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 <linux/processor.h>
  63 #include <asm/trace.h>
  64
  65 #include <asm/io.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         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 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         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 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         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 265 }
 266
 267 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 268 {
 269         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 270                 return 0;
 271
 272         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 273                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 274
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 279 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 280 {
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 285
 286 /*
 287  * Account time for a transition between system, hard irq
 288  * or soft irq state.
 289  */
 290 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 291                                  unsigned long *stime_scaled,
 292                                  unsigned long *steal_time)
 293 {
 294         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 295         unsigned long stime;
 296         unsigned long utime, utime_scaled;
 297         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 298
 299         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 300
 301         now = mftb();
 302         nowscaled = read_spurr(now);
 303         stime = now - acct->starttime;
 304         acct->starttime = now;
 305         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 306         acct->startspurr = nowscaled;
 307
 308         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 309
 310         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 311         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 312
 313         /*
 314          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 315          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 316          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 317          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 318          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 319          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 320          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 321          * used by account_process_tick.
 322          */
 323         *stime_scaled = stime;
 324         utime_scaled = utime;
 325         if (deltascaled != stime + utime) {
 326                 if (utime) {
 327                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 328                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 329                 } else {
 330                         *stime_scaled = deltascaled;
 331                 }
 332         }
 333         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 334
 335         return stime;
 336 }
 337
 338 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 339 {
 340         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 341         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 342
 343         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 344
 345         stime -= min(stime, steal_time);
 346         acct->steal_time += steal_time;
 347
 348         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 349                 acct->gtime += stime;
 350                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 351         } else {
 352                 if (hardirq_count())
 353                         acct->hardirq_time += stime;
 354                 else if (in_serving_softirq())
 355                         acct->softirq_time += stime;
 356                 else
 357                         acct->stime += stime;
 358
 359                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 360         }
 361 }
 362 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 363
 364 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 365 {
 366         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 367         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 368
 369         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 370         acct->idle_time += stime + steal_time;
 371 }
 372
 373 /*
 374  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 375  * Must be called with interrupts disabled.
 376  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 377  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 378  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 379  */
 380 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 381 {
 382         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 383
 384         if (acct->utime)
 385                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 386
 387         if (acct->utime_scaled)
 388                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 389
 390         if (acct->gtime)
 391                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 392
 393         if (acct->steal_time)
 394                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 395
 396         if (acct->idle_time)
 397                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 398
 399         if (acct->stime)
 400                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 401                                           CPUTIME_SYSTEM);
 402         if (acct->stime_scaled)
 403                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 404
 405         if (acct->hardirq_time)
 406                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 407                                           CPUTIME_IRQ);
 408         if (acct->softirq_time)
 409                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 410                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 411
 412         acct->utime = 0;
 413         acct->utime_scaled = 0;
 414         acct->utime_sspurr = 0;
 415         acct->gtime = 0;
 416         acct->steal_time = 0;
 417         acct->idle_time = 0;
 418         acct->stime = 0;
 419         acct->stime_scaled = 0;
 420         acct->hardirq_time = 0;
 421         acct->softirq_time = 0;
 422 }
 423
 424 #ifdef CONFIG_PPC32
 425 /*
 426  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 427  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 428  * the next process.
