sys/i386/isa/clock.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1990 The Regents of the University of California.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * William Jolitz and Don Ahn.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *      from: @(#)clock.c       7.2 (Berkeley) 5/12/91
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 /*
  39  * Routines to handle clock hardware.
  40  */
  41
  42 /*
  43  * inittodr, settodr and support routines written
  44  * by Christoph Robitschko <chmr@edvz.tu-graz.ac.at>
  45  *
  46  * reintroduced and updated by Chris Stenton <chris@gnome.co.uk> 8/10/94
  47  */
  48
  49 #include "opt_apic.h"
  50 #include "opt_clock.h"
  51 #include "opt_isa.h"
  52 #include "opt_mca.h"
  53 #include "opt_xbox.h"
  54
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/bus.h>
  58 #include <sys/clock.h>
  59 #include <sys/conf.h>
  60 #include <sys/fcntl.h>
  61 #include <sys/lock.h>
  62 #include <sys/kdb.h>
  63 #include <sys/mutex.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/time.h>
  66 #include <sys/timetc.h>
  67 #include <sys/uio.h>
  68 #include <sys/kernel.h>
  69 #include <sys/limits.h>
  70 #include <sys/module.h>
  71 #include <sys/sched.h>
  72 #include <sys/sysctl.h>
  73 #include <sys/cons.h>
  74 #include <sys/power.h>
  75
  76 #include <machine/clock.h>
  77 #include <machine/cpu.h>
  78 #include <machine/cputypes.h>
  79 #include <machine/frame.h>
  80 #include <machine/intr_machdep.h>
  81 #include <machine/md_var.h>
  82 #include <machine/psl.h>
  83 #ifdef DEV_APIC
  84 #include <machine/apicvar.h>
  85 #endif
  86 #include <machine/specialreg.h>
  87 #include <machine/ppireg.h>
  88 #include <machine/timerreg.h>
  89
  90 #include <isa/rtc.h>
  91 #ifdef DEV_ISA
  92 #include <isa/isareg.h>
  93 #include <isa/isavar.h>
  94 #endif
  95
  96 #ifdef DEV_MCA
  97 #include <i386/bios/mca_machdep.h>
  98 #endif
  99
 100 #define TIMER_DIV(x) ((timer_freq + (x) / 2) / (x))
 101
 102 int     clkintr_pending;
 103 int     pscnt = 1;
 104 int     psdiv = 1;
 105 int     statclock_disable;
 106 #ifndef TIMER_FREQ
 107 #define TIMER_FREQ   1193182
 108 #endif
 109 u_int   timer_freq = TIMER_FREQ;
 110 int     timer0_max_count;
 111 int     timer0_real_max_count;
 112 #define RTC_LOCK        mtx_lock_spin(&clock_lock)
 113 #define RTC_UNLOCK      mtx_unlock_spin(&clock_lock)
 114
 115 static  int     beeping = 0;
 116 static  struct mtx clock_lock;
 117 static  struct intsrc *i8254_intsrc;
 118 static  u_int32_t i8254_lastcount;
 119 static  u_int32_t i8254_offset;
 120 static  int     (*i8254_pending)(struct intsrc *);
 121 static  int     i8254_ticked;
 122 static  int     using_lapic_timer;
 123 static  int     rtc_reg = -1;
 124 static  u_char  rtc_statusa = RTCSA_DIVIDER | RTCSA_NOPROF;
 125 static  u_char  rtc_statusb = RTCSB_24HR;
 126
 127 /* Values for timerX_state: */
 128 #define RELEASED        0
 129 #define RELEASE_PENDING 1
 130 #define ACQUIRED        2
 131 #define ACQUIRE_PENDING 3
 132
 133 static  u_char  timer2_state;
 134
 135 static  unsigned i8254_get_timecount(struct timecounter *tc);
 136 static  unsigned i8254_simple_get_timecount(struct timecounter *tc);
 137 static  void    set_timer_freq(u_int freq, int intr_freq);
 138
 139 static struct timecounter i8254_timecounter = {
 140         i8254_get_timecount,    /* get_timecount */
 141         0,                      /* no poll_pps */
 142         ~0u,                    /* counter_mask */
 143         0,                      /* frequency */
 144         "i8254",                /* name */
 145         0                       /* quality */
 146 };
 147
 148 static int
 149 clkintr(struct trapframe *frame)
 150 {
 151
 152         if (timecounter->tc_get_timecount == i8254_get_timecount) {
 153                 mtx_lock_spin(&clock_lock);
 154                 if (i8254_ticked)
 155                         i8254_ticked = 0;
 156                 else {
 157                         i8254_offset += timer0_max_count;
 158                         i8254_lastcount = 0;
 159                 }
 160                 clkintr_pending = 0;
 161                 mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 162         }
 163         KASSERT(!using_lapic_timer, ("clk interrupt enabled with lapic timer"));
 164         hardclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
 165 #ifdef DEV_MCA
 166         /* Reset clock interrupt by asserting bit 7 of port 0x61 */
 167         if (MCA_system)
 168                 outb(0x61, inb(0x61) | 0x80);
 169 #endif
 170         return (FILTER_HANDLED);
 171 }
 172
 173 int
 174 acquire_timer2(int mode)
 175 {
 176
 177         if (timer2_state != RELEASED)
 178                 return (-1);
 179         timer2_state = ACQUIRED;
 180
 181         /*
 182          * This access to the timer registers is as atomic as possible
 183          * because it is a single instruction.  We could do better if we
 184          * knew the rate.  Use of splclock() limits glitches to 10-100us,
 185          * and this is probably good enough for timer2, so we aren't as
 186          * careful with it as with timer0.
