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         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 235
 236         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 237         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 238         acct->stime -= sst;
 239         acct->utime -= ust;
 240         acct->steal_time += ust + sst;
 241 }
 242
 243 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 244 {
 245         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 246                 return 0;
 247
 248         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 249                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 250
 251         return 0;
 252 }
 253
 254 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 255 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 256 {
 257         return 0;
 258 }
 259
 260 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 261
 262 /*
 263  * Account time for a transition between system, hard irq
 264  * or soft irq state.
 265  */
 266 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 267                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 268 {
 269         unsigned long stime_scaled = 0;
 270 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 271         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 272         unsigned long utime, utime_scaled;
 273
 274         nowscaled = read_spurr(now);
 275         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 276         acct->startspurr = nowscaled;
 277         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 278         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 279
 280         /*
 281          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 282          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 283          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 284          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 285          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 286          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 287          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 288          * used by account_process_tick.
 289          */
 290         stime_scaled = stime;
 291         utime_scaled = utime;
 292         if (deltascaled != stime + utime) {
 293                 if (utime) {
 294                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 295                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 296                 } else {
 297                         stime_scaled = deltascaled;
 298                 }
 299         }
 300         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 301 #endif
 302
 303         return stime_scaled;
 304 }
 305
 306 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 307                                  unsigned long *stime_scaled,
 308                                  unsigned long *steal_time)
 309 {
 310         unsigned long now, stime;
 311
 312         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 313
 314         now = mftb();
 315         stime = now - acct->starttime;
 316         acct->starttime = now;
 317
 318         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 319
 320         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 321
 322         return stime;
 323 }
 324
 325 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 326                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 327 {
 328         unsigned long steal_time;
 329
 330         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 331         *stime -= min(*stime, steal_time);
 332         acct->steal_time += steal_time;
 333 }
 334
 335 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 336 {
 337         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 338         unsigned long stime, stime_scaled;
 339
 340         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 341
 342         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 343                 acct->gtime += stime;
 344 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 345                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 346 #endif
 347         } else {
 348                 acct->stime += stime;
 349 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 350                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 351 #endif
 352         }
 353 }
 354 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 355
 356 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 357 {
 358         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 359         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 360
 361         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 362         acct->idle_time += stime + steal_time;
 363 }
 364
 365 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 366                                     unsigned long *field)
 367 {
 368         unsigned long stime, stime_scaled;
 369
 370         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 371         *field += stime;
 372 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 373         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 374 #endif
 375 }
 376
 377 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 378 {
 379         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 380         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 381 }
 382
 383 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 384 {
 385         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 386         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 387 }
 388
 389 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 390                                struct cpu_accounting_data *acct)
 391 {
 392 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 393         if (acct->utime_scaled)
 394                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 395         if (acct->stime_scaled)
 396                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 397
 398         acct->utime_scaled = 0;
 399         acct->utime_sspurr = 0;
 400         acct->stime_scaled = 0;
 401 #endif
 402 }
 403
 404 /*
 405  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 406  * Must be called with interrupts disabled.
 407  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 408  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 409  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 410  */
 411 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 412 {
 413         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 414
 415         if (acct->utime)
 416                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 417
 418         if (acct->gtime)
 419                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 420
 421         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 422                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 423                 acct->steal_time = 0;
 424         }
 425
 426         if (acct->idle_time)
 427                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 428
 429         if (acct->stime)
 430                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 431                                           CPUTIME_SYSTEM);
 432
 433         if (acct->hardirq_time)
 434                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 435                                           CPUTIME_IRQ);
 436         if (acct->softirq_time)
 437                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 438                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 439
 440         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 441
 442         acct->utime = 0;
 443         acct->gtime = 0;
 444         acct->idle_time = 0;
 445         acct->stime = 0;
 446         acct->hardirq_time = 0;
 447         acct->softirq_time = 0;
 448 }
 449
 450 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 451 #define calc_cputime_factors()
 452 #endif
 453
 454 void __delay(unsigned long loops)
 455 {
 456         unsigned long start;
 457
 458         spin_begin();
 459         if (tb_invalid) {
 460                 /*
 461                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 462                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 463                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 464                  */
 465                 spin_cpu_relax();
 466         } else {
 467                 start = mftb();
 468                 while (mftb() - start < loops)
 469                         spin_cpu_relax();
 470         }
 471         spin_end();
 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 void set_irq_work_pending_flag(void)
 501 {
 502         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 503                 "r" (1),
 504                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 505 }
 506
 507 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 508 {
 509         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 510                 "r" (0),
 511                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 512 }
 513
 514 #else /* 32-bit */
 515
 516 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 517
 518 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 519 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 520 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 521
 522 #endif /* 32 vs 64 bit */
 523
 524 void arch_irq_work_raise(void)
 525 {
 526         /*
 527          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 528          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 529          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 530          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 531          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 532          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 533          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 534          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 535          * here.