 429  */
 430 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 431 {
 432         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 433
 434         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 435         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 436 }
 437 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 438
 439 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 440 #define calc_cputime_factors()
 441 #endif
 442
 443 void __delay(unsigned long loops)
 444 {
 445         unsigned long start;
 446         int diff;
 447
 448         spin_begin();
 449         if (__USE_RTC()) {
 450                 start = get_rtcl();
 451                 do {
 452                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 453                         diff = get_rtcl() - start;
 454                         if (diff < 0)
 455                                 diff += 1000000000;
 456                         spin_cpu_relax();
 457                 } while (diff < loops);
 458         } else {
 459                 start = get_tbl();
 460                 while (get_tbl() - start < loops)
 461                         spin_cpu_relax();
 462         }
 463         spin_end();
 464 }
 465 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 466
 467 void udelay(unsigned long usecs)
 468 {
 469         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 470 }
 471 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 472
 473 #ifdef CONFIG_SMP
 474 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 475 {
 476         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 477
 478         if (in_lock_functions(pc))
 479                 return regs->link;
 480
 481         return pc;
 482 }
 483 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 484 #endif
 485
 486 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 487
 488 /*
 489  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 490  */
 491 #ifdef CONFIG_PPC64
 492 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 493 {
 494         unsigned long x;
 495
 496         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 497                 : "=r" (x)
 498                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 499         return x;
 500 }
 501
 502 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 503 {
 504         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 505                 "r" (1),
 506                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 507 }
 508
 509 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 510 {
 511         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 512                 "r" (0),
 513                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 514 }
 515
 516 #else /* 32-bit */
 517
 518 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 519
 520 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 521 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 522 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 523
 524 #endif /* 32 vs 64 bit */
 525
 526 void arch_irq_work_raise(void)
 527 {
 528         preempt_disable();
 529         set_irq_work_pending_flag();
 530         set_dec(1);
 531         preempt_enable();
 532 }
 533
 534 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 535
 536 #define test_irq_work_pending() 0
 537 #define clear_irq_work_pending()
 538
 539 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 540
 541 static void __timer_interrupt(void)
 542 {
 543         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 544         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 545         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 546         u64 now;
 547
 548         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 549
 550         if (test_irq_work_pending()) {
 551                 clear_irq_work_pending();
 552                 irq_work_run();
 553         }
 554
 555         now = get_tb_or_rtc();
 556         if (now >= *next_tb) {
 557                 *next_tb = ~(u64)0;
 558                 if (evt->event_handler)
 559                         evt->event_handler(evt);
 560                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 561         } else {
 562                 now = *next_tb - now;
 563                 if (now <= decrementer_max)
 564                         set_dec(now);
 565                 /* We may have raced with new irq work */
 566                 if (test_irq_work_pending())
 567                         set_dec(1);
 568                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 569         }
 570
 571 #ifdef CONFIG_PPC64
 572         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 573         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 574                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 575                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 576         }
 577 #endif
 578
 579         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 580 }
 581
 582 /*
 583  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 584  * with interrupts disabled.
 585  */
 586 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 587 {
 588         struct pt_regs *old_regs;
 589         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 590
 591         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 592          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 593          */
 594         set_dec(decrementer_max);
 595
 596         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 597          * offline, just ignore these and we also need to set
 598          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 599          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 600          * here infinitely :(
 601          */
 602         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 603                 *next_tb = ~(u64)0;
 604                 return;
 605         }
 606
 607         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 608          * bumped to its maximum value
 609          */
 610         may_hard_irq_enable();
 611
 612
 613 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 614         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 615                 do_IRQ(regs);
 616 #endif
 617
 618         old_regs = set_irq_regs(regs);
 619         irq_enter();
 620
 621         __timer_interrupt();
 622         irq_exit();
 623         set_irq_regs(old_regs);
 624 }
 625 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 626
 627 /*
 628  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 629  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 630  * to clear them, as they are edge-triggered.
 631  */
 632 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 633 {
 634 }
 635
 636 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 637 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 638 {
 639         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 640          * with suspending.
 641          */
 642
 643         set_dec(decrementer_max);
 644         local_irq_disable();
 645         set_dec(decrementer_max);
 646 }
 647
 648 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 649 {
 650         local_irq_enable();
 651 }
 652
 653 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 654 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 655 {
 656         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 657                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 658         generic_suspend_disable_irqs();
 659 }
 660
 661 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 662 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 663 {
 664         generic_suspend_enable_irqs();
 665         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 666                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 667 }
 668 #endif
 669
 670 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 671 {
 672         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 673 }
 674 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 675
 676 /*
 677  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 678  *
 679  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 680  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 681  * are 64-bit unsigned numbers.