 187          */
 188         outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL2 | (mode & 0x3f));
 189
 190         return (0);
 191 }
 192
 193 int
 194 release_timer2()
 195 {
 196
 197         if (timer2_state != ACQUIRED)
 198                 return (-1);
 199         timer2_state = RELEASED;
 200         outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL2 | TIMER_SQWAVE | TIMER_16BIT);
 201         return (0);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * This routine receives statistical clock interrupts from the RTC.
 206  * As explained above, these occur at 128 interrupts per second.
 207  * When profiling, we receive interrupts at a rate of 1024 Hz.
 208  *
 209  * This does not actually add as much overhead as it sounds, because
 210  * when the statistical clock is active, the hardclock driver no longer
 211  * needs to keep (inaccurate) statistics on its own.  This decouples
 212  * statistics gathering from scheduling interrupts.
 213  *
 214  * The RTC chip requires that we read status register C (RTC_INTR)
 215  * to acknowledge an interrupt, before it will generate the next one.
 216  * Under high interrupt load, rtcintr() can be indefinitely delayed and
 217  * the clock can tick immediately after the read from RTC_INTR.  In this
 218  * case, the mc146818A interrupt signal will not drop for long enough
 219  * to register with the 8259 PIC.  If an interrupt is missed, the stat
 220  * clock will halt, considerably degrading system performance.  This is
 221  * why we use 'while' rather than a more straightforward 'if' below.
 222  * Stat clock ticks can still be lost, causing minor loss of accuracy
 223  * in the statistics, but the stat clock will no longer stop.
 224  */
 225 static int
 226 rtcintr(struct trapframe *frame)
 227 {
 228
 229         while (rtcin(RTC_INTR) & RTCIR_PERIOD) {
 230                 if (profprocs != 0) {
 231                         if (--pscnt == 0)
 232                                 pscnt = psdiv;
 233                         profclock(TRAPF_USERMODE(frame), TRAPF_PC(frame));
 234                 }
 235                 if (pscnt == psdiv)
 236                         statclock(TRAPF_USERMODE(frame));
 237         }
 238         return (FILTER_HANDLED);
 239 }
 240
 241 #include "opt_ddb.h"
 242 #ifdef DDB
 243 #include <ddb/ddb.h>
 244
 245 DB_SHOW_COMMAND(rtc, rtc)
 246 {
 247         printf("%02x/%02x/%02x %02x:%02x:%02x, A = %02x, B = %02x, C = %02x\n",
 248                rtcin(RTC_YEAR), rtcin(RTC_MONTH), rtcin(RTC_DAY),
 249                rtcin(RTC_HRS), rtcin(RTC_MIN), rtcin(RTC_SEC),
 250                rtcin(RTC_STATUSA), rtcin(RTC_STATUSB), rtcin(RTC_INTR));
 251 }
 252 #endif /* DDB */
 253
 254 static int
 255 getit(void)
 256 {
 257         int high, low;
 258
 259         mtx_lock_spin(&clock_lock);
 260
 261         /* Select timer0 and latch counter value. */
 262         outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL0 | TIMER_LATCH);
 263
 264         low = inb(TIMER_CNTR0);
 265         high = inb(TIMER_CNTR0);
 266
 267         mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 268         return ((high << 8) | low);
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Wait "n" microseconds.
 273  * Relies on timer 1 counting down from (timer_freq / hz)
 274  * Note: timer had better have been programmed before this is first used!
