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  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 386  * Must be called with interrupts disabled.
 387  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 388  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 389  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 390  */
 391 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 392 {
 393         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 394
 395         if (acct->utime)
 396                 account_user_time(tsk, acct->utime);
 397
 398         if (acct->utime_scaled)
 399                 tsk->utimescaled += acct->utime_scaled;
 400
 401         if (acct->gtime)
 402                 account_guest_time(tsk, acct->gtime);
 403
 404         if (acct->steal_time)
 405                 account_steal_time(acct->steal_time);
 406
 407         if (acct->idle_time)
 408                 account_idle_time(acct->idle_time);
 409
 410         if (acct->stime)
 411                 account_system_index_time(tsk, acct->stime, CPUTIME_SYSTEM);
 412
 413         if (acct->stime_scaled)
 414                 tsk->stimescaled += acct->stime_scaled;
 415
 416         if (acct->hardirq_time)
 417                 account_system_index_time(tsk, acct->hardirq_time, CPUTIME_IRQ);
 418
 419         if (acct->softirq_time)
 420                 account_system_index_time(tsk, acct->softirq_time, CPUTIME_SOFTIRQ);
 421
 422         acct->utime = 0;
 423         acct->utime_scaled = 0;
 424         acct->utime_sspurr = 0;
 425         acct->gtime = 0;
 426         acct->steal_time = 0;
 427         acct->idle_time = 0;
 428         acct->stime = 0;
 429         acct->stime_scaled = 0;
 430         acct->hardirq_time = 0;
 431         acct->softirq_time = 0;
 432 }
 433
 434 #ifdef CONFIG_PPC32
 435 /*
 436  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 437  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 438  * the next process.
 439  */
 440 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 441 {
 442         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 443
 444         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 445         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 446 }
 447 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 448
 449 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 450 #define calc_cputime_factors()
 451 #endif
 452
 453 void __delay(unsigned long loops)
 454 {
 455         unsigned long start;
 456         int diff;
 457
 458         if (__USE_RTC()) {
 459                 start = get_rtcl();
 460                 do {
 461                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 462                         diff = get_rtcl() - start;
 463                         if (diff < 0)
 464                                 diff += 1000000000;
 465                 } while (diff < loops);
 466         } else {
 467                 start = get_tbl();
 468                 while (get_tbl() - start < loops)
 469                         HMT_low();
 470                 HMT_medium();
 471         }
 472 }
 473 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 474
 475 void udelay(unsigned long usecs)
 476 {
 477         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 478 }
 479 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 480
 481 #ifdef CONFIG_SMP
 482 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 483 {
 484         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 485
 486         if (in_lock_functions(pc))
 487                 return regs->link;
 488
 489         return pc;
 490 }
 491 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 492 #endif
 493
 494 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 495
 496 /*
 497  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 498  */
 499 #ifdef CONFIG_PPC64
 500 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 501 {
 502         unsigned long x;
 503
 504         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 505                 : "=r" (x)
 506                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 507         return x;
 508 }
 509
 510 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 511 {
 512         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 513                 "r" (1),
 514                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 515 }
 516
 517 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 518 {
 519         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 520                 "r" (0),
 521                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 522 }
 523
 524 #else /* 32-bit */
 525
 526 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 527
 528 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 529 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 530 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 531
 532 #endif /* 32 vs 64 bit */
 533
 534 void arch_irq_work_raise(void)
 535 {
 536         preempt_disable();
 537         set_irq_work_pending_flag();
 538         set_dec(1);
 539         preempt_enable();
 540 }
 541
 542 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 543
 544 #define test_irq_work_pending() 0
 545 #define clear_irq_work_pending()
 546
 547 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 548
 549 static void __timer_interrupt(void)
 550 {
 551         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 552         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 553         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 554         u64 now;
 555
 556         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 557
 558         if (test_irq_work_pending()) {
 559                 clear_irq_work_pending();
 560                 irq_work_run();
 561         }
 562
 563         now = get_tb_or_rtc();
 564         if (now >= *next_tb) {
 565                 *next_tb = ~(u64)0;
 566                 if (evt->event_handler)
 567                         evt->event_handler(evt);
 568                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 569         } else {
 570                 now = *next_tb - now;
 571                 if (now <= decrementer_max)
 572                         set_dec(now);
 573                 /* We may have raced with new irq work */
 574                 if (test_irq_work_pending())
 575                         set_dec(1);
 576                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 577         }
 578
 579 #ifdef CONFIG_PPC64
 580         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 581         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 582                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 583                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 584         }
 585 #endif
 586
 587         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 588 }
 589
 590 /*
 591  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 592  * with interrupts disabled.
