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/sched/clock.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/clockchips.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 #include <linux/posix-timers.h>
  55 #include <linux/irq.h>
  56 #include <linux/delay.h>
  57 #include <linux/irq_work.h>
  58 #include <linux/clk-provider.h>
  59 #include <linux/suspend.h>
  60 #include <linux/rtc.h>
  61 #include <linux/sched/cputime.h>
  62 #include <asm/trace.h>
  63
  64 #include <asm/io.h>
  65 #include <asm/processor.h>
  66 #include <asm/nvram.h>
  67 #include <asm/cache.h>
  68 #include <asm/machdep.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <asm/time.h>
  71 #include <asm/prom.h>
  72 #include <asm/irq.h>
  73 #include <asm/div64.h>
  74 #include <asm/smp.h>
  75 #include <asm/vdso_datapage.h>
  76 #include <asm/firmware.h>
  77 #include <asm/asm-prototypes.h>
  78
  79 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  80
  81 #include <linux/clockchips.h>
  82 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  83
  84 static u64 rtc_read(struct clocksource *);
  85 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  86         .name         = "rtc",
  87         .rating       = 400,
  88         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  89         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  90         .read         = rtc_read,
  91 };
  92
  93 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  94 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  95         .name         = "timebase",
  96         .rating       = 400,
  97         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  98         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  99         .read         = timebase_read,
 100 };
 101
 102 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
 103 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
 104
 105 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 106                                       struct clock_event_device *dev);
 107 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 108
 109 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 110         .name                   = "decrementer",
 111         .rating                 = 200,
 112         .irq                    = 0,
 113         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 114         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 115         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 116         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 117                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 118 };
 119 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 120
 121 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 122 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 123
 124 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 125
 126 #ifdef CONFIG_PPC64
 127 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 128 #else
 129 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 130 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 131 #endif
 132
 133 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 134 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 135 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 136 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 137 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 138
 139 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 140 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 141
 142 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 143 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 144 static u64 boot_tb __read_mostly;
 145
 146 extern struct timezone sys_tz;
 147 static long timezone_offset;
 148
 149 unsigned long ppc_proc_freq;
 150 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 151 unsigned long ppc_tb_freq;
 152 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 153
 154 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 155 /*
 156  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 157  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 158  */
 159 u64 __cputime_usec_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 161
 162 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 163 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 164 #endif
 165
 166 #ifdef CONFIG_PPC64
 167 #define get_accounting(tsk)     (&get_paca()->accounting)
 168 #else
 169 #define get_accounting(tsk)     (&task_thread_info(tsk)->accounting)
 170 #endif
 171
 172 static void calc_cputime_factors(void)
 173 {
 174         struct div_result res;
 175
 176         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 177         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 182  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 183  */
 184 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 185 {
 186         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 187                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 188         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 189                 return mfspr(SPRN_PURR);
 190         return tb;
 191 }
 192
 193 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 194
 195 /*
 196  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 197  * Should be called with interrupts disabled.
 198  */
 199 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 200 {
 201         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 202         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 203         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 204         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 205         u64 tb_delta;
 206         u64 stolen = 0;
 207         u64 dtb;
 208
 209         if (!dtl)
 210                 return 0;
 211
 212         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 213                 return 0;
 214         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 215                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 216                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 217                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 218                 barrier();
 219                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 220                         /* buffer has overflowed */
 221                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 222                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 223                         continue;
 224                 }
 225                 if (dtb > stop_tb)
 226                         break;
 227                 if (dtl_consumer)
 228                         dtl_consumer(dtl, i);
 229                 stolen += tb_delta;
 230                 ++i;
 231                 ++dtl;
 232                 if (dtl == dtl_end)
 233                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 234         }
 235         local_paca->dtl_ridx = i;
 236         local_paca->dtl_curr = dtl;
 237         return stolen;
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 242  * Called on entry from user mode.
 243  */
 244 void accumulate_stolen_time(void)
 245 {
 246         u64 sst, ust;
 247         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 248         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 249
 250         /* We are called early in the exception entry, before
 251          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 252          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 253          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 254          * complain
 255          */
 256         local_paca->soft_enabled = 0;
 257
 258         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 259         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 260         acct->stime -= sst;
 261         acct->utime -= ust;
 262         acct->steal_time += ust + sst;
 263
 264         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 265 }
 266
 267 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 268 {
 269         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 270                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 276 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 277 {
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 282
 283 /*
 284  * Account time for a transition between system, hard irq
 285  * or soft irq state.
