arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time.
  21  * - for astronomical applications: add a new function to get
  22  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  23  * a new timestamp format and a good name.
  24  *
  25  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  26  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  27  *
  28  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  29  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  30  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  31  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/export.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/kernel.h>
  38 #include <linux/param.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/mm.h>
  41 #include <linux/interrupt.h>
  42 #include <linux/timex.h>
  43 #include <linux/kernel_stat.h>
  44 #include <linux/time.h>
  45 #include <linux/clockchips.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55 #include <linux/delay.h>
  56 #include <linux/irq_work.h>
  57 #include <linux/clk-provider.h>
  58 #include <linux/suspend.h>
  59 #include <linux/rtc.h>
  60 #include <linux/cputime.h>
  61 #include <asm/trace.h>
  62
  63 #include <asm/io.h>
  64 #include <asm/processor.h>
  65 #include <asm/nvram.h>
  66 #include <asm/cache.h>
  67 #include <asm/machdep.h>
  68 #include <linux/uaccess.h>
  69 #include <asm/time.h>
  70 #include <asm/prom.h>
  71 #include <asm/irq.h>
  72 #include <asm/div64.h>
  73 #include <asm/smp.h>
  74 #include <asm/vdso_datapage.h>
  75 #include <asm/firmware.h>
  76 #include <asm/asm-prototypes.h>
  77
  78 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  79
  80 #include <linux/clockchips.h>
  81 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  82
  83 static u64 rtc_read(struct clocksource *);
  84 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  85         .name         = "rtc",
  86         .rating       = 400,
  87         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  88         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  89         .read         = rtc_read,
  90 };
  91
  92 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  93 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  94         .name         = "timebase",
  95         .rating       = 400,
  96         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  97         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  98         .read         = timebase_read,
  99 };
 100
 101 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
 102 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
 103
 104 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 105                                       struct clock_event_device *dev);
 106 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 107
 108 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 109         .name                   = "decrementer",
 110         .rating                 = 200,
 111         .irq                    = 0,
 112         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 113         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 114         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 115         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 116                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 117 };
 118 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 119
 120 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 121 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 122
 123 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 124
 125 #ifdef CONFIG_PPC64
 126 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 127 #else
 128 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 129 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 130 #endif
 131
 132 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 133 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 134 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 135 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 136 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 137
 138 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 140
 141 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 142 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 143 static u64 boot_tb __read_mostly;
 144
 145 extern struct timezone sys_tz;
 146 static long timezone_offset;
 147
 148 unsigned long ppc_proc_freq;
 149 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 150 unsigned long ppc_tb_freq;
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 152
 153 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 154 /*
 155  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 156  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 157  */
 158 u64 __cputime_usec_factor;
 159 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 160
 161 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 162 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 163 #endif
 164
 165 #ifdef CONFIG_PPC64
 166 #define get_accounting(tsk)     (&get_paca()->accounting)
 167 #else
 168 #define get_accounting(tsk)     (&task_thread_info(tsk)->accounting)
 169 #endif
 170
 171 static void calc_cputime_factors(void)
 172 {
 173         struct div_result res;
 174
 175         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 176         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 181  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 182  */
 183 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 184 {
 185         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 186                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 187         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 188                 return mfspr(SPRN_PURR);
 189         return tb;
 190 }
 191
 192 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 193
 194 /*
 195  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 196  * Should be called with interrupts disabled.
 197  */
 198 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 199 {
 200         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 201         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 202         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 203         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 204         u64 tb_delta;
 205         u64 stolen = 0;
 206         u64 dtb;
 207
 208         if (!dtl)
 209                 return 0;
 210
 211         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 212                 return 0;
 213         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 214                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 215                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 216                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 217                 barrier();
 218                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 219                         /* buffer has overflowed */
 220                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 221                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 222                         continue;
 223                 }
 224                 if (dtb > stop_tb)
 225                         break;
 226                 if (dtl_consumer)
 227                         dtl_consumer(dtl, i);
 228                 stolen += tb_delta;
 229                 ++i;
 230                 ++dtl;
 231                 if (dtl == dtl_end)
 232                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 233         }
 234         local_paca->dtl_ridx = i;
 235         local_paca->dtl_curr = dtl;
 236         return stolen;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 241  * Called on entry from user mode.
