arch/powerpc/kernel/time.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Common time routines among all ppc machines.
   4  *
   5  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   6  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   7  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   8  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   9  *
  10  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  11  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  12  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  13  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  14  * on SMP then, nap and doze are OK).
  15  *
  16  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  17  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  18  *
  19  * TODO (not necessarily in this file):
  20  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  21  * measurement at boot time.
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  */
  29
  30 #include <linux/errno.h>
  31 #include <linux/export.h>
  32 #include <linux/sched.h>
  33 #include <linux/sched/clock.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/param.h>
  36 #include <linux/string.h>
  37 #include <linux/mm.h>
  38 #include <linux/interrupt.h>
  39 #include <linux/timex.h>
  40 #include <linux/kernel_stat.h>
  41 #include <linux/time.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/profile.h>
  44 #include <linux/cpu.h>
  45 #include <linux/security.h>
  46 #include <linux/percpu.h>
  47 #include <linux/rtc.h>
  48 #include <linux/jiffies.h>
  49 #include <linux/posix-timers.h>
  50 #include <linux/irq.h>
  51 #include <linux/delay.h>
  52 #include <linux/irq_work.h>
  53 #include <linux/of_clk.h>
  54 #include <linux/suspend.h>
  55 #include <linux/sched/cputime.h>
  56 #include <linux/sched/clock.h>
  57 #include <linux/processor.h>
  58 #include <asm/trace.h>
  59
  60 #include <asm/interrupt.h>
  61 #include <asm/io.h>
  62 #include <asm/nvram.h>
  63 #include <asm/cache.h>
  64 #include <asm/machdep.h>
  65 #include <linux/uaccess.h>
  66 #include <asm/time.h>
  67 #include <asm/prom.h>
  68 #include <asm/irq.h>
  69 #include <asm/div64.h>
  70 #include <asm/smp.h>
  71 #include <asm/vdso_datapage.h>
  72 #include <asm/firmware.h>
  73 #include <asm/asm-prototypes.h>
  74
  75 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  76
  77 #include <linux/clockchips.h>
  78 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  79
  80 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  81 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  82         .name         = "timebase",
  83         .rating       = 400,
  84         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  85         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  86         .read         = timebase_read,
  87         .vdso_clock_mode        = VDSO_CLOCKMODE_ARCHTIMER,
  88 };
  89
  90 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
  91 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
  92
  93 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  94                                       struct clock_event_device *dev);
  95 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
  96
  97 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
  98         .name                   = "decrementer",
  99         .rating                 = 200,
 100         .irq                    = 0,
 101         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 102         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 103         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 104         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 105         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 106                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 107 };
 108 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 109
 110 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 111 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 112
 113 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 114
 115 #ifdef CONFIG_PPC64
 116 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 117 #else
 118 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 119 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 120 #endif
 121
 122 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 123 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 124 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 125 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 126 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 127
 128 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 130
 131 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 132 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 133 static u64 boot_tb __read_mostly;
 134
 135 extern struct timezone sys_tz;
 136 static long timezone_offset;
 137
 138 unsigned long ppc_proc_freq;
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 140 unsigned long ppc_tb_freq;
 141 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 142
 143 bool tb_invalid;
 144
 145 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 146 /*
 147  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 148  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 149  */
 150 u64 __cputime_usec_factor;
 151 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 152
 153 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 154 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 155 #endif
 156
 157 static void calc_cputime_factors(void)
 158 {
 159         struct div_result res;
 160
 161         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 162         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 167  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 168  */
 169 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 170 {
 171         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 172                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 173         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 174                 return mfspr(SPRN_PURR);
 175         return tb;
 176 }
 177
 178 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 179
 180 #include <asm/dtl.h>
 181
 182 /*
 183  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 184  * Should be called with interrupts disabled.