 275  */
 276 void
 277 DELAY(int n)
 278 {
 279         int delta, prev_tick, tick, ticks_left;
 280
 281 #ifdef DELAYDEBUG
 282         int getit_calls = 1;
 283         int n1;
 284         static int state = 0;
 285 #endif
 286
 287         if (tsc_freq != 0 && !tsc_is_broken) {
 288                 uint64_t start, end, now;
 289
 290                 sched_pin();
 291                 start = rdtsc();
 292                 end = start + (tsc_freq * n) / 1000000;
 293                 do {
 294                         now = rdtsc();
 295                 } while (now < end || (now > start && end < start));
 296                 sched_unpin();
 297                 return;
 298         }
 299 #ifdef DELAYDEBUG
 300         if (state == 0) {
 301                 state = 1;
 302                 for (n1 = 1; n1 <= 10000000; n1 *= 10)
 303                         DELAY(n1);
 304                 state = 2;
 305         }
 306         if (state == 1)
 307                 printf("DELAY(%d)...", n);
 308 #endif
 309         /*
 310          * Read the counter first, so that the rest of the setup overhead is
 311          * counted.  Guess the initial overhead is 20 usec (on most systems it
 312          * takes about 1.5 usec for each of the i/o's in getit().  The loop
 313          * takes about 6 usec on a 486/33 and 13 usec on a 386/20.  The
 314          * multiplications and divisions to scale the count take a while).
 315          *
 316          * However, if ddb is active then use a fake counter since reading
 317          * the i8254 counter involves acquiring a lock.  ddb must not do
 318          * locking for many reasons, but it calls here for at least atkbd
 319          * input.
 320          */
 321 #ifdef KDB
 322         if (kdb_active)
 323                 prev_tick = 1;
 324         else
 325 #endif
 326                 prev_tick = getit();
 327         n -= 0;                 /* XXX actually guess no initial overhead */
 328         /*
 329          * Calculate (n * (timer_freq / 1e6)) without using floating point
 330          * and without any avoidable overflows.
 331          */
 332         if (n <= 0)
 333                 ticks_left = 0;
 334         else if (n < 256)
 335                 /*
 336                  * Use fixed point to avoid a slow division by 1000000.
 337                  * 39099 = 1193182 * 2^15 / 10^6 rounded to nearest.
 338                  * 2^15 is the first power of 2 that gives exact results
 339                  * for n between 0 and 256.
 340                  */
 341                 ticks_left = ((u_int)n * 39099 + (1 << 15) - 1) >> 15;
 342         else
 343                 /*
 344                  * Don't bother using fixed point, although gcc-2.7.2
 345                  * generates particularly poor code for the long long
 346                  * division, since even the slow way will complete long
 347                  * before the delay is up (unless we're interrupted).
 348                  */
 349                 ticks_left = ((u_int)n * (long long)timer_freq + 999999)
 350                              / 1000000;
 351
 352         while (ticks_left > 0) {
 353 #ifdef KDB
 354                 if (kdb_active) {
 355                         inb(0x84);
 356                         tick = prev_tick - 1;
 357                         if (tick <= 0)
 358                                 tick = timer0_max_count;
 359                 } else
 360 #endif
 361                         tick = getit();
 362 #ifdef DELAYDEBUG
 363                 ++getit_calls;
 364 #endif
 365                 delta = prev_tick - tick;
 366                 prev_tick = tick;
 367                 if (delta < 0) {
 368                         delta += timer0_max_count;
 369                         /*
 370                          * Guard against timer0_max_count being wrong.
 371                          * This shouldn't happen in normal operation,
 372                          * but it may happen if set_timer_freq() is
 373                          * traced.
