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 <asm/trace.h>
  61
  62 #include <asm/io.h>
  63 #include <asm/processor.h>
  64 #include <asm/nvram.h>
  65 #include <asm/cache.h>
  66 #include <asm/machdep.h>
  67 #include <linux/uaccess.h>
  68 #include <asm/time.h>
  69 #include <asm/prom.h>
  70 #include <asm/irq.h>
  71 #include <asm/div64.h>
  72 #include <asm/smp.h>
  73 #include <asm/vdso_datapage.h>
  74 #include <asm/firmware.h>
  75 #include <asm/cputime.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  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 156  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 157  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 158  */
 159 u64 __cputime_jiffies_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 161 u64 __cputime_usec_factor;
 162 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 163 u64 __cputime_sec_factor;
 164 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 165 u64 __cputime_clockt_factor;
 166 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 167
 168 cputime_t cputime_one_jiffy;
 169
 170 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 171 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 172 #endif
 173
 174 #ifdef CONFIG_PPC64
 175 #define get_accounting(tsk)     (&get_paca()->accounting)
 176 #else
 177 #define get_accounting(tsk)     (&task_thread_info(tsk)->accounting)
 178 #endif
 179
 180 static void calc_cputime_factors(void)
 181 {
 182         struct div_result res;
 183
 184         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 185         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 186         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 187         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 188         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 189         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 190         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 191         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 192 }
 193
 194 /*
 195  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 196  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 197  */
 198 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 199 {
 200         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 201                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 202         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 203                 return mfspr(SPRN_PURR);
 204         return tb;
 205 }
 206
 207 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 208
 209 /*
 210  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 211  * Should be called with interrupts disabled.
 212  */
 213 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 214 {
 215         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 216         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 217         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 218         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 219         u64 tb_delta;
 220         u64 stolen = 0;
 221         u64 dtb;
 222
 223         if (!dtl)
 224                 return 0;
 225
 226         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 227                 return 0;
 228         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 229                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 230                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 231                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 232                 barrier();
 233                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 234                         /* buffer has overflowed */
 235                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 236                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 237                         continue;
 238                 }
 239                 if (dtb > stop_tb)
 240                         break;
 241                 if (dtl_consumer)
 242                         dtl_consumer(dtl, i);
 243                 stolen += tb_delta;
 244                 ++i;
 245                 ++dtl;
 246                 if (dtl == dtl_end)
 247                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 248         }
 249         local_paca->dtl_ridx = i;
 250         local_paca->dtl_curr = dtl;
 251         return stolen;
 252 }
 253
 254 /*
 255  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 256  * Called on entry from user mode.
 257  */
 258 void accumulate_stolen_time(void)
 259 {
 260         u64 sst, ust;
 261         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 262         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 263
 264         /* We are called early in the exception entry, before
 265          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 266          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 267          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 268          * complain
 269          */
 270         local_paca->soft_enabled = 0;
 271
 272         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 273         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 274         acct->stime -= sst;
 275         acct->utime -= ust;
 276         acct->steal_time += ust + sst;
 277
 278         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 279 }
 280
 281 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 282 {
 283         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 284                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 285
 286         return 0;
 287 }
 288
 289 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 290 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 291 {
 292         return 0;
 293 }
 294
 295 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 296
 297 /*
 298  * Account time for a transition between system, hard irq
 299  * or soft irq state.
 300  */
 301 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 302                                  unsigned long *stime_scaled,
 303                                  unsigned long *steal_time)
 304 {
 305         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 306         unsigned long stime;
 307         unsigned long utime, utime_scaled;
 308         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 309
 310         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 311
 312         now = mftb();
 313         nowscaled = read_spurr(now);
 314         stime = now - acct->starttime;
 315         acct->starttime = now;
 316         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 317         acct->startspurr = nowscaled;
 318
 319         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 320
 321         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 322         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 323
 324         /*
 325          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 326          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 327          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 328          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 329          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 330          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 331          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 332          * used by account_process_tick.