 593  */
 594 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 595 {
 596         struct pt_regs *old_regs;
 597         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 598
 599         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 600          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 601          */
 602         set_dec(decrementer_max);
 603
 604         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 605          * offline, just ignore these and we also need to set
 606          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 607          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 608          * here infinitely :(
 609          */
 610         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 611                 *next_tb = ~(u64)0;
 612                 return;
 613         }
 614
 615         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 616          * bumped to its maximum value
 617          */
 618         may_hard_irq_enable();
 619
 620
 621 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 622         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 623                 do_IRQ(regs);
 624 #endif
 625
 626         old_regs = set_irq_regs(regs);
 627         irq_enter();
 628
 629         __timer_interrupt();
 630         irq_exit();
 631         set_irq_regs(old_regs);
 632 }
 633 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 634
 635 /*
 636  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 637  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 638  * to clear them, as they are edge-triggered.
 639  */
 640 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 641 {
 642 }
 643
 644 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 645 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 646 {
 647         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 648          * with suspending.
 649          */
 650
 651         set_dec(decrementer_max);
 652         local_irq_disable();
 653         set_dec(decrementer_max);
 654 }
 655
 656 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 657 {
 658         local_irq_enable();
 659 }
 660
 661 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 662 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 663 {
 664         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 665                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 666         generic_suspend_disable_irqs();
 667 }
 668
 669 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 670 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 671 {
 672         generic_suspend_enable_irqs();
 673         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 674                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 675 }
 676 #endif
 677
 678 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 679 {
 680         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 681 }
 682 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 683
 684 /*
 685  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 686  *
 687  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 688  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 689  * are 64-bit unsigned numbers.
 690  */
 691 unsigned long long sched_clock(void)
 692 {
 693         if (__USE_RTC())
 694                 return get_rtc();
 695         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 696 }
 697
 698
 699 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 700
 701 /*
 702  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 703  * kernels.
 704  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 705  */
 706 unsigned long long running_clock(void)
 707 {
 708         /*
 709          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 710          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 711          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 712          *
 713          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 714          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 715          */
 716         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 717             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 718                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 719
 720         /*
 721          * This is a next best approximation without a VTB.
 722          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 723          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 724          * VTB so it makes no difference anyway.
 725          */
 726         return local_clock() - cputime_to_nsecs(kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL]);
 727 }
 728 #endif
 729
 730 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 731 {
 732         struct device_node *cpu;
 733         const __be32 *fp;
 734         int found = 0;
 735
 736         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 737         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 738
 739         if (cpu) {
 740                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 741                 if (fp) {
 742                         found = 1;
 743                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 744                 }
 745
 746                 of_node_put(cpu);
 747         }
 748
 749         return found;
 750 }
 751
 752 static void start_cpu_decrementer(void)
 753 {
 754 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 755         /* Clear any pending timer interrupts */
 756         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 757
 758         /* Enable decrementer interrupt */
 759         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 760 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 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 u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 840 {
 841         return (u64)get_rtc();
 842 }
 843
 844 static u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 845 {
 846         return (u64)get_tb();
 847 }
 848
 849 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 850                          struct clocksource *clock, u32 mult, u64 cycle_last)
 851 {
 852         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 853         u32 frac_sec;
 854
 855         if (clock != &clocksource_timebase)
 856                 return;
 857
 858         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 859         ++vdso_data->tb_update_count;
 860         smp_mb();
 861
 862         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 863         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 864         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 865         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 866         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 867
 868         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 869         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 870         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 871
 872         /*
 873          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 874          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 875          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 876          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 877          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 878          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 879          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 880          * We expect the caller to have done the first increment of
 881          * vdso_data->tb_update_count already.
 882          */
 883         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 884         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 885         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 886         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 887         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 888         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 889         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 890         smp_wmb();
 891         ++(vdso_data->tb_update_count);
 892 }
 893
 894 void update_vsyscall_tz(void)
 895 {
 896         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 897         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 898 }
 899
 900 static void __init clocksource_init(void)
 901 {
 902         struct clocksource *clock;
 903
 904         if (__USE_RTC())
 905                 clock = &clocksource_rtc;
 906         else
 907                 clock = &clocksource_timebase;
 908
 909         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 910                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 911                        clock->name);
 912                 return;
 913         }
 914
 915         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 916                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 917 }
 918
 919 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 920                                       struct clock_event_device *dev)
 921 {
 922         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 923         set_dec(evt);
 924
 925         /* We may have raced with new irq work */
 926         if (test_irq_work_pending())
 927                 set_dec(1);
 928
 929         return 0;
 930 }
 931
 932 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 933 {
 934         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 935         return 0;
 936 }
 937
 938 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 939 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 940 {
 941         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 942
 943         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 944         __timer_interrupt();
 945 }
 946
 947 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 948 {
 949         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 950
 951         *dec = decrementer_clockevent;
 952         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 953
 954         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 955                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 956
 957         clockevents_register_device(dec);
 958 }
 959
 960 static void enable_large_decrementer(void)
 961 {
 962         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 963                 return;
 964
 965         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 966                 return;
 967
 968         /*
 969          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 970          * otherwise firmware should have done it for us.