 682  */
 683 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 684 {
 685         if (__USE_RTC())
 686                 return get_rtc();
 687         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 688 }
 689
 690
 691 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 692
 693 /*
 694  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 695  * kernels.
 696  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 697  */
 698 unsigned long long running_clock(void)
 699 {
 700         /*
 701          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 702          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 703          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 704          *
 705          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 706          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 707          */
 708         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 709             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 710                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 711
 712         /*
 713          * This is a next best approximation without a VTB.
 714          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 715          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 716          * VTB so it makes no difference anyway.
 717          */
 718         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 719 }
 720 #endif
 721
 722 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 723 {
 724         struct device_node *cpu;
 725         const __be32 *fp;
 726         int found = 0;
 727
 728         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 729         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 730
 731         if (cpu) {
 732                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 733                 if (fp) {
 734                         found = 1;
 735                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 736                 }
 737
 738                 of_node_put(cpu);
 739         }
 740
 741         return found;
 742 }
 743
 744 static void start_cpu_decrementer(void)
 745 {
 746 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 747         unsigned int tcr;
 748
 749         /* Clear any pending timer interrupts */
 750         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 751
 752         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 753         /*
 754          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 755          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 756          */
 757         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 758         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 759         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 760 #endif
 761 }
 762
 763 void __init generic_calibrate_decr(void)
 764 {
 765         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 766
 767         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 768             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 769
 770                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 771                                 "(not found)\n");
 772         }
 773
 774         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 775
 776         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 777             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 778
 779                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 780                                 "(not found)\n");
 781         }
 782 }
 783
 784 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 785 {
 786         struct rtc_time tm;
 787
 788         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 789                 return -ENODEV;
 790
 791         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 792         tm.tm_year -= 1900;
 793         tm.tm_mon -= 1;
 794
 795         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 796 }
 797
 798 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 799 {
 800         struct rtc_time tm;
 801         static int first = 1;
 802
 803         ts->tv_nsec = 0;
 804         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 805         if (first) {
 806                 first = 0;
 807                 if (ppc_md.time_init)
 808                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 809
 810                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 811                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 812                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 813                         return;
 814                 }
 815         }
 816         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 817                 ts->tv_sec = 0;
 818                 return;
 819         }
 820         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 821
 822         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 823                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 824 }
 825
 826 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 827 {
 828         __read_persistent_clock(ts);
 829
 830         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 831         if (ts->tv_sec < 0) {
 832                 ts->tv_sec = 0;
 833                 ts->tv_nsec = 0;
 834         }
 835
 836 }
 837
 838 /* clocksource code */
 839 static notrace u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 840 {
 841         return (u64)get_rtc();
 842 }
 843
 844 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 845 {
 846         return (u64)get_tb();
 847 }
 848
 849
 850 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 851 {
 852         struct timespec xt;
 853         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
 854         u32 mult = tk->tkr_mono.mult;
 855         u32 shift = tk->tkr_mono.shift;
 856         u64 cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
 857         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 858         u64 frac_sec;
 859
 860         if (clock != &clocksource_timebase)
 861                 return;
 862
 863         xt.tv_sec = tk->xtime_sec;
 864         xt.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
 865
 866         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 867         ++vdso_data->tb_update_count;
 868         smp_mb();
 869
 870         /*
 871          * This computes ((2^20 / 1e9) * mult) >> shift as a
 872          * 0.64 fixed-point fraction.
 873          * The computation in the else clause below won't overflow
 874          * (as long as the timebase frequency is >= 1.049 MHz)
 875          * but loses precision because we lose the low bits of the constant
 876          * in the shift.  Note that 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9.
 877          * For a shift of 24 the error is about 0.5e-9, or about 0.5ns
 878          * over a second.  (Shift values are usually 22, 23 or 24.)
 879          * For high frequency clocks such as the 512MHz timebase clock
 880          * on POWER[6789], the mult value is small (e.g. 32768000)
 881          * and so we can shift the constant by 16 initially
 882          * (295147905179 ~= 2^(20+64-16) / 1e9) and then do the
 883          * remaining shifts after the multiplication, which gives a
 884          * more accurate result (e.g. with mult = 32768000, shift = 24,
 885          * the error is only about 1.2e-12, or 0.7ns over 10 minutes).