 333          */
 334         *stime_scaled = stime;
 335         utime_scaled = utime;
 336         if (deltascaled != stime + utime) {
 337                 if (utime) {
 338                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 339                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 340                 } else {
 341                         *stime_scaled = deltascaled;
 342                 }
 343         }
 344         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 345
 346         return stime;
 347 }
 348
 349 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 350 {
 351         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 352         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 353
 354         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 355
 356         stime -= min(stime, steal_time);
 357         acct->steal_time += steal_time;
 358
 359         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 360                 acct->gtime += stime;
 361                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 362         } else {
 363                 if (hardirq_count())
 364                         acct->hardirq_time += stime;
 365                 else if (in_serving_softirq())
 366                         acct->softirq_time += stime;
 367                 else
 368                         acct->stime += stime;
 369
 370                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 371         }
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 374
 375 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 376 {
 377         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 378         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 379
 380         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 381         acct->idle_time += stime + steal_time;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * Transfer the user time accumulated in the paca
 386  * by the exception entry and exit code to the generic
 387  * process user time records.
 388  * Must be called with interrupts disabled.
 389  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 390  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 391  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 392  */
 393 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 394 {
 395         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 396
 397         if (acct->utime)
 398                 account_user_time(tsk, acct->utime);
 399
 400         if (acct->utime_scaled)
 401                 tsk->utimescaled += acct->utime_scaled;
 402
 403         if (acct->gtime)
 404                 account_guest_time(tsk, acct->gtime);
 405
 406         if (acct->steal_time)
 407                 account_steal_time(acct->steal_time);
 408
 409         if (acct->idle_time)
 410                 account_idle_time(acct->idle_time);
 411
 412         if (acct->stime)
 413                 account_system_index_time(tsk, acct->stime, CPUTIME_SYSTEM);
 414
 415         if (acct->stime_scaled)
 416                 tsk->stimescaled += acct->stime_scaled;
 417
 418         if (acct->hardirq_time)
 419                 account_system_index_time(tsk, acct->hardirq_time, CPUTIME_IRQ);
 420
 421         if (acct->softirq_time)
 422                 account_system_index_time(tsk, acct->softirq_time, CPUTIME_SOFTIRQ);
 423
 424         acct->utime = 0;
 425         acct->utime_scaled = 0;
 426         acct->utime_sspurr = 0;
 427         acct->gtime = 0;
 428         acct->steal_time = 0;
 429         acct->idle_time = 0;
 430         acct->stime = 0;
 431         acct->stime_scaled = 0;
 432         acct->hardirq_time = 0;
 433         acct->softirq_time = 0;
 434 }
 435
 436 #ifdef CONFIG_PPC32
 437 /*
 438  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 439  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 440  * the next process.
 441  */
 442 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 443 {
 444         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 445
 446         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 447         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 448 }
 449 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 450
 451 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 452 #define calc_cputime_factors()
 453 #endif
 454
 455 void __delay(unsigned long loops)
 456 {
 457         unsigned long start;
 458         int diff;
 459
 460         if (__USE_RTC()) {
 461                 start = get_rtcl();
 462                 do {
 463                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 464                         diff = get_rtcl() - start;
 465                         if (diff < 0)
 466                                 diff += 1000000000;
 467                 } while (diff < loops);
 468         } else {
 469                 start = get_tbl();
 470                 while (get_tbl() - start < loops)
 471                         HMT_low();
 472                 HMT_medium();
 473         }
 474 }
 475 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 476
 477 void udelay(unsigned long usecs)
 478 {
 479         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 480 }
 481 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 482
 483 #ifdef CONFIG_SMP
 484 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 485 {
 486         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 487
 488         if (in_lock_functions(pc))
 489                 return regs->link;
 490
 491         return pc;
 492 }
 493 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 494 #endif
 495
 496 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 497
 498 /*
 499  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 500  */
 501 #ifdef CONFIG_PPC64
 502 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 503 {
 504         unsigned long x;
 505
 506         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 507                 : "=r" (x)
 508                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 509         return x;
 510 }
 511
 512 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 513 {
 514         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 515                 "r" (1),
 516                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 517 }
 518
 519 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 520 {
 521         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 522                 "r" (0),
 523                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 524 }
 525
 526 #else /* 32-bit */
 527
 528 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 529
 530 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 531 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 532 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 533
 534 #endif /* 32 vs 64 bit */
 535
 536 void arch_irq_work_raise(void)
 537 {
 538         preempt_disable();
 539         set_irq_work_pending_flag();
 540         set_dec(1);
 541         preempt_enable();
 542 }
 543
 544 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 545
 546 #define test_irq_work_pending() 0
 547 #define clear_irq_work_pending()
 548
 549 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 550
 551 static void __timer_interrupt(void)
 552 {
 553         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 554         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 555         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 556         u64 now;
 557
 558         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 559
 560         if (test_irq_work_pending()) {
 561                 clear_irq_work_pending();
 562                 irq_work_run();
 563         }
 564
 565         now = get_tb_or_rtc();
 566         if (now >= *next_tb) {
 567                 *next_tb = ~(u64)0;
 568                 if (evt->event_handler)
 569                         evt->event_handler(evt);
 570                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 571         } else {
 572                 now = *next_tb - now;
 573                 if (now <= decrementer_max)
 574                         set_dec(now);
 575                 /* We may have raced with new irq work */
 576                 if (test_irq_work_pending())
 577                         set_dec(1);
 578                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 579         }
 580
 581 #ifdef CONFIG_PPC64
 582         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 583         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 584                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 585                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 586         }
 587 #endif
 588
 589         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 590 }
 591
 592 /*
 593  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 594  * with interrupts disabled.