 374                          */
 375                         if (delta < 0)
 376                                 delta = 0;
 377                 }
 378                 ticks_left -= delta;
 379         }
 380 #ifdef DELAYDEBUG
 381         if (state == 1)
 382                 printf(" %d calls to getit() at %d usec each\n",
 383                        getit_calls, (n + 5) / getit_calls);
 384 #endif
 385 }
 386
 387 static void
 388 sysbeepstop(void *chan)
 389 {
 390         ppi_spkr_off();         /* disable counter2 output to speaker */
 391         timer_spkr_release();
 392         beeping = 0;
 393 }
 394
 395 int
 396 sysbeep(int pitch, int period)
 397 {
 398         int x = splclock();
 399
 400         if (timer_spkr_acquire())
 401                 if (!beeping) {
 402                         /* Something else owns it. */
 403                         splx(x);
 404                         return (-1); /* XXX Should be EBUSY, but nobody cares anyway. */
 405                 }
 406         mtx_lock_spin(&clock_lock);
 407         spkr_set_pitch(pitch);
 408         mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 409         if (!beeping) {
 410                 /* enable counter2 output to speaker */
 411                 ppi_spkr_on();
 412                 beeping = period;
 413                 timeout(sysbeepstop, (void *)NULL, period);
 414         }
 415         splx(x);
 416         return (0);
 417 }
 418
 419 /*
 420  * RTC support routines
 421  */
 422
 423 int
 424 rtcin(reg)
 425         int reg;
 426 {
 427         u_char val;
 428
 429         RTC_LOCK;
 430         if (rtc_reg != reg) {
 431                 inb(0x84);
 432                 outb(IO_RTC, reg);
 433                 rtc_reg = reg;
 434                 inb(0x84);
 435         }
 436         val = inb(IO_RTC + 1);
 437         RTC_UNLOCK;
 438         return (val);
 439 }
 440
 441 static void
 442 writertc(int reg, u_char val)
 443 {
 444
 445         RTC_LOCK;
 446         if (rtc_reg != reg) {
 447                 inb(0x84);
 448                 outb(IO_RTC, reg);
 449                 rtc_reg = reg;
 450                 inb(0x84);
 451         }
 452         outb(IO_RTC + 1, val);
 453         inb(0x84);
 454         RTC_UNLOCK;
 455 }
 456
 457 static __inline int
 458 readrtc(int port)
 459 {
 460         return(bcd2bin(rtcin(port)));
 461 }
 462
 463 static u_int
 464 calibrate_clocks(void)
 465 {
 466         u_int count, prev_count, tot_count;
 467         int sec, start_sec, timeout;
 468
 469         if (bootverbose)
 470                 printf("Calibrating clock(s) ... ");
 471         if (!(rtcin(RTC_STATUSD) & RTCSD_PWR))
 472                 goto fail;
 473         timeout = 100000000;
 474
 475         /* Read the mc146818A seconds counter. */
 476         for (;;) {
 477                 if (!(rtcin(RTC_STATUSA) & RTCSA_TUP)) {
 478                         sec = rtcin(RTC_SEC);
 479                         break;
 480                 }
 481                 if (--timeout == 0)
 482                         goto fail;
 483         }
 484
 485         /* Wait for the mC146818A seconds counter to change. */
 486         start_sec = sec;
 487         for (;;) {
 488                 if (!(rtcin(RTC_STATUSA) & RTCSA_TUP)) {
 489                         sec = rtcin(RTC_SEC);
 490                         if (sec != start_sec)
 491                                 break;
 492                 }
 493                 if (--timeout == 0)
 494                         goto fail;
 495         }
 496
 497         /* Start keeping track of the i8254 counter. */
 498         prev_count = getit();
 499         if (prev_count == 0 || prev_count > timer0_max_count)
 500                 goto fail;
 501         tot_count = 0;
 502
 503         /*
 504          * Wait for the mc146818A seconds counter to change.  Read the i8254
 505          * counter for each iteration since this is convenient and only
 506          * costs a few usec of inaccuracy. The timing of the final reads
 507          * of the counters almost matches the timing of the initial reads,
 508          * so the main cause of inaccuracy is the varying latency from
 509          * inside getit() or rtcin(RTC_STATUSA) to the beginning of the
 510          * rtcin(RTC_SEC) that returns a changed seconds count.  The
 511          * maximum inaccuracy from this cause is < 10 usec on 486's.