 886          */
 887         if (mult <= 62500000 && clock->shift >= 16)
 888                 new_tb_to_xs = ((u64) mult * 295147905179ULL) >> (clock->shift - 16);
 889         else
 890                 new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 891
 892         /*
 893          * Compute the fractional second in units of 2^-32 seconds.
 894          * The fractional second is tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift
 895          * in nanoseconds, so multiplying that by 2^32 / 1e9 gives
 896          * it in units of 2^-32 seconds.
 897          * We assume shift <= 32 because clocks_calc_mult_shift()
 898          * generates shift values in the range 0 - 32.
 899          */
 900         frac_sec = tk->tkr_mono.xtime_nsec << (32 - shift);
 901         do_div(frac_sec, NSEC_PER_SEC);
 902
 903         /*
 904          * Work out new stamp_xsec value for any legacy users of systemcfg.
 905          * stamp_xsec is in units of 2^-20 seconds.
 906          */
 907         new_stamp_xsec = frac_sec >> 12;
 908         new_stamp_xsec += tk->xtime_sec * XSEC_PER_SEC;
 909
 910         /*
 911          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 912          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 913          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 914          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 915          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 916          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 917          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 918          */
 919         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 920         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 921         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 922         vdso_data->wtom_clock_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
 923         vdso_data->wtom_clock_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
 924         vdso_data->stamp_xtime = xt;
 925         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 926         smp_wmb();
 927         ++(vdso_data->tb_update_count);
 928 }
 929
 930 void update_vsyscall_tz(void)
 931 {
 932         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 933         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 934 }
 935
 936 static void __init clocksource_init(void)
 937 {
 938         struct clocksource *clock;
 939
 940         if (__USE_RTC())
 941                 clock = &clocksource_rtc;
 942         else
 943                 clock = &clocksource_timebase;
 944
 945         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 946                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 947                        clock->name);
 948                 return;
 949         }
 950
 951         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 952                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 953 }
 954
 955 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 956                                       struct clock_event_device *dev)
 957 {
 958         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 959         set_dec(evt);
 960
 961         /* We may have raced with new irq work */
 962         if (test_irq_work_pending())
 963                 set_dec(1);
 964
 965         return 0;
 966 }
 967
 968 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 969 {
 970         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 975 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 976 {
 977         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 978
 979         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 980         __timer_interrupt();
 981 }
 982
 983 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 984 {
 985         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 986
 987         *dec = decrementer_clockevent;
 988         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 989
 990         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 991                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 992
 993         clockevents_register_device(dec);
 994 }
 995
 996 static void enable_large_decrementer(void)
 997 {
 998         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 999                 return;
1000
1001         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
1002                 return;
1003
1004         /*
1005          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
1006          * otherwise firmware should have done it for us.
1007          */
1008         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1009                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
1010 }
1011
1012 static void __init set_decrementer_max(void)
1013 {
1014         struct device_node *cpu;
1015         u32 bits = 32;
1016
1017         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
1018         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1019                 return;
1020
1021         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
1022
1023         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
1024                 if (bits > 64 || bits < 32) {
1025                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
1026                         bits = 32;
1027                 }
1028
1029                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
1030                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
1031         }
1032
1033         of_node_put(cpu);
1034
1035         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1036                 bits, decrementer_max);
1037 }
1038
1039 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1040 {
1041         int cpu = smp_processor_id();
1042
1043         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
1044
1045         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
1046                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
1047         decrementer_clockevent.max_delta_ticks = decrementer_max;
1048         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
1049                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
1050         decrementer_clockevent.min_delta_ticks = 2;
1051
1052         register_decrementer_clockevent(cpu);
1053 }
1054
1055 void secondary_cpu_time_init(void)
1056 {
1057         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1058         enable_large_decrementer();
1059
1060         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1061          * such as BookE
1062          */
1063         start_cpu_decrementer();
1064
1065         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1066          * call here ! */
1067         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1068 }
1069
1070 /* This function is only called on the boot processor */
1071 void __init time_init(void)
1072 {
1073         struct div_result res;
1074         u64 scale;
1075         unsigned shift;
1076
1077         if (__USE_RTC()) {
1078                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1079                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1080         } else {
1081                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1082                 ppc_md.calibrate_decr();
1083                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1084                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1085                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1086                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1087         }
1088
1089         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1090         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1091         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1092         calc_cputime_factors();
1093
1094         /*
1095          * Compute scale factor for sched_clock.