 286  */
 287 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 288                                  unsigned long *stime_scaled,
 289                                  unsigned long *steal_time)
 290 {
 291         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 292         unsigned long stime;
 293         unsigned long utime, utime_scaled;
 294         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 295
 296         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 297
 298         now = mftb();
 299         nowscaled = read_spurr(now);
 300         stime = now - acct->starttime;
 301         acct->starttime = now;
 302         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 303         acct->startspurr = nowscaled;
 304
 305         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 306
 307         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 308         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 309
 310         /*
 311          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 312          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 313          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 314          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 315          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 316          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 317          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 318          * used by account_process_tick.
 319          */
 320         *stime_scaled = stime;
 321         utime_scaled = utime;
 322         if (deltascaled != stime + utime) {
 323                 if (utime) {
 324                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 325                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 326                 } else {
 327                         *stime_scaled = deltascaled;
 328                 }
 329         }
 330         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 331
 332         return stime;
 333 }
 334
 335 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 336 {
 337         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 338         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 339
 340         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 341
 342         stime -= min(stime, steal_time);
 343         acct->steal_time += steal_time;
 344
 345         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 346                 acct->gtime += stime;
 347                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 348         } else {
 349                 if (hardirq_count())
 350                         acct->hardirq_time += stime;
 351                 else if (in_serving_softirq())
 352                         acct->softirq_time += stime;
 353                 else
 354                         acct->stime += stime;
 355
 356                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 357         }
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 360
 361 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 362 {
 363         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 364         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 365
 366         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 367         acct->idle_time += stime + steal_time;
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 372  * Must be called with interrupts disabled.
 373  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 374  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 375  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 376  */
 377 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 378 {
 379         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 380
 381         if (acct->utime)
 382                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 383
 384         if (acct->utime_scaled)
 385                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 386
 387         if (acct->gtime)
 388                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 389
 390         if (acct->steal_time)
 391                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 392
 393         if (acct->idle_time)
 394                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 395
 396         if (acct->stime)
 397                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 398                                           CPUTIME_SYSTEM);
 399         if (acct->stime_scaled)
 400                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 401
 402         if (acct->hardirq_time)
 403                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 404                                           CPUTIME_IRQ);
 405         if (acct->softirq_time)
 406                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 407                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 408
 409         acct->utime = 0;
 410         acct->utime_scaled = 0;
 411         acct->utime_sspurr = 0;
 412         acct->gtime = 0;
 413         acct->steal_time = 0;
 414         acct->idle_time = 0;
 415         acct->stime = 0;
 416         acct->stime_scaled = 0;
 417         acct->hardirq_time = 0;
 418         acct->softirq_time = 0;
 419 }
 420
 421 #ifdef CONFIG_PPC32
 422 /*
 423  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 424  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 425  * the next process.
 426  */
 427 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 428 {
 429         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 430
 431         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 432         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 433 }
 434 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 435
 436 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 437 #define calc_cputime_factors()
 438 #endif
 439
 440 void __delay(unsigned long loops)
 441 {
 442         unsigned long start;
 443         int diff;
 444
 445         if (__USE_RTC()) {
 446                 start = get_rtcl();
 447                 do {
 448                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 449                         diff = get_rtcl() - start;
 450                         if (diff < 0)
 451                                 diff += 1000000000;
 452                 } while (diff < loops);
 453         } else {
 454                 start = get_tbl();
 455                 while (get_tbl() - start < loops)
 456                         HMT_low();
 457                 HMT_medium();
 458         }
 459 }
 460 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 461
 462 void udelay(unsigned long usecs)
 463 {
 464         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 465 }
 466 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 467
 468 #ifdef CONFIG_SMP
 469 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 470 {
 471         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 472
 473         if (in_lock_functions(pc))
 474                 return regs->link;
 475
 476         return pc;
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 479 #endif
 480
 481 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 482
 483 /*
 484  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 485  */
 486 #ifdef CONFIG_PPC64
 487 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 488 {
 489         unsigned long x;
 490
 491         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 492                 : "=r" (x)