 185  */
 186 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 187 {
 188         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 189         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 190         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 191         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 192         u64 tb_delta;
 193         u64 stolen = 0;
 194         u64 dtb;
 195
 196         if (!dtl)
 197                 return 0;
 198
 199         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 200                 return 0;
 201         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 202                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 203                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 204                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 205                 barrier();
 206                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 207                         /* buffer has overflowed */
 208                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 209                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 210                         continue;
 211                 }
 212                 if (dtb > stop_tb)
 213                         break;
 214                 if (dtl_consumer)
 215                         dtl_consumer(dtl, i);
 216                 stolen += tb_delta;
 217                 ++i;
 218                 ++dtl;
 219                 if (dtl == dtl_end)
 220                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 221         }
 222         local_paca->dtl_ridx = i;
 223         local_paca->dtl_curr = dtl;
 224         return stolen;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 229  * Called on entry from user mode.
 230  */
 231 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 232 {
 233         u64 sst, ust;
 234         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 235         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 236
 237         /* We are called early in the exception entry, before
 238          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 239          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 240          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 241          * complain
 242          */
 243         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 244
 245         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 246         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 247         acct->stime -= sst;
 248         acct->utime -= ust;
 249         acct->steal_time += ust + sst;
 250
 251         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 252 }
 253
 254 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 255 {
 256         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 257                 return 0;
 258
 259         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 260                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 261
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 266 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 267 {
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 272
 273 /*
 274  * Account time for a transition between system, hard irq
 275  * or soft irq state.
 276  */
 277 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 278                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 279 {
 280         unsigned long stime_scaled = 0;
 281 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 282         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 283         unsigned long utime, utime_scaled;
 284
 285         nowscaled = read_spurr(now);
 286         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 287         acct->startspurr = nowscaled;
 288         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 289         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 290
 291         /*
 292          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 293          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 294          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 295          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 296          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 297          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 298          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 299          * used by account_process_tick.
 300          */
 301         stime_scaled = stime;
 302         utime_scaled = utime;
 303         if (deltascaled != stime + utime) {
 304                 if (utime) {
 305                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 306                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 307                 } else {
 308                         stime_scaled = deltascaled;
 309                 }
 310         }
 311         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 312 #endif
 313
 314         return stime_scaled;
 315 }
 316
 317 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 318                                  unsigned long *stime_scaled,
 319                                  unsigned long *steal_time)
 320 {
 321         unsigned long now, stime;
 322
 323         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 324
 325         now = mftb();
 326         stime = now - acct->starttime;
 327         acct->starttime = now;
 328
 329         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 330
 331         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 332
 333         return stime;
 334 }
 335
 336 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 337                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 338 {
 339         unsigned long steal_time;
 340
 341         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 342         *stime -= min(*stime, steal_time);
 343         acct->steal_time += steal_time;
 344 }
 345
 346 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 347 {
 348         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 349         unsigned long stime, stime_scaled;
 350
 351         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 352
 353         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 354                 acct->gtime += stime;
 355 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 356                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 357 #endif
 358         } else {
 359                 acct->stime += stime;
 360 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 361                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 362 #endif
 363         }
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 366
 367 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 368 {
 369         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 370         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 371
 372         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 373         acct->idle_time += stime + steal_time;
 374 }
 375
 376 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 377                                     unsigned long *field)
 378 {
 379         unsigned long stime, stime_scaled;
 380
 381         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 382         *field += stime;
 383 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 384         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 385 #endif
 386 }
 387
 388 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 389 {
 390         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 391         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 392 }
 393
 394 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 395 {
 396         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 397         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 398 }
 399
 400 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 401                                struct cpu_accounting_data *acct)
 402 {
 403 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 404         if (acct->utime_scaled)
 405                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 406         if (acct->stime_scaled)
 407                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 408
 409         acct->utime_scaled = 0;
 410         acct->utime_sspurr = 0;
 411         acct->stime_scaled = 0;
 412 #endif
 413 }
 414
 415 /*
 416  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 417  * Must be called with interrupts disabled.