 595  */
 596 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 597 {
 598         struct pt_regs *old_regs;
 599         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 600
 601         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 602          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 603          */
 604         set_dec(decrementer_max);
 605
 606         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 607          * offline, just ignore these and we also need to set
 608          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 609          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 610          * here infinitely :(
 611          */
 612         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 613                 *next_tb = ~(u64)0;
 614                 return;
 615         }
 616
 617         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 618          * bumped to its maximum value
 619          */
 620         may_hard_irq_enable();
 621
 622
 623 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 624         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 625                 do_IRQ(regs);
 626 #endif
 627
 628         old_regs = set_irq_regs(regs);
 629         irq_enter();
 630
 631         __timer_interrupt();
 632         irq_exit();
 633         set_irq_regs(old_regs);
 634 }
 635 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 636
 637 /*
 638  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 639  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 640  * to clear them, as they are edge-triggered.
 641  */
 642 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 643 {
 644 }
 645
 646 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 647 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 648 {
 649         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 650          * with suspending.
 651          */
 652
 653         set_dec(decrementer_max);
 654         local_irq_disable();
 655         set_dec(decrementer_max);
 656 }
 657
 658 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 659 {
 660         local_irq_enable();
 661 }
 662
 663 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 664 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 665 {
 666         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 667                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 668         generic_suspend_disable_irqs();
 669 }
 670
 671 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 672 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 673 {
 674         generic_suspend_enable_irqs();
 675         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 676                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 677 }
 678 #endif
 679
 680 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 681 {
 682         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 685
 686 /*
 687  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 688  *
 689  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 690  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 691  * are 64-bit unsigned numbers.
 692  */
 693 unsigned long long sched_clock(void)
 694 {
 695         if (__USE_RTC())
 696                 return get_rtc();
 697         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 698 }
 699
 700
 701 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 702
 703 /*
 704  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 705  * kernels.
 706  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 707  */
 708 unsigned long long running_clock(void)
 709 {
 710         /*
 711          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 712          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 713          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 714          *
 715          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 716          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 717          */
 718         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 719             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 720                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 721
 722         /*
 723          * This is a next best approximation without a VTB.
 724          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 725          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 726          * VTB so it makes no difference anyway.