 493                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 494         return x;
 495 }
 496
 497 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 498 {
 499         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 500                 "r" (1),
 501                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 502 }
 503
 504 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 505 {
 506         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 507                 "r" (0),
 508                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 509 }
 510
 511 #else /* 32-bit */
 512
 513 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 514
 515 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 516 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 517 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 518
 519 #endif /* 32 vs 64 bit */
 520
 521 void arch_irq_work_raise(void)
 522 {
 523         preempt_disable();
 524         set_irq_work_pending_flag();
 525         set_dec(1);
 526         preempt_enable();
 527 }
 528
 529 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 530
 531 #define test_irq_work_pending() 0
 532 #define clear_irq_work_pending()
 533
 534 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 535
 536 static void __timer_interrupt(void)
 537 {
 538         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 539         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 540         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 541         u64 now;
 542
 543         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 544
 545         if (test_irq_work_pending()) {
 546                 clear_irq_work_pending();
 547                 irq_work_run();
 548         }
 549
 550         now = get_tb_or_rtc();
 551         if (now >= *next_tb) {
 552                 *next_tb = ~(u64)0;
 553                 if (evt->event_handler)
 554                         evt->event_handler(evt);
 555                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 556         } else {
 557                 now = *next_tb - now;
 558                 if (now <= decrementer_max)
 559                         set_dec(now);
 560                 /* We may have raced with new irq work */
 561                 if (test_irq_work_pending())
 562                         set_dec(1);
 563                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 564         }
 565
 566 #ifdef CONFIG_PPC64
 567         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 568         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 569                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 570                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 571         }
 572 #endif
 573
 574         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 575 }
 576
 577 /*
 578  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 579  * with interrupts disabled.
 580  */
 581 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 582 {
 583         struct pt_regs *old_regs;
 584         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 585
 586         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 587          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 588          */
 589         set_dec(decrementer_max);
 590
 591         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 592          * offline, just ignore these and we also need to set
 593          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 594          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 595          * here infinitely :(
 596          */
 597         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 598                 *next_tb = ~(u64)0;
 599                 return;
 600         }
 601
 602         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 603          * bumped to its maximum value
 604          */
 605         may_hard_irq_enable();
 606
 607
 608 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 609         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 610                 do_IRQ(regs);
 611 #endif
 612
 613         old_regs = set_irq_regs(regs);
 614         irq_enter();
 615
 616         __timer_interrupt();
 617         irq_exit();
 618         set_irq_regs(old_regs);
 619 }
 620 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 621
 622 /*
 623  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 624  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 625  * to clear them, as they are edge-triggered.
 626  */
 627 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 628 {
 629 }
 630
 631 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 632 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 633 {
 634         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 635          * with suspending.
 636          */
 637
 638         set_dec(decrementer_max);
 639         local_irq_disable();
 640         set_dec(decrementer_max);
 641 }
 642
 643 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 644 {
 645         local_irq_enable();
 646 }
 647
 648 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 649 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 650 {
 651         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 652                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 653         generic_suspend_disable_irqs();
 654 }
 655
 656 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 657 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 658 {
 659         generic_suspend_enable_irqs();
 660         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 661                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 662 }
 663 #endif
 664
 665 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 666 {
 667         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 668 }
 669 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 670
 671 /*
 672  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 673  *
 674  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 675  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 676  * are 64-bit unsigned numbers.
 677  */
 678 unsigned long long sched_clock(void)
 679 {
 680         if (__USE_RTC())
 681                 return get_rtc();
 682         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 683 }
 684
 685
 686 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 687
 688 /*
 689  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 690  * kernels.
 691  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 692  */
 693 unsigned long long running_clock(void)
 694 {
 695         /*
 696          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 697          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 698          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 699          *
 700          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 701          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 702          */
 703         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 704             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 705                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 706
 707         /*
 708          * This is a next best approximation without a VTB.
 709          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 710          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 711          * VTB so it makes no difference anyway.
