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/sched/cputime.h>
  35 #include <linux/kernel.h>
  36 #include <linux/param.h>
  37 #include <linux/string.h>
  38 #include <linux/mm.h>
  39 #include <linux/interrupt.h>
  40 #include <linux/timex.h>
  41 #include <linux/kernel_stat.h>
  42 #include <linux/time.h>
  43 #include <linux/init.h>
  44 #include <linux/profile.h>
  45 #include <linux/cpu.h>
  46 #include <linux/security.h>
  47 #include <linux/percpu.h>
  48 #include <linux/rtc.h>
  49 #include <linux/jiffies.h>
  50 #include <linux/posix-timers.h>
  51 #include <linux/irq.h>
  52 #include <linux/delay.h>
  53 #include <linux/irq_work.h>
  54 #include <linux/of_clk.h>
  55 #include <linux/suspend.h>
  56 #include <linux/processor.h>
  57 #include <asm/trace.h>
  58
  59 #include <asm/interrupt.h>
  60 #include <asm/io.h>
  61 #include <asm/nvram.h>
  62 #include <asm/cache.h>
  63 #include <asm/machdep.h>
  64 #include <linux/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/prom.h>
  67 #include <asm/irq.h>
  68 #include <asm/div64.h>
  69 #include <asm/smp.h>
  70 #include <asm/vdso_datapage.h>
  71 #include <asm/firmware.h>
  72 #include <asm/asm-prototypes.h>
  73
  74 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  75
  76 #include <linux/clockchips.h>
  77 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  78
  79 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  80 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  81         .name         = "timebase",
  82         .rating       = 400,
  83         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  84         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  85         .read         = timebase_read,
  86         .vdso_clock_mode        = VDSO_CLOCKMODE_ARCHTIMER,
  87 };
  88
  89 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
  90 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
  91 EXPORT_SYMBOL_GPL(decrementer_max); /* for KVM HDEC */
  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 EXPORT_SYMBOL_GPL(decrementers_next_tb);
 112 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 113
 114 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 115
 116 #ifdef CONFIG_PPC64
 117 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 118 #else
 119 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 120 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 121 #endif
 122
 123 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 124 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 125 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 126 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 127 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 128
 129 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 130 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 131
 132 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 133 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 134 static u64 boot_tb __read_mostly;
 135
 136 extern struct timezone sys_tz;
 137 static long timezone_offset;
 138
 139 unsigned long ppc_proc_freq;
 140 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 141 unsigned long ppc_tb_freq;
 142 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 143
 144 bool tb_invalid;
 145
 146 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 147 /*
 148  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 149  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 150  */
 151 u64 __cputime_usec_factor;
 152 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 153
 154 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 155 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 156 #endif
 157
 158 static void calc_cputime_factors(void)
 159 {
 160         struct div_result res;
 161
 162         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 163         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 164 }
 165
 166 /*
 167  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 168  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 169  */
 170 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 171 {
 172         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 173                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 174         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 175                 return mfspr(SPRN_PURR);
 176         return tb;
 177 }
 178
 179 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 180
 181 #include <asm/dtl.h>
 182
 183 /*
 184  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 185  * Should be called with interrupts disabled.
 186  */
 187 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 188 {
 189         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 190         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 191         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 192         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 193         u64 tb_delta;
 194         u64 stolen = 0;
 195         u64 dtb;
 196
 197         if (!dtl)
 198                 return 0;
 199
 200         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 201                 return 0;
 202         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 203                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 204                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 205                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 206                 barrier();
 207                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 208                         /* buffer has overflowed */
 209                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 210                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 211                         continue;
 212                 }
 213                 if (dtb > stop_tb)
 214                         break;
 215                 if (dtl_consumer)
 216                         dtl_consumer(dtl, i);
 217                 stolen += tb_delta;
 218                 ++i;
 219                 ++dtl;
 220                 if (dtl == dtl_end)
 221                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 222         }
 223         local_paca->dtl_ridx = i;
 224         local_paca->dtl_curr = dtl;
 225         return stolen;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 230  * Called on entry from user mode.
 231  */
 232 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 233 {
 234         u64 sst, ust;
 235         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 236
 237         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 238         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 239         acct->stime -= sst;
 240         acct->utime -= ust;
 241         acct->steal_time += ust + sst;
 242 }
 243
 244 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 245 {
 246         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 247                 return 0;
 248
 249         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 250                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 251
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 256 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 257 {
 258         return 0;
 259 }
 260
 261 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 262
 263 /*
 264  * Account time for a transition between system, hard irq
 265  * or soft irq state.
 266  */
 267 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 268                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 269 {
 270         unsigned long stime_scaled = 0;
 271 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 272         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 273         unsigned long utime, utime_scaled;
 274
 275         nowscaled = read_spurr(now);
 276         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 277         acct->startspurr = nowscaled;
 278         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 279         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 280
 281         /*
 282          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 283          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 284          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 285          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 286          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 287          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 288          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 289          * used by account_process_tick.