 512          */
 513         start_sec = sec;
 514         for (;;) {
 515                 if (!(rtcin(RTC_STATUSA) & RTCSA_TUP))
 516                         sec = rtcin(RTC_SEC);
 517                 count = getit();
 518                 if (count == 0 || count > timer0_max_count)
 519                         goto fail;
 520                 if (count > prev_count)
 521                         tot_count += prev_count - (count - timer0_max_count);
 522                 else
 523                         tot_count += prev_count - count;
 524                 prev_count = count;
 525                 if (sec != start_sec)
 526                         break;
 527                 if (--timeout == 0)
 528                         goto fail;
 529         }
 530
 531         if (bootverbose) {
 532                 printf("i8254 clock: %u Hz\n", tot_count);
 533         }
 534         return (tot_count);
 535
 536 fail:
 537         if (bootverbose)
 538                 printf("failed, using default i8254 clock of %u Hz\n",
 539                        timer_freq);
 540         return (timer_freq);
 541 }
 542
 543 static void
 544 set_timer_freq(u_int freq, int intr_freq)
 545 {
 546         int new_timer0_real_max_count;
 547
 548         i8254_timecounter.tc_frequency = freq;
 549         mtx_lock_spin(&clock_lock);
 550         timer_freq = freq;
 551         if (using_lapic_timer)
 552                 new_timer0_real_max_count = 0x10000;
 553         else
 554                 new_timer0_real_max_count = TIMER_DIV(intr_freq);
 555         if (new_timer0_real_max_count != timer0_real_max_count) {
 556                 timer0_real_max_count = new_timer0_real_max_count;
 557                 if (timer0_real_max_count == 0x10000)
 558                         timer0_max_count = 0xffff;
 559                 else
 560                         timer0_max_count = timer0_real_max_count;
 561                 outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL0 | TIMER_RATEGEN | TIMER_16BIT);
 562                 outb(TIMER_CNTR0, timer0_real_max_count & 0xff);
 563                 outb(TIMER_CNTR0, timer0_real_max_count >> 8);
 564         }
 565         mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 566 }
 567
 568 static void
 569 i8254_restore(void)
 570 {
 571
 572         mtx_lock_spin(&clock_lock);
 573         outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL0 | TIMER_RATEGEN | TIMER_16BIT);
 574         outb(TIMER_CNTR0, timer0_real_max_count & 0xff);
 575         outb(TIMER_CNTR0, timer0_real_max_count >> 8);
 576         mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 577 }
 578
 579 static void
 580 rtc_restore(void)
 581 {
 582
 583         /* Restore all of the RTC's "status" (actually, control) registers. */
 584         /* XXX locking is needed for RTC access. */
 585         rtc_reg = -1;
 586         writertc(RTC_STATUSB, RTCSB_24HR);
 587         writertc(RTC_STATUSA, rtc_statusa);
 588         writertc(RTC_STATUSB, rtc_statusb);
 589         rtcin(RTC_INTR);
 590 }
 591
 592 /*
 593  * Restore all the timers non-atomically (XXX: should be atomically).
 594  *
 595  * This function is called from pmtimer_resume() to restore all the timers.
 596  * This should not be necessary, but there are broken laptops that do not
 597  * restore all the timers on resume.
 598  */
 599 void
 600 timer_restore(void)
 601 {
 602
 603         i8254_restore();                /* restore timer_freq and hz */
 604         rtc_restore();                  /* reenable RTC interrupts */
 605 }
 606
 607 /* This is separate from startrtclock() so that it can be called early. */
 608 void
 609 i8254_init(void)
 610 {
 611
 612         mtx_init(&clock_lock, "clk", NULL, MTX_SPIN | MTX_NOPROFILE);
 613         set_timer_freq(timer_freq, hz);
 614 }
 615
 616 void
 617 startrtclock()
 618 {
 619         u_int delta, freq;
 620
 621         writertc(RTC_STATUSA, rtc_statusa);
 622         writertc(RTC_STATUSB, RTCSB_24HR);
 623
 624         freq = calibrate_clocks();
 625 #ifdef CLK_CALIBRATION_LOOP
 626         if (bootverbose) {
 627                 printf(
 628                 "Press a key on the console to abort clock calibration\n");
 629                 while (cncheckc() == -1)
 630                         calibrate_clocks();
 631         }
 632 #endif
 633
 634         /*
 635          * Use the calibrated i8254 frequency if it seems reasonable.
 636          * Otherwise use the default, and don't use the calibrated i586
 637          * frequency.
 638          */
 639         delta = freq > timer_freq ? freq - timer_freq : timer_freq - freq;
 640         if (delta < timer_freq / 100) {
 641 #ifndef CLK_USE_I8254_CALIBRATION
 642                 if (bootverbose)
 643                         printf(
 644 "CLK_USE_I8254_CALIBRATION not specified - using default frequency\n");
 645                 freq = timer_freq;
 646 #endif
 647                 timer_freq = freq;
 648         } else {
 649                 if (bootverbose)
 650                         printf(
 651                     "%d Hz differs from default of %d Hz by more than 1%%\n",
 652                                freq, timer_freq);
 653         }
 654
 655         set_timer_freq(timer_freq, hz);
 656         tc_init(&i8254_timecounter);
 657
 658         init_TSC();
 659 }
 660
 661 /*
 662  * Initialize the time of day register, based on the time base which is, e.g.
 663  * from a filesystem.