 727          */
 728         return local_clock() - cputime_to_nsecs(kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL]);
 729 }
 730 #endif
 731
 732 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 733 {
 734         struct device_node *cpu;
 735         const __be32 *fp;
 736         int found = 0;
 737
 738         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 739         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 740
 741         if (cpu) {
 742                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 743                 if (fp) {
 744                         found = 1;
 745                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 746                 }
 747
 748                 of_node_put(cpu);
 749         }
 750
 751         return found;
 752 }
 753
 754 static void start_cpu_decrementer(void)
 755 {
 756 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 757         /* Clear any pending timer interrupts */
 758         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 759
 760         /* Enable decrementer interrupt */
 761         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 762 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 763 }
 764
 765 void __init generic_calibrate_decr(void)
 766 {
 767         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 768
 769         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 770             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 771
 772                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 773                                 "(not found)\n");
 774         }
 775
 776         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 777
 778         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 779             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 780
 781                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 782                                 "(not found)\n");
 783         }
 784 }
 785
 786 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 787 {
 788         struct rtc_time tm;
 789
 790         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 791                 return -ENODEV;
 792
 793         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 794         tm.tm_year -= 1900;
 795         tm.tm_mon -= 1;
 796
 797         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 798 }
 799
 800 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 801 {
 802         struct rtc_time tm;
 803         static int first = 1;
 804
 805         ts->tv_nsec = 0;
 806         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 807         if (first) {
 808                 first = 0;
 809                 if (ppc_md.time_init)
 810                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 811
 812                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 813                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 814                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 815                         return;
 816                 }
 817         }
 818         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 819                 ts->tv_sec = 0;
 820                 return;
 821         }
 822         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 823
 824         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 825                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 826 }
 827
 828 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 829 {
 830         __read_persistent_clock(ts);
 831
 832         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 833         if (ts->tv_sec < 0) {
 834                 ts->tv_sec = 0;
 835                 ts->tv_nsec = 0;
 836         }
 837
 838 }
 839
 840 /* clocksource code */
 841 static u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 842 {
 843         return (u64)get_rtc();
 844 }
 845
 846 static u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 847 {
 848         return (u64)get_tb();
 849 }
 850
 851 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 852                          struct clocksource *clock, u32 mult, u64 cycle_last)
 853 {
 854         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 855         u32 frac_sec;
 856
 857         if (clock != &clocksource_timebase)
 858                 return;
 859
 860         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 861         ++vdso_data->tb_update_count;
 862         smp_mb();
 863
 864         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 865         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 866         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 867         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 868         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 869
 870         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 871         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 872         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 873
 874         /*
 875          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 876          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 877          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 878          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 879          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 880          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 881          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 882          * We expect the caller to have done the first increment of
 883          * vdso_data->tb_update_count already.
 884          */
 885         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 886         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 887         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 888         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 889         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 890         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 891         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 892         smp_wmb();
 893         ++(vdso_data->tb_update_count);
 894 }
 895
 896 void update_vsyscall_tz(void)
 897 {
 898         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 899         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 900 }
 901
 902 static void __init clocksource_init(void)
 903 {
 904         struct clocksource *clock;
 905
 906         if (__USE_RTC())
 907                 clock = &clocksource_rtc;
 908         else
 909                 clock = &clocksource_timebase;
 910
 911         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 912                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 913                        clock->name);
 914                 return;
 915         }
 916
 917         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 918                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 919 }
 920
 921 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 922                                       struct clock_event_device *dev)
 923 {
 924         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 925         set_dec(evt);
 926
 927         /* We may have raced with new irq work */
 928         if (test_irq_work_pending())
 929                 set_dec(1);
 930
 931         return 0;
 932 }
 933
 934 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 935 {
 936         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 937         return 0;
 938 }
 939
 940 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 941 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 942 {
 943         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 944
 945         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 946         __timer_interrupt();
 947 }
 948
 949 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 950 {
 951         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 952
 953         *dec = decrementer_clockevent;
 954         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 955
 956         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 957                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 958
 959         clockevents_register_device(dec);
 960 }
 961
 962 static void enable_large_decrementer(void)
 963 {
 964         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 965                 return;
 966
 967         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 968                 return;
 969
 970         /*
 971          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 972          * otherwise firmware should have done it for us.