 971          */
 972         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 973                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 974 }
 975
 976 static void __init set_decrementer_max(void)
 977 {
 978         struct device_node *cpu;
 979         u32 bits = 32;
 980
 981         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 982         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 983                 return;
 984
 985         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 986
 987         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 988                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 989                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 990                         bits = 32;
 991                 }
 992
 993                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 994                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 995         }
 996
 997         of_node_put(cpu);
 998
 999         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1000                 bits, decrementer_max);
1001 }
1002
1003 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1004 {
1005         int cpu = smp_processor_id();
1006
1007         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
1008
1009         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
1010                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
1011         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
1012                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
1013
1014         register_decrementer_clockevent(cpu);
1015 }
1016
1017 void secondary_cpu_time_init(void)
1018 {
1019         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1020         enable_large_decrementer();
1021
1022         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1023          * such as BookE
1024          */
1025         start_cpu_decrementer();
1026
1027         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1028          * call here ! */
1029         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1030 }
1031
1032 /* This function is only called on the boot processor */
1033 void __init time_init(void)
1034 {
1035         struct div_result res;
1036         u64 scale;
1037         unsigned shift;
1038
1039         if (__USE_RTC()) {
1040                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1041                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1042         } else {
1043                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1044                 ppc_md.calibrate_decr();
1045                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1046                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1047                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1048                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1049         }
1050
1051         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1052         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1053         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1054         calc_cputime_factors();
1055         setup_cputime_one_jiffy();
1056
1057         /*
1058          * Compute scale factor for sched_clock.
1059          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1060          * which is the timebase frequency.
1061          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1062          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1063          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1064          * giving us the scale factor and shift count to use in
1065          * sched_clock().
1066          */
1067         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1068         scale = res.result_low;
1069         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1070                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1071                 res.result_high >>= 1;
1072         }
1073         tb_to_ns_scale = scale;
1074         tb_to_ns_shift = shift;
1075         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1076         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1077
1078         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1079         if (timezone_offset) {
1080                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1081                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1082         }
1083
1084         vdso_data->tb_update_count = 0;
1085         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1086
1087         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1088         set_decrementer_max();
1089         enable_large_decrementer();
1090
1091         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1092          * such as BookE
1093          */
1094         start_cpu_decrementer();
1095
1096         /* Register the clocksource */
1097         clocksource_init();
1098
1099         init_decrementer_clockevent();
1100         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1101
1102 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1103         of_clk_init(NULL);
1104 #endif
1105 }
1106
1107
1108 #define FEBRUARY        2
1109 #define STARTOFTIME     1970
1110 #define SECDAY          86400L
1111 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1112 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1113                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1114 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1115 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1116
1117 static int month_days[12] = {
1118         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1119 };
1120
1121 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1122 {
1123         register int    i;
1124         register long   hms, day;
1125
1126         day = tim / SECDAY;
1127         hms = tim % SECDAY;
1128
1129         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1130         tm->tm_hour = hms / 3600;
1131         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1132         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1133
1134         /* Number of years in days */
1135         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1136                 day -= days_in_year(i);
1137         tm->tm_year = i;
1138
1139         /* Number of months in days left */
1140         if (leapyear(tm->tm_year))
1141                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1142         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1143                 day -= days_in_month(i);
1144         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1145         tm->tm_mon = i;
1146
1147         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1148         tm->tm_mday = day + 1;
1149
1150         /*
1151          * No-one uses the day of the week.
1152          */
1153         tm->tm_wday = -1;
1154 }
1155 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1156
1157 /*
1158  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1159  * result.
1160  */
1161 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1162                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1163 {
1164         unsigned long a, b, c, d;
1165         unsigned long w, x, y, z;
1166         u64 ra, rb, rc;
1167
1168         a = dividend_high >> 32;
1169         b = dividend_high & 0xffffffff;
1170         c = dividend_low >> 32;
1171         d = dividend_low & 0xffffffff;
1172
1173         w = a / divisor;
1174         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1175
1176         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1177         x = ra;
1178
1179         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1180         y = rb;
1181
1182         do_div(rc, divisor);
1183         z = rc;
1184
1185         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1186         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1187
1188 }
1189
1190 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1191 void calibrate_delay(void)
1192 {
1193         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1194          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1195          */
1196         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1197 }
1198
1199 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1200 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1201 {
1202         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1203         return rtc_valid_tm(tm);
1204 }
1205
1206 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1207 {
1208         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1209                 return -EOPNOTSUPP;
1210
1211         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1212                 return -EOPNOTSUPP;
1213
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1218         .read_time = rtc_generic_get_time,
1219         .set_time = rtc_generic_set_time,
1220 };
1221
1222 static int __init rtc_init(void)
1223 {
1224         struct platform_device *pdev;
1225
1226         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1227                 return -ENODEV;
1228
1229         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1230                                              &rtc_generic_ops,
1231                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1232
1233         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1234 }
1235
1236 device_initcall(rtc_init);
1237 #endif