timer_suspend,
 338         set_kset_name("timer"),
 339 };
 340
 341
 342 /* XXX this driverfs stuff should probably go elsewhere later -john */
 343 static struct sys_device device_timer = {
 344         .id     = 0,
 345         .cls    = &timer_sysclass,
 346 };
 347
 348 static int time_init_device(void)
 349 {
 350         int error = sysdev_class_register(&timer_sysclass);
 351         if (!error)
 352                 error = sysdev_register(&device_timer);
 353         return error;
 354 }
 355
 356 device_initcall(time_init_device);
 357
 358 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 359 extern void (*late_time_init)(void);
 360 /* Duplicate of time_init() below, with hpet_enable part added */
 361 static void __init hpet_time_init(void)
 362 {
 363         struct timespec ts;
 364         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 365         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 366
 367         do_settimeofday(&ts);
 368
 369         if ((hpet_enable() >= 0) && hpet_use_timer) {
 370                 printk("Using HPET for base-timer\n");
 371         }
 372
 373         time_init_hook();
 374 }
 375 #endif
 376
 377 void __init time_init(void)
 378 {
 379         struct timespec ts;
 380 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
 381         if (is_hpet_capable()) {
 382                 /*
 383                  * HPET initialization needs to do memory-mapped io. So, let
 384                  * us do a late initialization after mem_init().
 385                  */
 386                 late_time_init = hpet_time_init;
 387                 return;
 388         }
 389 #endif
 390         ts.tv_sec = get_cmos_time();
 391         ts.tv_nsec = (INITIAL_JIFFIES % HZ) * (NSEC_PER_SEC / HZ);
 392
 393         do_settimeofday(&ts);
 394
 395         time_init_hook();
 396 }