 973          */
 974         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 975                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 976 }
 977
 978 static void __init set_decrementer_max(void)
 979 {
 980         struct device_node *cpu;
 981         u32 bits = 32;
 982
 983         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 984         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 985                 return;
 986
 987         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 988
 989         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 990                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 991                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 992                         bits = 32;
 993                 }
 994
 995                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 996                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 997         }
 998
 999         of_node_put(cpu);
1000
1001         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1002                 bits, decrementer_max);
1003 }
1004
1005 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1006 {
1007         int cpu = smp_processor_id();
1008
1009         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
1010
1011         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
1012                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
1013         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
1014                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
1015
1016         register_decrementer_clockevent(cpu);
1017 }
1018
1019 void secondary_cpu_time_init(void)
1020 {
1021         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1022         enable_large_decrementer();
1023
1024         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1025          * such as BookE
1026          */
1027         start_cpu_decrementer();
1028
1029         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1030          * call here ! */
1031         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1032 }
1033
1034 /* This function is only called on the boot processor */
1035 void __init time_init(void)
1036 {
1037         struct div_result res;
1038         u64 scale;
1039         unsigned shift;
1040
1041         if (__USE_RTC()) {
1042                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1043                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1044         } else {
1045                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1046                 ppc_md.calibrate_decr();
1047                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1048                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1049                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1050                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1051         }
1052
1053         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1054         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1055         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1056         calc_cputime_factors();
1057         setup_cputime_one_jiffy();
1058
1059         /*
1060          * Compute scale factor for sched_clock.
1061          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1062          * which is the timebase frequency.
1063          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1064          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1065          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1066          * giving us the scale factor and shift count to use in
1067          * sched_clock().
1068          */
1069         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1070         scale = res.result_low;
1071         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1072                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1073                 res.result_high >>= 1;
1074         }
1075         tb_to_ns_scale = scale;
1076         tb_to_ns_shift = shift;
1077         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1078         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1079
1080         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1081         if (timezone_offset) {
1082                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1083                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1084         }
1085
1086         vdso_data->tb_update_count = 0;
1087         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1088
1089         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1090         set_decrementer_max();
1091         enable_large_decrementer();
1092
1093         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1094          * such as BookE
1095          */
1096         start_cpu_decrementer();
1097
1098         /* Register the clocksource */
1099         clocksource_init();
1100
1101         init_decrementer_clockevent();
1102         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1103
1104 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1105         of_clk_init(NULL);
1106 #endif
1107 }
1108
1109
1110 #define FEBRUARY        2
1111 #define STARTOFTIME     1970
1112 #define SECDAY          86400L
1113 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1114 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1115                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1116 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1117 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1118
1119 static int month_days[12] = {
1120         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1121 };
1122
1123 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1124 {
1125         register int    i;
1126         register long   hms, day;
1127
1128         day = tim / SECDAY;
1129         hms = tim % SECDAY;
1130
1131         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1132         tm->tm_hour = hms / 3600;
1133         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1134         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1135
1136         /* Number of years in days */
1137         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1138                 day -= days_in_year(i);
1139         tm->tm_year = i;
1140
1141         /* Number of months in days left */
1142         if (leapyear(tm->tm_year))
1143                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1144         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1145                 day -= days_in_month(i);
1146         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1147         tm->tm_mon = i;
1148
1149         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1150         tm->tm_mday = day + 1;
1151
1152         /*
1153          * No-one uses the day of the week.
1154          */
1155         tm->tm_wday = -1;
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1158
1159 /*
1160  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1161  * result.
1162  */
1163 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1164                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1165 {
1166         unsigned long a, b, c, d;
1167         unsigned long w, x, y, z;
1168         u64 ra, rb, rc;
1169
1170         a = dividend_high >> 32;
1171         b = dividend_high & 0xffffffff;
1172         c = dividend_low >> 32;
1173         d = dividend_low & 0xffffffff;
1174
1175         w = a / divisor;
1176         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1177
1178         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1179         x = ra;
1180
1181         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1182         y = rb;
1183
1184         do_div(rc, divisor);
1185         z = rc;
1186
1187         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1188         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1189
1190 }
1191
1192 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1193 void calibrate_delay(void)
1194 {
1195         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1196          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1197          */
1198         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1199 }
1200
1201 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1202 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1203 {
1204         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1205         return rtc_valid_tm(tm);
1206 }
1207
1208 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1209 {
1210         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1211                 return -EOPNOTSUPP;
1212
1213         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1214                 return -EOPNOTSUPP;
1215
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1220         .read_time = rtc_generic_get_time,
1221         .set_time = rtc_generic_set_time,
1222 };
1223
1224 static int __init rtc_init(void)
1225 {
1226         struct platform_device *pdev;
1227
1228         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1229                 return -ENODEV;
1230
1231         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1232                                              &rtc_generic_ops,
1233                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1234
1235         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1236 }
1237
1238 device_initcall(rtc_init);
1239 #endif