 242  */
 243 void accumulate_stolen_time(void)
 244 {
 245         u64 sst, ust;
 246         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 247         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 248
 249         /* We are called early in the exception entry, before
 250          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 251          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 252          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 253          * complain
 254          */
 255         local_paca->soft_enabled = 0;
 256
 257         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 258         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 259         acct->stime -= sst;
 260         acct->utime -= ust;
 261         acct->steal_time += ust + sst;
 262
 263         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 264 }
 265
 266 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 267 {
 268         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 269                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 275 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 276 {
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 281
 282 /*
 283  * Account time for a transition between system, hard irq
 284  * or soft irq state.
 285  */
 286 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 287                                  unsigned long *stime_scaled,
 288                                  unsigned long *steal_time)
 289 {
 290         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 291         unsigned long stime;
 292         unsigned long utime, utime_scaled;
 293         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 294
 295         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 296
 297         now = mftb();
 298         nowscaled = read_spurr(now);
 299         stime = now - acct->starttime;
 300         acct->starttime = now;
 301         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 302         acct->startspurr = nowscaled;
 303
 304         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 305
 306         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 307         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 308
 309         /*
 310          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 311          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 312          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 313          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 314          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 315          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 316          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 317          * used by account_process_tick.
 318          */
 319         *stime_scaled = stime;
 320         utime_scaled = utime;
 321         if (deltascaled != stime + utime) {
 322                 if (utime) {
 323                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 324                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 325                 } else {
 326                         *stime_scaled = deltascaled;
 327                 }
 328         }
 329         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 330
 331         return stime;
 332 }
 333
 334 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 335 {
 336         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 337         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 338
 339         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 340
 341         stime -= min(stime, steal_time);
 342         acct->steal_time += steal_time;
 343
 344         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 345                 acct->gtime += stime;
 346                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 347         } else {
 348                 if (hardirq_count())
 349                         acct->hardirq_time += stime;
 350                 else if (in_serving_softirq())
 351                         acct->softirq_time += stime;
 352                 else
 353                         acct->stime += stime;
 354
 355                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 356         }
 357 }
 358 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 359
 360 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 361 {
 362         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 363         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 364
 365         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 366         acct->idle_time += stime + steal_time;
 367 }
 368
 369 /*
 370  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 371  * Must be called with interrupts disabled.
 372  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 373  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 374  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 375  */
 376 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 377 {
 378         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 379
 380         if (acct->utime)
 381                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 382
 383         if (acct->utime_scaled)
 384                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 385
 386         if (acct->gtime)
 387                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 388
 389         if (acct->steal_time)
 390                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 391
 392         if (acct->idle_time)
 393                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 394
 395         if (acct->stime)
 396                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 397                                           CPUTIME_SYSTEM);
 398         if (acct->stime_scaled)
 399                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 400
 401         if (acct->hardirq_time)
 402                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 403                                           CPUTIME_IRQ);
 404         if (acct->softirq_time)
 405                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 406                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 407
 408         acct->utime = 0;
 409         acct->utime_scaled = 0;
 410         acct->utime_sspurr = 0;
 411         acct->gtime = 0;
 412         acct->steal_time = 0;
 413         acct->idle_time = 0;
 414         acct->stime = 0;
 415         acct->stime_scaled = 0;
 416         acct->hardirq_time = 0;
 417         acct->softirq_time = 0;
 418 }
 419
 420 #ifdef CONFIG_PPC32
 421 /*
 422  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 423  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 424  * the next process.