 664  */
 665 void
 666 inittodr(time_t base)
 667 {
 668         int s;
 669         struct timespec ts;
 670         struct clocktime ct;
 671
 672         if (base) {
 673                 s = splclock();
 674                 ts.tv_sec = base;
 675                 ts.tv_nsec = 0;
 676                 tc_setclock(&ts);
 677                 splx(s);
 678         }
 679
 680         /* Look if we have a RTC present and the time is valid */
 681         if (!(rtcin(RTC_STATUSD) & RTCSD_PWR)) {
 682                 printf("Invalid time in real time clock.\n");
 683                 printf("Check and reset the date immediately!\n");
 684                 return;
 685         }
 686
 687         /* wait for time update to complete */
 688         /* If RTCSA_TUP is zero, we have at least 244us before next update */
 689         s = splhigh();
 690         while (rtcin(RTC_STATUSA) & RTCSA_TUP) {
 691                 splx(s);
 692                 s = splhigh();
 693         }
 694         ct.nsec = 0;
 695         ct.sec = readrtc(RTC_SEC);
 696         ct.min = readrtc(RTC_MIN);
 697         ct.hour = readrtc(RTC_HRS);
 698         ct.day = readrtc(RTC_DAY);
 699         ct.dow = readrtc(RTC_WDAY) - 1;
 700         ct.mon = readrtc(RTC_MONTH);
 701         ct.year = readrtc(RTC_YEAR);
 702 #ifdef USE_RTC_CENTURY
 703         ct.year += readrtc(RTC_CENTURY) * 100;
 704 #else
 705         ct.year += 2000;
 706 #endif
 707         clock_ct_to_ts(&ct, &ts);
 708         ts.tv_sec += utc_offset();
 709         tc_setclock(&ts);
 710 }
 711
 712 /*
 713  * Write system time back to RTC
 714  */
 715 void
 716 resettodr()
 717 {
 718         struct timespec ts;
 719         struct clocktime ct;
 720
 721         if (disable_rtc_set)
 722                 return;
 723
 724         getnanotime(&ts);
 725         ts.tv_sec -= utc_offset();
 726         clock_ts_to_ct(&ts, &ct);
 727
 728         /* Disable RTC updates and interrupts. */
 729         writertc(RTC_STATUSB, RTCSB_HALT | RTCSB_24HR);
 730
 731         writertc(RTC_SEC, bin2bcd(ct.sec));             /* Write back Seconds */
 732         writertc(RTC_MIN, bin2bcd(ct.min));             /* Write back Minutes */
 733         writertc(RTC_HRS, bin2bcd(ct.hour));            /* Write back Hours   */
 734
 735         writertc(RTC_WDAY, ct.dow + 1);                 /* Write back Weekday */
 736         writertc(RTC_DAY, bin2bcd(ct.day));             /* Write back Day */
 737         writertc(RTC_MONTH, bin2bcd(ct.mon));           /* Write back Month   */
 738         writertc(RTC_YEAR, bin2bcd(ct.year % 100));     /* Write back Year    */
 739 #ifdef USE_RTC_CENTURY
 740         writertc(RTC_CENTURY, bin2bcd(ct.year / 100));  /* ... and Century    */
 741 #endif
 742
 743         /* Reenable RTC updates and interrupts. */
 744         writertc(RTC_STATUSB, rtc_statusb);
 745         rtcin(RTC_INTR);
 746 }
 747
 748
 749 /*
 750  * Start both clocks running.
 751  */
 752 void
 753 cpu_initclocks()
 754 {
 755         int diag;
 756
 757 #ifdef DEV_APIC
 758         using_lapic_timer = lapic_setup_clock();
 759 #endif
 760         /*
 761          * If we aren't using the local APIC timer to drive the kernel
 762          * clocks, setup the interrupt handler for the 8254 timer 0 so
 763          * that it can drive hardclock().  Otherwise, change the 8254
 764          * timecounter to user a simpler algorithm.
 765          */
 766         if (!using_lapic_timer) {
 767                 intr_add_handler("clk", 0, (driver_filter_t *)clkintr, NULL,
 768                     NULL, INTR_TYPE_CLK, NULL);
 769                 i8254_intsrc = intr_lookup_source(0);
 770                 if (i8254_intsrc != NULL)
 771                         i8254_pending =
 772                             i8254_intsrc->is_pic->pic_source_pending;
 773         } else {
 774                 i8254_timecounter.tc_get_timecount =
 775                     i8254_simple_get_timecount;
 776                 i8254_timecounter.tc_counter_mask = 0xffff;
 777                 set_timer_freq(timer_freq, hz);
 778         }
 779
 780         /* Initialize RTC. */
 781         writertc(RTC_STATUSA, rtc_statusa);
 782         writertc(RTC_STATUSB, RTCSB_24HR);
 783
 784         /*
 785          * If the separate statistics clock hasn't been explicility disabled
 786          * and we aren't already using the local APIC timer to drive the
 787          * kernel clocks, then setup the RTC to periodically interrupt to
 788          * drive statclock() and profclock().