 418  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 419  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 420  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 421  */
 422 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 423 {
 424         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 425
 426         if (acct->utime)
 427                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 428
 429         if (acct->gtime)
 430                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 431
 432         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 433                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 434                 acct->steal_time = 0;
 435         }
 436
 437         if (acct->idle_time)
 438                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 439
 440         if (acct->stime)
 441                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 442                                           CPUTIME_SYSTEM);
 443
 444         if (acct->hardirq_time)
 445                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 446                                           CPUTIME_IRQ);
 447         if (acct->softirq_time)
 448                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 449                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 450
 451         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 452
 453         acct->utime = 0;
 454         acct->gtime = 0;
 455         acct->idle_time = 0;
 456         acct->stime = 0;
 457         acct->hardirq_time = 0;
 458         acct->softirq_time = 0;
 459 }
 460
 461 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 462 #define calc_cputime_factors()
 463 #endif
 464
 465 void __delay(unsigned long loops)
 466 {
 467         unsigned long start;
 468
 469         spin_begin();
 470         if (tb_invalid) {
 471                 /*
 472                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 473                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 474                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 475                  */
 476                 spin_cpu_relax();
 477         } else {
 478                 start = mftb();
 479                 while (mftb() - start < loops)
 480                         spin_cpu_relax();
 481         }
 482         spin_end();
 483 }
 484 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 485
 486 void udelay(unsigned long usecs)
 487 {
 488         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 491
 492 #ifdef CONFIG_SMP
 493 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 494 {
 495         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 496
 497         if (in_lock_functions(pc))
 498                 return regs->link;
 499
 500         return pc;
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 503 #endif
 504
 505 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 506
 507 /*
 508  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 509  */
 510 #ifdef CONFIG_PPC64
 511 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 512 {
 513         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 514                 "r" (1),
 515                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 516 }
 517
 518 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 519 {
 520         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 521                 "r" (0),
 522                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 523 }
 524
 525 #else /* 32-bit */
 526
 527 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 528
 529 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 530 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 531 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 532
 533 #endif /* 32 vs 64 bit */
 534
 535 void arch_irq_work_raise(void)
 536 {
 537         /*
 538          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 539          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 540          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 541          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 542          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 543          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 544          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 545          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 546          * here.
 547          */
 548         preempt_disable();
 549         set_irq_work_pending_flag();
 550         set_dec(1);
 551         preempt_enable();
 552 }
 553
 554 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 555
 556 #define test_irq_work_pending() 0
 557 #define clear_irq_work_pending()
 558
 559 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 560
 561 /*
 562  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 563  * with interrupts disabled.
 564  */
 565 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 566 {
 567         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 568         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 569         struct pt_regs *old_regs;
 570         u64 now;
 571
 572         /*
 573          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 574          * offline, just ignore these.
 575          */
 576         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 577                 set_dec(decrementer_max);
 578                 return;
 579         }
 580
 581         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 582          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 583          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 584          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 585          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 586          */
 587         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 588                 set_dec(0x7fffffff);
 589         else
 590                 set_dec(decrementer_max);
 591
 592         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 593          * bumped to its maximum value
 594          */
 595         may_hard_irq_enable();
 596
 597
 598 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 599         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 600                 do_IRQ(regs);
 601 #endif
 602
 603         old_regs = set_irq_regs(regs);
 604
 605         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 606
 607         if (test_irq_work_pending()) {
 608                 clear_irq_work_pending();
 609                 irq_work_run();
 610         }
 611
 612         now = get_tb();
 613         if (now >= *next_tb) {
 614                 *next_tb = ~(u64)0;
 615                 if (evt->event_handler)
 616                         evt->event_handler(evt);
 617                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 618         } else {
 619                 now = *next_tb - now;
 620                 if (now <= decrementer_max)
 621                         set_dec(now);
 622                 /* We may have raced with new irq work */
 623                 if (test_irq_work_pending())
 624                         set_dec(1);
 625                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 626         }
 627
 628         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 629
 630         set_irq_regs(old_regs);
 631 }
 632 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 633
 634 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 635 void timer_broadcast_interrupt(void)
 636 {
 637         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 638
 639         *next_tb = ~(u64)0;
 640         tick_receive_broadcast();
 641         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 642 }
 643 #endif
 644
 645 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 646 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 647 {
 648         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 649          * with suspending.