 425  */
 426 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 427 {
 428         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 429
 430         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 431         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 432 }
 433 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 434
 435 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 436 #define calc_cputime_factors()
 437 #endif
 438
 439 void __delay(unsigned long loops)
 440 {
 441         unsigned long start;
 442         int diff;
 443
 444         if (__USE_RTC()) {
 445                 start = get_rtcl();
 446                 do {
 447                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 448                         diff = get_rtcl() - start;
 449                         if (diff < 0)
 450                                 diff += 1000000000;
 451                 } while (diff < loops);
 452         } else {
 453                 start = get_tbl();
 454                 while (get_tbl() - start < loops)
 455                         HMT_low();
 456                 HMT_medium();
 457         }
 458 }
 459 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 460
 461 void udelay(unsigned long usecs)
 462 {
 463         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 464 }
 465 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 466
 467 #ifdef CONFIG_SMP
 468 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 469 {
 470         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 471
 472         if (in_lock_functions(pc))
 473                 return regs->link;
 474
 475         return pc;
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 478 #endif
 479
 480 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 481
 482 /*
 483  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 484  */
 485 #ifdef CONFIG_PPC64
 486 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 487 {
 488         unsigned long x;
 489
 490         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 491                 : "=r" (x)
 492                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 493         return x;
 494 }
 495
 496 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 497 {
 498         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 499                 "r" (1),
 500                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 501 }
 502
 503 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 504 {
 505         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 506                 "r" (0),
 507                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 508 }
 509
 510 #else /* 32-bit */
 511
 512 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 513
 514 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 515 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 516 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 517
 518 #endif /* 32 vs 64 bit */
 519
 520 void arch_irq_work_raise(void)
 521 {
 522         preempt_disable();
 523         set_irq_work_pending_flag();
 524         set_dec(1);
 525         preempt_enable();
 526 }
 527
 528 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 529
 530 #define test_irq_work_pending() 0
 531 #define clear_irq_work_pending()
 532
 533 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 534
 535 static void __timer_interrupt(void)
 536 {
 537         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 538         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 539         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 540         u64 now;
 541
 542         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 543
 544         if (test_irq_work_pending()) {
 545                 clear_irq_work_pending();
 546                 irq_work_run();
 547         }
 548
 549         now = get_tb_or_rtc();
 550         if (now >= *next_tb) {
 551                 *next_tb = ~(u64)0;
 552                 if (evt->event_handler)
 553                         evt->event_handler(evt);
 554                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 555         } else {
 556                 now = *next_tb - now;
 557                 if (now <= decrementer_max)
 558                         set_dec(now);
 559                 /* We may have raced with new irq work */
 560                 if (test_irq_work_pending())
 561                         set_dec(1);
 562                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 563         }
 564
 565 #ifdef CONFIG_PPC64
 566         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 567         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 568                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 569                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 570         }
 571 #endif
 572
 573         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 574 }
 575
 576 /*
 577  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 578  * with interrupts disabled.
 579  */
 580 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 581 {
 582         struct pt_regs *old_regs;
 583         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 584
 585         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 586          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 587          */
 588         set_dec(decrementer_max);
 589
 590         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 591          * offline, just ignore these and we also need to set
 592          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 593          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 594          * here infinitely :(
 595          */
 596         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 597                 *next_tb = ~(u64)0;
 598                 return;
 599         }
 600
 601         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 602          * bumped to its maximum value
 603          */
 604         may_hard_irq_enable();
 605
 606
 607 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 608         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 609                 do_IRQ(regs);
 610 #endif
 611
 612         old_regs = set_irq_regs(regs);
 613         irq_enter();
 614
 615         __timer_interrupt();
 616         irq_exit();
 617         set_irq_regs(old_regs);
 618 }
 619 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 620
 621 /*
 622  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 623  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 624  * to clear them, as they are edge-triggered.
 625  */
 626 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 627 {
 628 }
 629
 630 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 631 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 632 {
 633         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 634          * with suspending.
 635          */
 636
 637         set_dec(decrementer_max);
 638         local_irq_disable();
 639         set_dec(decrementer_max);
 640 }
 641
 642 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 643 {
 644         local_irq_enable();
 645 }
 646
 647 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 648 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 649 {
 650         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 651                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 652         generic_suspend_disable_irqs();
 653 }
 654
 655 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 656 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 657 {
 658         generic_suspend_enable_irqs();
 659         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 660                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 661 }
 662 #endif
 663
 664 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 665 {
 666         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 667 }
 668 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 669
 670 /*
 671  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 672  *
 673  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 674  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 675  * are 64-bit unsigned numbers.
 676  */
 677 unsigned long long sched_clock(void)
 678 {
 679         if (__USE_RTC())
 680                 return get_rtc();
 681         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 682 }
 683
 684
 685 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 686
 687 /*
 688  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 689  * kernels.
 690  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 691  */
 692 unsigned long long running_clock(void)
 693 {
 694         /*
 695          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 696          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 697          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 698          *
 699          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 700          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 701          */
 702         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 703             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 704                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 705
 706         /*
 707          * This is a next best approximation without a VTB.
 708          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 709          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 710          * VTB so it makes no difference anyway.