 536          */
 537         preempt_disable();
 538         set_irq_work_pending_flag();
 539         set_dec(1);
 540         preempt_enable();
 541 }
 542
 543 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 544
 545 #define test_irq_work_pending() 0
 546 #define clear_irq_work_pending()
 547
 548 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 549
 550 /*
 551  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 552  * with interrupts disabled.
 553  */
 554 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 555 {
 556         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 557         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 558         struct pt_regs *old_regs;
 559         u64 now;
 560
 561         /*
 562          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 563          * offline, just ignore these.
 564          */
 565         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 566                 set_dec(decrementer_max);
 567                 return;
 568         }
 569
 570         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 571          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 572          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 573          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 574          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 575          */
 576         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 577                 set_dec(0x7fffffff);
 578         else
 579                 set_dec(decrementer_max);
 580
 581         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 582          * bumped to its maximum value
 583          */
 584         may_hard_irq_enable();
 585
 586
 587 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 588         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 589                 __do_IRQ(regs);
 590 #endif
 591
 592         old_regs = set_irq_regs(regs);
 593
 594         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 595
 596         if (test_irq_work_pending()) {
 597                 clear_irq_work_pending();
 598                 irq_work_run();
 599         }
 600
 601         now = get_tb();
 602         if (now >= *next_tb) {
 603                 *next_tb = ~(u64)0;
 604                 if (evt->event_handler)
 605                         evt->event_handler(evt);
 606                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 607         } else {
 608                 now = *next_tb - now;
 609                 if (now <= decrementer_max)
 610                         set_dec(now);
 611                 /* We may have raced with new irq work */
 612                 if (test_irq_work_pending())
 613                         set_dec(1);
 614                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 615         }
 616
 617         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 618
 619         set_irq_regs(old_regs);
 620 }
 621 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 622
 623 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 624 void timer_broadcast_interrupt(void)
 625 {
 626         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 627
 628         *next_tb = ~(u64)0;
 629         tick_receive_broadcast();
 630         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 631 }
 632 #endif
 633
 634 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 635 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 636 {
 637         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 638          * with suspending.
 639          */
 640
 641         set_dec(decrementer_max);
 642         local_irq_disable();
 643         set_dec(decrementer_max);
 644 }
 645
 646 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 647 {
 648         local_irq_enable();
 649 }
 650
 651 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 652 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 653 {
 654         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 655                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 656         generic_suspend_disable_irqs();
 657 }
 658
 659 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 660 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 661 {
 662         generic_suspend_enable_irqs();
 663         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 664                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 665 }
 666 #endif
 667
 668 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 669 {
 670         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 671 }
 672 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 673
 674 /*
 675  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 676  *
 677  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 678  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 679  * are 64-bit unsigned numbers.
 680  */
 681 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 682 {
 683         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 684 }
 685
 686
 687 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 688
 689 /*
 690  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 691  * kernels.
 692  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 693  */
 694 unsigned long long running_clock(void)
 695 {
 696         /*
 697          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 698          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 699          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 700          *
 701          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 702          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 703          */
 704         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 705             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 706                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 707
 708         /*
 709          * This is a next best approximation without a VTB.
 710          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 711          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 712          * VTB so it makes no difference anyway.
 713          */
 714         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 715 }
 716 #endif
 717
 718 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 719 {
 720         struct device_node *cpu;
 721         const __be32 *fp;
 722         int found = 0;
 723
 724         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 725         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 726
 727         if (cpu) {
 728                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 729                 if (fp) {
 730                         found = 1;
 731                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 732                 }
 733
 734                 of_node_put(cpu);
 735         }
 736
 737         return found;
 738 }
 739
 740 static void start_cpu_decrementer(void)
 741 {
 742 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 743         unsigned int tcr;
 744
 745         /* Clear any pending timer interrupts */
 746         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 747
 748         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 749         /*
 750          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 751          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 752          */
 753         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 754         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 755         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 756 #endif
 757 }
 758
 759 void __init generic_calibrate_decr(void)
 760 {
 761         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 762
 763         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 764             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 765
 766                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 767                                 "(not found)\n");
 768         }
 769
 770         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 771
 772         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 773             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 774
 775                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 776                                 "(not found)\n");
 777         }
 778 }
 779
 780 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 781 {
 782         struct rtc_time tm;
 783
 784         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 785                 return -ENODEV;
 786
 787         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 788
 789         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 790 }
 791
 792 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 793 {
 794         struct rtc_time tm;
 795         static int first = 1;
 796
 797         ts->tv_nsec = 0;
 798         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 799         if (first) {
 800                 first = 0;
 801                 if (ppc_md.time_init)
 802                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 803
 804                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 805                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 806                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 807                         return;
 808                 }
 809         }
 810         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 811                 ts->tv_sec = 0;
 812                 return;
 813         }
 814         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 815
 816         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 817 }
 818
 819 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 820 {
 821         __read_persistent_clock(ts);
 822
 823         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 824         if (ts->tv_sec < 0) {
 825                 ts->tv_sec = 0;
 826                 ts->tv_nsec = 0;
 827         }
 828
 829 }
 830
 831 /* clocksource code */
 832 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 833 {
 834         return (u64)get_tb();
 835 }
 836
 837 static void __init clocksource_init(void)
 838 {
 839         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 840
 841         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 842                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 843                        clock->name);
 844                 return;
 845         }
 846
 847         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 848                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 849 }
 850
 851 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 852                                       struct clock_event_device *dev)
 853 {
 854         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 855         set_dec(evt);
 856
 857         /* We may have raced with new irq work */
 858         if (test_irq_work_pending())
 859                 set_dec(1);
 860
 861         return 0;
 862 }
 863
 864 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 865 {
 866         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 867         return 0;
 868 }
 869
 870 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 871 {
 872         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 873
 874         *dec = decrementer_clockevent;
 875         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 876
 877         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 878
 879         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 880                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 881
 882         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 883         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 884         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 885 }
 886
 887 static void enable_large_decrementer(void)
 888 {
 889         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 890                 return;
 891
 892         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 893                 return;
 894
 895         /*
 896          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 897          * otherwise firmware should have done it for us.