 650          */
 651
 652         set_dec(decrementer_max);
 653         local_irq_disable();
 654         set_dec(decrementer_max);
 655 }
 656
 657 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 658 {
 659         local_irq_enable();
 660 }
 661
 662 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 663 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 664 {
 665         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 666                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 667         generic_suspend_disable_irqs();
 668 }
 669
 670 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 671 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 672 {
 673         generic_suspend_enable_irqs();
 674         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 675                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 676 }
 677 #endif
 678
 679 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 680 {
 681         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 682 }
 683 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 684
 685 /*
 686  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 687  *
 688  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 689  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 690  * are 64-bit unsigned numbers.
 691  */
 692 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 693 {
 694         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 695 }
 696
 697
 698 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 699
 700 /*
 701  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 702  * kernels.
 703  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 704  */
 705 unsigned long long running_clock(void)
 706 {
 707         /*
 708          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 709          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 710          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 711          *
 712          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 713          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 714          */
 715         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 716             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 717                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 718
 719         /*
 720          * This is a next best approximation without a VTB.
 721          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 722          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 723          * VTB so it makes no difference anyway.
 724          */
 725         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 726 }
 727 #endif
 728
 729 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 730 {
 731         struct device_node *cpu;
 732         const __be32 *fp;
 733         int found = 0;
 734
 735         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 736         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 737
 738         if (cpu) {
 739                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 740                 if (fp) {
 741                         found = 1;
 742                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 743                 }
 744
 745                 of_node_put(cpu);
 746         }
 747
 748         return found;
 749 }
 750
 751 static void start_cpu_decrementer(void)
 752 {
 753 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 754         unsigned int tcr;
 755
 756         /* Clear any pending timer interrupts */
 757         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 758
 759         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 760         /*
 761          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 762          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 763          */
 764         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 765         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 766         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 767 #endif
 768 }
 769
 770 void __init generic_calibrate_decr(void)
 771 {
 772         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 773
 774         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 775             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 776
 777                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 778                                 "(not found)\n");
 779         }
 780
 781         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 782
 783         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 784             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 785
 786                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 787                                 "(not found)\n");
 788         }
 789 }
 790
 791 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 792 {
 793         struct rtc_time tm;
 794
 795         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 796                 return -ENODEV;
 797
 798         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 799
 800         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 801 }
 802
 803 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 804 {
 805         struct rtc_time tm;
 806         static int first = 1;
 807
 808         ts->tv_nsec = 0;
 809         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 810         if (first) {
 811                 first = 0;
 812                 if (ppc_md.time_init)
 813                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 814
 815                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 816                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 817                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 818                         return;
 819                 }
 820         }
 821         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 822                 ts->tv_sec = 0;
 823                 return;
 824         }
 825         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 826
 827         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 828 }
 829
 830 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 831 {
 832         __read_persistent_clock(ts);
 833
 834         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 835         if (ts->tv_sec < 0) {
 836                 ts->tv_sec = 0;
 837                 ts->tv_nsec = 0;
 838         }
 839
 840 }
 841
 842 /* clocksource code */
 843 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 844 {
 845         return (u64)get_tb();
 846 }
 847
 848 static void __init clocksource_init(void)
 849 {
 850         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 851
 852         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 853                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 854                        clock->name);
 855                 return;
 856         }
 857
 858         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 859                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 860 }
 861
 862 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 863                                       struct clock_event_device *dev)
 864 {
 865         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 866         set_dec(evt);
 867
 868         /* We may have raced with new irq work */
 869         if (test_irq_work_pending())
 870                 set_dec(1);
 871
 872         return 0;
 873 }
 874
 875 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 876 {
 877         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 878         return 0;
 879 }
 880
 881 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 882 {
 883         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 884
 885         *dec = decrementer_clockevent;
 886         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 887
 888         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 889
 890         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 891                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 892
 893         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 894         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 895         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 896 }
 897
 898 static void enable_large_decrementer(void)
 899 {
 900         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 901                 return;
 902
 903         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 904                 return;
 905
 906         /*
 907          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 908          * otherwise firmware should have done it for us.