 711          */
 712         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 713 }
 714 #endif
 715
 716 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 717 {
 718         struct device_node *cpu;
 719         const __be32 *fp;
 720         int found = 0;
 721
 722         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 723         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 724
 725         if (cpu) {
 726                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 727                 if (fp) {
 728                         found = 1;
 729                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 730                 }
 731
 732                 of_node_put(cpu);
 733         }
 734
 735         return found;
 736 }
 737
 738 static void start_cpu_decrementer(void)
 739 {
 740 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 741         /* Clear any pending timer interrupts */
 742         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 743
 744         /* Enable decrementer interrupt */
 745         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 746 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 747 }
 748
 749 void __init generic_calibrate_decr(void)
 750 {
 751         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 752
 753         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 754             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 755
 756                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 757                                 "(not found)\n");
 758         }
 759
 760         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 761
 762         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 763             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 764
 765                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 766                                 "(not found)\n");
 767         }
 768 }
 769
 770 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 771 {
 772         struct rtc_time tm;
 773
 774         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 775                 return -ENODEV;
 776
 777         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 778         tm.tm_year -= 1900;
 779         tm.tm_mon -= 1;
 780
 781         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 782 }
 783
 784 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 785 {
 786         struct rtc_time tm;
 787         static int first = 1;
 788
 789         ts->tv_nsec = 0;
 790         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 791         if (first) {
 792                 first = 0;
 793                 if (ppc_md.time_init)
 794                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 795
 796                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 797                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 798                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 799                         return;
 800                 }
 801         }
 802         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 803                 ts->tv_sec = 0;
 804                 return;
 805         }
 806         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 807
 808         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 809                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 810 }
 811
 812 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 813 {
 814         __read_persistent_clock(ts);
 815
 816         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 817         if (ts->tv_sec < 0) {
 818                 ts->tv_sec = 0;
 819                 ts->tv_nsec = 0;
 820         }
 821
 822 }
 823
 824 /* clocksource code */
 825 static u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 826 {
 827         return (u64)get_rtc();
 828 }
 829
 830 static u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 831 {
 832         return (u64)get_tb();
 833 }
 834
 835 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 836                          struct clocksource *clock, u32 mult, u64 cycle_last)
 837 {
 838         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 839         u32 frac_sec;
 840
 841         if (clock != &clocksource_timebase)
 842                 return;
 843
 844         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 845         ++vdso_data->tb_update_count;
 846         smp_mb();
 847
 848         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 849         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 850         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 851         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 852         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 853
 854         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 855         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 856         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 857
 858         /*
 859          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 860          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 861          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 862          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 863          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 864          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 865          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 866          * We expect the caller to have done the first increment of
 867          * vdso_data->tb_update_count already.
 868          */
 869         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 870         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 871         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 872         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 873         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 874         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 875         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 876         smp_wmb();
 877         ++(vdso_data->tb_update_count);
 878 }
 879
 880 void update_vsyscall_tz(void)
 881 {
 882         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 883         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 884 }
 885
 886 static void __init clocksource_init(void)
 887 {
 888         struct clocksource *clock;
 889
 890         if (__USE_RTC())
 891                 clock = &clocksource_rtc;
 892         else
 893                 clock = &clocksource_timebase;
 894
 895         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 896                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 897                        clock->name);
 898                 return;
 899         }
 900
 901         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 902                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 903 }
 904
 905 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 906                                       struct clock_event_device *dev)
 907 {
 908         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 909         set_dec(evt);
 910
 911         /* We may have raced with new irq work */
 912         if (test_irq_work_pending())
 913                 set_dec(1);
 914
 915         return 0;
 916 }
 917
 918 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 919 {
 920         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 921         return 0;
 922 }
 923
 924 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 925 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 926 {
 927         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 928
 929         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 930         __timer_interrupt();
 931 }
 932
 933 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 934 {
 935         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 936
 937         *dec = decrementer_clockevent;
 938         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 939
 940         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 941                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 942
 943         clockevents_register_device(dec);
 944 }
 945
 946 static void enable_large_decrementer(void)
 947 {
 948         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 949                 return;
 950
 951         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 952                 return;
 953
 954         /*
 955          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 956          * otherwise firmware should have done it for us.