 712          */
 713         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 714 }
 715 #endif
 716
 717 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 718 {
 719         struct device_node *cpu;
 720         const __be32 *fp;
 721         int found = 0;
 722
 723         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 724         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 725
 726         if (cpu) {
 727                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 728                 if (fp) {
 729                         found = 1;
 730                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 731                 }
 732
 733                 of_node_put(cpu);
 734         }
 735
 736         return found;
 737 }
 738
 739 static void start_cpu_decrementer(void)
 740 {
 741 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 742         /* Clear any pending timer interrupts */
 743         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 744
 745         /* Enable decrementer interrupt */
 746         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 747 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 748 }
 749
 750 void __init generic_calibrate_decr(void)
 751 {
 752         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 753
 754         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 755             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 756
 757                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 758                                 "(not found)\n");
 759         }
 760
 761         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 762
 763         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 764             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 765
 766                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 767                                 "(not found)\n");
 768         }
 769 }
 770
 771 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 772 {
 773         struct rtc_time tm;
 774
 775         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 776                 return -ENODEV;
 777
 778         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 779         tm.tm_year -= 1900;
 780         tm.tm_mon -= 1;
 781
 782         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 783 }
 784
 785 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 786 {
 787         struct rtc_time tm;
 788         static int first = 1;
 789
 790         ts->tv_nsec = 0;
 791         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 792         if (first) {
 793                 first = 0;
 794                 if (ppc_md.time_init)
 795                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 796
 797                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 798                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 799                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 800                         return;
 801                 }
 802         }
 803         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 804                 ts->tv_sec = 0;
 805                 return;
 806         }
 807         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 808
 809         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 810                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 811 }
 812
 813 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 814 {
 815         __read_persistent_clock(ts);
 816
 817         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 818         if (ts->tv_sec < 0) {
 819                 ts->tv_sec = 0;
 820                 ts->tv_nsec = 0;
 821         }
 822
 823 }
 824
 825 /* clocksource code */
 826 static u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 827 {
 828         return (u64)get_rtc();
 829 }
 830
 831 static u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 832 {
 833         return (u64)get_tb();
 834 }
 835
 836 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 837                          struct clocksource *clock, u32 mult, u64 cycle_last)
 838 {
 839         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 840         u32 frac_sec;
 841
 842         if (clock != &clocksource_timebase)
 843                 return;
 844
 845         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 846         ++vdso_data->tb_update_count;
 847         smp_mb();
 848
 849         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 850         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 851         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 852         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 853         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 854
 855         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 856         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 857         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 858
 859         /*
 860          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 861          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 862          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 863          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 864          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 865          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 866          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 867          * We expect the caller to have done the first increment of
 868          * vdso_data->tb_update_count already.
 869          */
 870         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 871         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 872         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 873         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 874         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 875         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 876         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 877         smp_wmb();
 878         ++(vdso_data->tb_update_count);
 879 }
 880
 881 void update_vsyscall_tz(void)
 882 {
 883         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 884         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 885 }
 886
 887 static void __init clocksource_init(void)
 888 {
 889         struct clocksource *clock;
 890
 891         if (__USE_RTC())
 892                 clock = &clocksource_rtc;
 893         else
 894                 clock = &clocksource_timebase;
 895
 896         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 897                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 898                        clock->name);
 899                 return;
 900         }
 901
 902         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 903                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 904 }
 905
 906 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 907                                       struct clock_event_device *dev)
 908 {
 909         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 910         set_dec(evt);
 911
 912         /* We may have raced with new irq work */
 913         if (test_irq_work_pending())
 914                 set_dec(1);
 915
 916         return 0;
 917 }
 918
 919 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 920 {
 921         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 922         return 0;
 923 }
 924
 925 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 926 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 927 {
 928         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 929
 930         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 931         __timer_interrupt();
 932 }
 933
 934 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 935 {
 936         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 937
 938         *dec = decrementer_clockevent;
 939         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 940
 941         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 942                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 943
 944         clockevents_register_device(dec);
 945 }
 946
 947 static void enable_large_decrementer(void)
 948 {
 949         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 950                 return;
 951
 952         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 953                 return;
 954
 955         /*
 956          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 957          * otherwise firmware should have done it for us.