 909          */
 910         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 911                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 912 }
 913
 914 static void __init set_decrementer_max(void)
 915 {
 916         struct device_node *cpu;
 917         u32 bits = 32;
 918
 919         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 920         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 921                 return;
 922
 923         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 924
 925         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 926                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 927                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 928                         bits = 32;
 929                 }
 930
 931                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 932                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 933         }
 934
 935         of_node_put(cpu);
 936
 937         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 938                 bits, decrementer_max);
 939 }
 940
 941 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 942 {
 943         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 944 }
 945
 946 void secondary_cpu_time_init(void)
 947 {
 948         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 949         enable_large_decrementer();
 950
 951         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 952          * such as BookE
 953          */
 954         start_cpu_decrementer();
 955
 956         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 957          * call here ! */
 958         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 959 }
 960
 961 /* This function is only called on the boot processor */
 962 void __init time_init(void)
 963 {
 964         struct div_result res;
 965         u64 scale;
 966         unsigned shift;
 967
 968         /* Normal PowerPC with timebase register */
 969         ppc_md.calibrate_decr();
 970         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 971                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 972         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 973                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 974
 975         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 976         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 977         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 978         calc_cputime_factors();
 979
 980         /*
 981          * Compute scale factor for sched_clock.
 982          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 983          * which is the timebase frequency.
 984          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 985          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 986          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 987          * giving us the scale factor and shift count to use in
 988          * sched_clock().
 989          */
 990         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 991         scale = res.result_low;
 992         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 993                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 994                 res.result_high >>= 1;
 995         }
 996         tb_to_ns_scale = scale;
 997         tb_to_ns_shift = shift;
 998         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 999         boot_tb = get_tb();
1000
1001         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1002         if (timezone_offset) {
1003                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1004                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1005         }
1006
1007         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1008
1009         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1010         set_decrementer_max();
1011         enable_large_decrementer();
1012
1013         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1014          * such as BookE
1015          */
1016         start_cpu_decrementer();
1017
1018         /* Register the clocksource */
1019         clocksource_init();
1020
1021         init_decrementer_clockevent();
1022         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1023
1024         of_clk_init(NULL);
1025         enable_sched_clock_irqtime();
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1030  * result.
1031  */
1032 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1033                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1034 {
1035         unsigned long a, b, c, d;
1036         unsigned long w, x, y, z;
1037         u64 ra, rb, rc;
1038
1039         a = dividend_high >> 32;
1040         b = dividend_high & 0xffffffff;
1041         c = dividend_low >> 32;
1042         d = dividend_low & 0xffffffff;
1043
1044         w = a / divisor;
1045         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1046
1047         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1048         x = ra;
1049
1050         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1051         y = rb;
1052
1053         do_div(rc, divisor);
1054         z = rc;
1055
1056         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1057         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1058
1059 }
1060
1061 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1062 void calibrate_delay(void)
1063 {
1064         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1065          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1066          */
1067         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1068 }
1069
1070 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1071 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1072 {
1073         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1078 {
1079         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1080                 return -EOPNOTSUPP;
1081
1082         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1083                 return -EOPNOTSUPP;
1084
1085         return 0;
1086 }
1087
1088 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1089         .read_time = rtc_generic_get_time,
1090         .set_time = rtc_generic_set_time,
1091 };
1092
1093 static int __init rtc_init(void)
1094 {
1095         struct platform_device *pdev;
1096
1097         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1098                 return -ENODEV;
1099
1100         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1101                                              &rtc_generic_ops,
1102                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1103
1104         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1105 }
1106
1107 device_initcall(rtc_init);
1108 #endif