 898          */
 899         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 900                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 901 }
 902
 903 static void __init set_decrementer_max(void)
 904 {
 905         struct device_node *cpu;
 906         u32 bits = 32;
 907
 908         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 909         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 910                 return;
 911
 912         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 913
 914         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 915                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 916                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 917                         bits = 32;
 918                 }
 919
 920                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 921                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 922         }
 923
 924         of_node_put(cpu);
 925
 926         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 927                 bits, decrementer_max);
 928 }
 929
 930 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 931 {
 932         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 933 }
 934
 935 void secondary_cpu_time_init(void)
 936 {
 937         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 938         enable_large_decrementer();
 939
 940         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 941          * such as BookE
 942          */
 943         start_cpu_decrementer();
 944
 945         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 946          * call here ! */
 947         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 948 }
 949
 950 /* This function is only called on the boot processor */
 951 void __init time_init(void)
 952 {
 953         struct div_result res;
 954         u64 scale;
 955         unsigned shift;
 956
 957         /* Normal PowerPC with timebase register */
 958         ppc_md.calibrate_decr();
 959         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 960                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 961         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 962                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 963
 964         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 965         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 966         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 967         calc_cputime_factors();
 968
 969         /*
 970          * Compute scale factor for sched_clock.
 971          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 972          * which is the timebase frequency.
 973          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 974          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 975          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 976          * giving us the scale factor and shift count to use in
 977          * sched_clock().
 978          */
 979         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 980         scale = res.result_low;
 981         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 982                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 983                 res.result_high >>= 1;
 984         }
 985         tb_to_ns_scale = scale;
 986         tb_to_ns_shift = shift;
 987         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 988         boot_tb = get_tb();
 989
 990         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 991         if (timezone_offset) {
 992                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 993                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 994         }
 995
 996         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 997
 998         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
 999         set_decrementer_max();
1000         enable_large_decrementer();
1001
1002         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1003          * such as BookE
1004          */
1005         start_cpu_decrementer();
1006
1007         /* Register the clocksource */
1008         clocksource_init();
1009
1010         init_decrementer_clockevent();
1011         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1012
1013         of_clk_init(NULL);
1014         enable_sched_clock_irqtime();
1015 }
1016
1017 /*
1018  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1019  * result.
1020  */
1021 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1022                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1023 {
1024         unsigned long a, b, c, d;
1025         unsigned long w, x, y, z;
1026         u64 ra, rb, rc;
1027
1028         a = dividend_high >> 32;
1029         b = dividend_high & 0xffffffff;
1030         c = dividend_low >> 32;
1031         d = dividend_low & 0xffffffff;
1032
1033         w = a / divisor;
1034         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1035
1036         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1037         x = ra;
1038
1039         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1040         y = rb;
1041
1042         do_div(rc, divisor);
1043         z = rc;
1044
1045         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1046         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1047
1048 }
1049
1050 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1051 void calibrate_delay(void)
1052 {
1053         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1054          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1055          */
1056         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1057 }
1058
1059 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1060 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1061 {
1062         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1067 {
1068         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1069                 return -EOPNOTSUPP;
1070
1071         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1072                 return -EOPNOTSUPP;
1073
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1078         .read_time = rtc_generic_get_time,
1079         .set_time = rtc_generic_set_time,
1080 };
1081
1082 static int __init rtc_init(void)
1083 {
1084         struct platform_device *pdev;
1085
1086         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1087                 return -ENODEV;
1088
1089         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1090                                              &rtc_generic_ops,
1091                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1092
1093         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1094 }
1095
1096 device_initcall(rtc_init);
1097 #endif