 958          */
 959         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 960                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 961 }
 962
 963 static void __init set_decrementer_max(void)
 964 {
 965         struct device_node *cpu;
 966         u32 bits = 32;
 967
 968         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 969         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 970                 return;
 971
 972         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 973
 974         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 975                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 976                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 977                         bits = 32;
 978                 }
 979
 980                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 981                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 982         }
 983
 984         of_node_put(cpu);
 985
 986         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 987                 bits, decrementer_max);
 988 }
 989
 990 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 991 {
 992         int cpu = smp_processor_id();
 993
 994         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 995
 996         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 997                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
 998         decrementer_clockevent.max_delta_ticks = decrementer_max;
 999         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
1000                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
1001         decrementer_clockevent.min_delta_ticks = 2;
1002
1003         register_decrementer_clockevent(cpu);
1004 }
1005
1006 void secondary_cpu_time_init(void)
1007 {
1008         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1009         enable_large_decrementer();
1010
1011         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1012          * such as BookE
1013          */
1014         start_cpu_decrementer();
1015
1016         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1017          * call here ! */
1018         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1019 }
1020
1021 /* This function is only called on the boot processor */
1022 void __init time_init(void)
1023 {
1024         struct div_result res;
1025         u64 scale;
1026         unsigned shift;
1027
1028         if (__USE_RTC()) {
1029                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1030                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1031         } else {
1032                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1033                 ppc_md.calibrate_decr();
1034                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1035                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1036                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1037                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1038         }
1039
1040         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1041         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1042         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1043         calc_cputime_factors();
1044
1045         /*
1046          * Compute scale factor for sched_clock.
1047          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1048          * which is the timebase frequency.
1049          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1050          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1051          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1052          * giving us the scale factor and shift count to use in
1053          * sched_clock().
1054          */
1055         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1056         scale = res.result_low;
1057         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1058                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1059                 res.result_high >>= 1;
1060         }
1061         tb_to_ns_scale = scale;
1062         tb_to_ns_shift = shift;
1063         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1064         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1065
1066         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1067         if (timezone_offset) {
1068                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1069                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1070         }
1071
1072         vdso_data->tb_update_count = 0;
1073         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1074
1075         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1076         set_decrementer_max();
1077         enable_large_decrementer();
1078
1079         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1080          * such as BookE
1081          */
1082         start_cpu_decrementer();
1083
1084         /* Register the clocksource */
1085         clocksource_init();
1086
1087         init_decrementer_clockevent();
1088         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1089
1090 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1091         of_clk_init(NULL);
1092 #endif
1093 }
1094
1095
1096 #define FEBRUARY        2
1097 #define STARTOFTIME     1970
1098 #define SECDAY          86400L
1099 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1100 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1101                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1102 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1103 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1104
1105 static int month_days[12] = {
1106         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1107 };
1108
1109 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1110 {
1111         register int    i;
1112         register long   hms, day;
1113
1114         day = tim / SECDAY;
1115         hms = tim % SECDAY;
1116
1117         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1118         tm->tm_hour = hms / 3600;
1119         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1120         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1121
1122         /* Number of years in days */
1123         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1124                 day -= days_in_year(i);
1125         tm->tm_year = i;
1126
1127         /* Number of months in days left */
1128         if (leapyear(tm->tm_year))
1129                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1130         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1131                 day -= days_in_month(i);
1132         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1133         tm->tm_mon = i;
1134
1135         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1136         tm->tm_mday = day + 1;
1137
1138         /*
1139          * No-one uses the day of the week.
1140          */
1141         tm->tm_wday = -1;
1142 }
1143 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1144
1145 /*
1146  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1147  * result.
1148  */
1149 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1150                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1151 {
1152         unsigned long a, b, c, d;
1153         unsigned long w, x, y, z;
1154         u64 ra, rb, rc;
1155
1156         a = dividend_high >> 32;
1157         b = dividend_high & 0xffffffff;
1158         c = dividend_low >> 32;
1159         d = dividend_low & 0xffffffff;
1160
1161         w = a / divisor;
1162         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1163
1164         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1165         x = ra;
1166
1167         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1168         y = rb;
1169
1170         do_div(rc, divisor);
1171         z = rc;
1172
1173         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1174         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1175
1176 }
1177
1178 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1179 void calibrate_delay(void)
1180 {
1181         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1182          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1183          */
1184         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1185 }
1186
1187 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1188 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1189 {
1190         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1191         return rtc_valid_tm(tm);
1192 }
1193
1194 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1195 {
1196         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1197                 return -EOPNOTSUPP;
1198
1199         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1200                 return -EOPNOTSUPP;
1201
1202         return 0;
1203 }
1204
1205 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1206         .read_time = rtc_generic_get_time,
1207         .set_time = rtc_generic_set_time,
1208 };
1209
1210 static int __init rtc_init(void)
1211 {
1212         struct platform_device *pdev;
1213
1214         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1215                 return -ENODEV;
1216
1217         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1218                                              &rtc_generic_ops,
1219                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1220
1221         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1222 }
1223
1224 device_initcall(rtc_init);
1225 #endif