1096          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1097          * which is the timebase frequency.
1098          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1099          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1100          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1101          * giving us the scale factor and shift count to use in
1102          * sched_clock().
1103          */
1104         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1105         scale = res.result_low;
1106         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1107                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1108                 res.result_high >>= 1;
1109         }
1110         tb_to_ns_scale = scale;
1111         tb_to_ns_shift = shift;
1112         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1113         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1114
1115         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1116         if (timezone_offset) {
1117                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1118                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1119         }
1120
1121         vdso_data->tb_update_count = 0;
1122         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1123
1124         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1125         set_decrementer_max();
1126         enable_large_decrementer();
1127
1128         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1129          * such as BookE
1130          */
1131         start_cpu_decrementer();
1132
1133         /* Register the clocksource */
1134         clocksource_init();
1135
1136         init_decrementer_clockevent();
1137         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1138
1139 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1140         of_clk_init(NULL);
1141 #endif
1142 }
1143
1144
1145 #define FEBRUARY        2
1146 #define STARTOFTIME     1970
1147 #define SECDAY          86400L
1148 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1149 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1150                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1151 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1152 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1153
1154 static int month_days[12] = {
1155         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1156 };
1157
1158 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1159 {
1160         register int    i;
1161         register long   hms, day;
1162
1163         day = tim / SECDAY;
1164         hms = tim % SECDAY;
1165
1166         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1167         tm->tm_hour = hms / 3600;
1168         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1169         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1170
1171         /* Number of years in days */
1172         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1173                 day -= days_in_year(i);
1174         tm->tm_year = i;
1175
1176         /* Number of months in days left */
1177         if (leapyear(tm->tm_year))
1178                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1179         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1180                 day -= days_in_month(i);
1181         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1182         tm->tm_mon = i;
1183
1184         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1185         tm->tm_mday = day + 1;
1186
1187         /*
1188          * No-one uses the day of the week.
1189          */
1190         tm->tm_wday = -1;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1193
1194 /*
1195  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1196  * result.
1197  */
1198 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1199                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1200 {
1201         unsigned long a, b, c, d;
1202         unsigned long w, x, y, z;
1203         u64 ra, rb, rc;
1204
1205         a = dividend_high >> 32;
1206         b = dividend_high & 0xffffffff;
1207         c = dividend_low >> 32;
1208         d = dividend_low & 0xffffffff;
1209
1210         w = a / divisor;
1211         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1212
1213         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1214         x = ra;
1215
1216         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1217         y = rb;
1218
1219         do_div(rc, divisor);
1220         z = rc;
1221
1222         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1223         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1224
1225 }
1226
1227 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1228 void calibrate_delay(void)
1229 {
1230         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1231          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1232          */
1233         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1234 }
1235
1236 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1237 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1238 {
1239         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1244 {
1245         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1246                 return -EOPNOTSUPP;
1247
1248         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1249                 return -EOPNOTSUPP;
1250
1251         return 0;
1252 }
1253
1254 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1255         .read_time = rtc_generic_get_time,
1256         .set_time = rtc_generic_set_time,
1257 };
1258
1259 static int __init rtc_init(void)
1260 {
1261         struct platform_device *pdev;
1262
1263         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1264                 return -ENODEV;
1265
1266         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1267                                              &rtc_generic_ops,
1268                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1269
1270         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1271 }
1272
1273 device_initcall(rtc_init);
1274 #endif