 957          */
 958         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 959                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 960 }
 961
 962 static void __init set_decrementer_max(void)
 963 {
 964         struct device_node *cpu;
 965         u32 bits = 32;
 966
 967         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 968         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 969                 return;
 970
 971         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 972
 973         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 974                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 975                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 976                         bits = 32;
 977                 }
 978
 979                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 980                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 981         }
 982
 983         of_node_put(cpu);
 984
 985         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 986                 bits, decrementer_max);
 987 }
 988
 989 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 990 {
 991         int cpu = smp_processor_id();
 992
 993         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 994
 995         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 996                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
 997         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 998                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 999
1000         register_decrementer_clockevent(cpu);
1001 }
1002
1003 void secondary_cpu_time_init(void)
1004 {
1005         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1006         enable_large_decrementer();
1007
1008         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1009          * such as BookE
1010          */
1011         start_cpu_decrementer();
1012
1013         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1014          * call here ! */
1015         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1016 }
1017
1018 /* This function is only called on the boot processor */
1019 void __init time_init(void)
1020 {
1021         struct div_result res;
1022         u64 scale;
1023         unsigned shift;
1024
1025         if (__USE_RTC()) {
1026                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1027                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1028         } else {
1029                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1030                 ppc_md.calibrate_decr();
1031                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1032                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1033                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1034                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1035         }
1036
1037         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1038         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1039         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1040         calc_cputime_factors();
1041
1042         /*
1043          * Compute scale factor for sched_clock.
1044          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1045          * which is the timebase frequency.
1046          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1047          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1048          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1049          * giving us the scale factor and shift count to use in
1050          * sched_clock().
1051          */
1052         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1053         scale = res.result_low;
1054         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1055                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1056                 res.result_high >>= 1;
1057         }
1058         tb_to_ns_scale = scale;
1059         tb_to_ns_shift = shift;
1060         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1061         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1062
1063         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1064         if (timezone_offset) {
1065                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1066                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1067         }
1068
1069         vdso_data->tb_update_count = 0;
1070         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1071
1072         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1073         set_decrementer_max();
1074         enable_large_decrementer();
1075
1076         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1077          * such as BookE
1078          */
1079         start_cpu_decrementer();
1080
1081         /* Register the clocksource */
1082         clocksource_init();
1083
1084         init_decrementer_clockevent();
1085         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1086
1087 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1088         of_clk_init(NULL);
1089 #endif
1090 }
1091
1092
1093 #define FEBRUARY        2
1094 #define STARTOFTIME     1970
1095 #define SECDAY          86400L
1096 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1097 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1098                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1099 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1100 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1101
1102 static int month_days[12] = {
1103         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1104 };
1105
1106 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1107 {
1108         register int    i;
1109         register long   hms, day;
1110
1111         day = tim / SECDAY;
1112         hms = tim % SECDAY;
1113
1114         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1115         tm->tm_hour = hms / 3600;
1116         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1117         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1118
1119         /* Number of years in days */
1120         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1121                 day -= days_in_year(i);
1122         tm->tm_year = i;
1123
1124         /* Number of months in days left */
1125         if (leapyear(tm->tm_year))
1126                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1127         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1128                 day -= days_in_month(i);
1129         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1130         tm->tm_mon = i;
1131
1132         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1133         tm->tm_mday = day + 1;
1134
1135         /*
1136          * No-one uses the day of the week.
1137          */
1138         tm->tm_wday = -1;
1139 }
1140 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1141
1142 /*
1143  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1144  * result.
1145  */
1146 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1147                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1148 {
1149         unsigned long a, b, c, d;
1150         unsigned long w, x, y, z;
1151         u64 ra, rb, rc;
1152
1153         a = dividend_high >> 32;
1154         b = dividend_high & 0xffffffff;
1155         c = dividend_low >> 32;
1156         d = dividend_low & 0xffffffff;
1157
1158         w = a / divisor;
1159         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1160
1161         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1162         x = ra;
1163
1164         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1165         y = rb;
1166
1167         do_div(rc, divisor);
1168         z = rc;
1169
1170         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1171         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1172
1173 }
1174
1175 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1176 void calibrate_delay(void)
1177 {
1178         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1179          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1180          */
1181         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1182 }
1183
1184 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1185 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1186 {
1187         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1188         return rtc_valid_tm(tm);
1189 }
1190
1191 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1192 {
1193         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1194                 return -EOPNOTSUPP;
1195
1196         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1197                 return -EOPNOTSUPP;
1198
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1203         .read_time = rtc_generic_get_time,
1204         .set_time = rtc_generic_set_time,
1205 };
1206
1207 static int __init rtc_init(void)
1208 {
1209         struct platform_device *pdev;
1210
1211         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1212                 return -ENODEV;
1213
1214         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1215                                              &rtc_generic_ops,
1216                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1217
1218         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1219 }
1220
1221 device_initcall(rtc_init);
1222 #endif