 789          */
 790         if (!statclock_disable && !using_lapic_timer) {
 791                 diag = rtcin(RTC_DIAG);
 792                 if (diag != 0)
 793                         printf("RTC BIOS diagnostic error %b\n", diag, RTCDG_BITS);
 794
 795                 /* Setting stathz to nonzero early helps avoid races. */
 796                 stathz = RTC_NOPROFRATE;
 797                 profhz = RTC_PROFRATE;
 798
 799                 /* Enable periodic interrupts from the RTC. */
 800                 rtc_statusb |= RTCSB_PINTR;
 801                 intr_add_handler("rtc", 8, (driver_filter_t *)rtcintr, NULL, NULL,
 802                     INTR_TYPE_CLK, NULL);
 803
 804                 writertc(RTC_STATUSB, rtc_statusb);
 805                 rtcin(RTC_INTR);
 806         }
 807
 808         init_TSC_tc();
 809 }
 810
 811 void
 812 cpu_startprofclock(void)
 813 {
 814
 815         if (using_lapic_timer)
 816                 return;
 817         rtc_statusa = RTCSA_DIVIDER | RTCSA_PROF;
 818         writertc(RTC_STATUSA, rtc_statusa);
 819         psdiv = pscnt = psratio;
 820 }
 821
 822 void
 823 cpu_stopprofclock(void)
 824 {
 825
 826         if (using_lapic_timer)
 827                 return;
 828         rtc_statusa = RTCSA_DIVIDER | RTCSA_NOPROF;
 829         writertc(RTC_STATUSA, rtc_statusa);
 830         psdiv = pscnt = 1;
 831 }
 832
 833 static int
 834 sysctl_machdep_i8254_freq(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 835 {
 836         int error;
 837         u_int freq;
 838
 839         /*
 840          * Use `i8254' instead of `timer' in external names because `timer'
 841          * is is too generic.  Should use it everywhere.
 842          */
 843         freq = timer_freq;
 844         error = sysctl_handle_int(oidp, &freq, 0, req);
 845         if (error == 0 && req->newptr != NULL)
 846                 set_timer_freq(freq, hz);
 847         return (error);
 848 }
 849
 850 SYSCTL_PROC(_machdep, OID_AUTO, i8254_freq, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
 851     0, sizeof(u_int), sysctl_machdep_i8254_freq, "IU", "");
 852
 853 static unsigned
 854 i8254_simple_get_timecount(struct timecounter *tc)
 855 {
 856
 857         return (timer0_max_count - getit());
 858 }
 859
 860 static unsigned
 861 i8254_get_timecount(struct timecounter *tc)
 862 {
 863         u_int count;
 864         u_int high, low;
 865         u_int eflags;
 866
 867         eflags = read_eflags();
 868         mtx_lock_spin(&clock_lock);
 869
 870         /* Select timer0 and latch counter value. */
 871         outb(TIMER_MODE, TIMER_SEL0 | TIMER_LATCH);
 872
 873         low = inb(TIMER_CNTR0);
 874         high = inb(TIMER_CNTR0);
 875         count = timer0_max_count - ((high << 8) | low);
 876         if (count < i8254_lastcount ||
 877             (!i8254_ticked && (clkintr_pending ||
 878             ((count < 20 || (!(eflags & PSL_I) && count < timer0_max_count / 2u)) &&
 879             i8254_pending != NULL && i8254_pending(i8254_intsrc))))) {
 880                 i8254_ticked = 1;
 881                 i8254_offset += timer0_max_count;
 882         }
 883         i8254_lastcount = count;
 884         count += i8254_offset;
 885         mtx_unlock_spin(&clock_lock);
 886         return (count);
 887 }
 888
 889 #ifdef DEV_ISA
 890 /*
 891  * Attach to the ISA PnP descriptors for the timer and realtime clock.
 892  */
 893 static struct isa_pnp_id attimer_ids[] = {
 894         { 0x0001d041 /* PNP0100 */, "AT timer" },
 895         { 0x000bd041 /* PNP0B00 */, "AT realtime clock" },
 896         { 0 }
 897 };
 898
 899 static int
 900 attimer_probe(device_t dev)
 901 {
 902         int result;
 903
 904         if ((result = ISA_PNP_PROBE(device_get_parent(dev), dev, attimer_ids)) <= 0)
 905                 device_quiet(dev);
 906         return(result);
 907 }
 908
 909 static int
 910 attimer_attach(device_t dev)
 911 {
 912         return(0);
 913 }
 914
 915 static device_method_t attimer_methods[] = {
 916         /* Device interface */
 917         DEVMETHOD(device_probe,         attimer_probe),
 918         DEVMETHOD(device_attach,        attimer_attach),
 919         DEVMETHOD(device_detach,        bus_generic_detach),
 920         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
 921         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),   /* XXX stop statclock? */
 922         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),    /* XXX restart statclock? */
 923         { 0, 0 }
 924 };
 925
 926 static driver_t attimer_driver = {
 927         "attimer",
 928         attimer_methods,
 929         1,              /* no softc */
 930 };
 931
 932 static devclass_t attimer_devclass;
 933
 934 DRIVER_MODULE(attimer, isa, attimer_driver, attimer_devclass, 0, 0);
 935 DRIVER_MODULE(attimer, acpi, attimer_driver, attimer_devclass, 0, 0);
 936
 937 /*
 938  * Linux-style /dev/nvram driver
 939  *
 940  * cmos ram starts at bytes 14 through 128, for a total of 114 bytes.
 941  * bytes 16 through 31 are checksummed at byte 32.
 942  * Unlike Linux, you have to take care of the checksums yourself.
 943  * The driver exposes byte 14 as file offset 0.
 944  */
 945
 946 #define NVRAM_FIRST     RTC_DIAG        /* 14 */
 947 #define NVRAM_LAST      128
 948
 949 static d_open_t         nvram_open;
 950 static d_read_t         nvram_read;
 951 static d_write_t        nvram_write;
 952
 953 static struct cdev *nvram_dev;
 954
 955 static struct cdevsw nvram_cdevsw = {
 956         .d_version =    D_VERSION,
 957         .d_flags =      D_NEEDGIANT,
 958         .d_open =       nvram_open,
 959         .d_read =       nvram_read,
 960         .d_write =      nvram_write,
 961         .d_name =       "nvram",
 962 };
 963
 964 static int
 965 nvram_open(struct cdev *dev __unused, int flags, int fmt __unused,
 966     struct thread *td)
 967 {
 968         int error = 0;
 969
 970         if (flags & FWRITE)
 971                 error = securelevel_gt(td->td_ucred, 0);
 972
 973         return (error);
 974 }
 975
 976 static int
 977 nvram_read(struct cdev *dev, struct uio *uio, int flags)
 978 {
 979         int nv_off;
 980         u_char v;
 981         int error = 0;
 982
 983         while (uio->uio_resid > 0 && error == 0) {
 984                 nv_off = uio->uio_offset + NVRAM_FIRST;
 985                 if (nv_off < NVRAM_FIRST || nv_off >= NVRAM_LAST)
 986                         return (0);     /* Signal EOF */
 987                 /* Single byte at a time */
 988                 v = rtcin(nv_off);
 989                 error = uiomove(&v, 1, uio);
 990         }
 991         return (error);
 992
 993 }
 994
 995 static int
 996 nvram_write(struct cdev *dev, struct uio *uio, int flags)
 997 {
 998         int nv_off;
 999         u_char v;
1000         int error = 0;
1001
1002         while (uio->uio_resid > 0 && error == 0) {
1003                 nv_off = uio->uio_offset + NVRAM_FIRST;
1004                 if (nv_off < NVRAM_FIRST || nv_off >= NVRAM_LAST)
1005                         return (0);     /* Signal EOF */
1006                 /* Single byte at a time */
1007                 error = uiomove(&v, 1, uio);
1008                 writertc(nv_off, v);
1009         }
1010         return (error);
1011 }
1012
1013 static int
1014 nvram_modevent(module_t mod __unused, int type, void *data __unused)
1015 {
1016         switch (type) {
1017         case MOD_LOAD:
1018                 nvram_dev = make_dev(&nvram_cdevsw, 0,
1019                     UID_ROOT, GID_KMEM, 0640, "nvram");
1020                 break;
1021         case MOD_UNLOAD:
1022         case MOD_SHUTDOWN:
1023                 destroy_dev(nvram_dev);
1024                 break;
1025         default:
1026                 return (EOPNOTSUPP);
1027         }
1028         return (0);
1029 }
1030 DEV_MODULE(nvram, nvram_modevent, NULL);
1031
1032 #endif /* DEV_ISA */