 290          */
 291         stime_scaled = stime;
 292         utime_scaled = utime;
 293         if (deltascaled != stime + utime) {
 294                 if (utime) {
 295                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 296                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 297                 } else {
 298                         stime_scaled = deltascaled;
 299                 }
 300         }
 301         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 302 #endif
 303
 304         return stime_scaled;
 305 }
 306
 307 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 308                                  unsigned long *stime_scaled,
 309                                  unsigned long *steal_time)
 310 {
 311         unsigned long now, stime;
 312
 313         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 314
 315         now = mftb();
 316         stime = now - acct->starttime;
 317         acct->starttime = now;
 318
 319         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 320
 321         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 322
 323         return stime;
 324 }
 325
 326 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 327                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 328 {
 329         unsigned long steal_time;
 330
 331         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 332         *stime -= min(*stime, steal_time);
 333         acct->steal_time += steal_time;
 334 }
 335
 336 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 337 {
 338         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 339         unsigned long stime, stime_scaled;
 340
 341         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 342
 343         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 344                 acct->gtime += stime;
 345 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 346                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 347 #endif
 348         } else {
 349                 acct->stime += stime;
 350 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 351                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 352 #endif
 353         }
 354 }
 355 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 356
 357 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 358 {
 359         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 360         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 361
 362         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 363         acct->idle_time += stime + steal_time;
 364 }
 365
 366 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 367                                     unsigned long *field)
 368 {
 369         unsigned long stime, stime_scaled;
 370
 371         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 372         *field += stime;
 373 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 374         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 375 #endif
 376 }
 377
 378 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 379 {
 380         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 381         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 382 }
 383
 384 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 385 {
 386         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 387         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 388 }
 389
 390 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 391                                struct cpu_accounting_data *acct)
 392 {
 393 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 394         if (acct->utime_scaled)
 395                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 396         if (acct->stime_scaled)
 397                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 398
 399         acct->utime_scaled = 0;
 400         acct->utime_sspurr = 0;
 401         acct->stime_scaled = 0;
 402 #endif
 403 }
 404
 405 /*
 406  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 407  * Must be called with interrupts disabled.
 408  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 409  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 410  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 411  */
 412 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 413 {
 414         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 415
 416         if (acct->utime)
 417                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 418
 419         if (acct->gtime)
 420                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 421
 422         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 423                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 424                 acct->steal_time = 0;
 425         }
 426
 427         if (acct->idle_time)
 428                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 429
 430         if (acct->stime)
 431                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 432                                           CPUTIME_SYSTEM);
 433
 434         if (acct->hardirq_time)
 435                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 436                                           CPUTIME_IRQ);
 437         if (acct->softirq_time)
 438                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 439                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 440
 441         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 442
 443         acct->utime = 0;
 444         acct->gtime = 0;
 445         acct->idle_time = 0;
 446         acct->stime = 0;
 447         acct->hardirq_time = 0;
 448         acct->softirq_time = 0;
 449 }
 450
 451 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 452 #define calc_cputime_factors()
 453 #endif
 454
 455 void __delay(unsigned long loops)
 456 {
 457         unsigned long start;
 458
 459         spin_begin();
 460         if (tb_invalid) {
 461                 /*
 462                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 463                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 464                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 465                  */
 466                 spin_cpu_relax();
 467         } else {
 468                 start = mftb();
 469                 while (mftb() - start < loops)
 470                         spin_cpu_relax();
 471         }
 472         spin_end();
 473 }
 474 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 475
 476 void udelay(unsigned long usecs)
 477 {
 478         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 479 }
 480 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 481
 482 #ifdef CONFIG_SMP
 483 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 484 {
 485         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 486
 487         if (in_lock_functions(pc))
 488                 return regs->link;
 489
 490         return pc;
 491 }
 492 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 493 #endif
 494
 495 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 496
 497 /*
 498  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 499  */
 500 #ifdef CONFIG_PPC64
 501 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 502 {
 503         unsigned long x;
 504
 505         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 506                 : "=r" (x)
 507                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 508         return x;
 509 }
 510
 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 static void set_dec_or_work(u64 val)
 555 {
 556         set_dec(val);
 557         /* We may have raced with new irq work */
 558         if (unlikely(test_irq_work_pending()))
 559                 set_dec(1);
 560 }
 561
 562 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 563
 564 #define test_irq_work_pending() 0
 565 #define clear_irq_work_pending()
 566
 567 static void set_dec_or_work(u64 val)
 568 {
 569         set_dec(val);
 570 }
 571 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 572
 573 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE
 574 void timer_rearm_host_dec(u64 now)
 575 {
 576         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 577
 578         WARN_ON_ONCE(!arch_irqs_disabled());
 579         WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 580
 581         if (now >= *next_tb) {
 582                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_DEC;
 583         } else {
 584                 now = *next_tb - now;
 585                 if (now <= decrementer_max)
 586                         set_dec_or_work(now);
 587         }
 588 }
 589 EXPORT_SYMBOL_GPL(timer_rearm_host_dec);
 590 #endif
 591
 592 /*
 593  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 594  * with interrupts disabled.
 595  */
 596 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 597 {
 598         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 599         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 600         struct pt_regs *old_regs;
 601         u64 now;
 602
 603         /*
 604          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 605          * offline, just ignore these.
 606          */
 607         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 608                 set_dec(decrementer_max);
 609                 return;
 610         }
 611
 612         /* Conditionally hard-enable interrupts. */
 613         if (should_hard_irq_enable()) {
 614                 /*
 615                  * Ensure a positive value is written to the decrementer, or
 616                  * else some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 617                  * When the PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured,
 618                  * keep this at most 31 bits, which is about 4 seconds on most
 619                  * systems, which gives the watchdog a chance of catching timer
 620                  * interrupt hard lockups.
 621                  */
 622                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 623                         set_dec(0x7fffffff);
 624                 else
 625                         set_dec(decrementer_max);
 626
 627                 do_hard_irq_enable();
 628         }
 629
 630 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 631         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 632                 __do_IRQ(regs);
 633 #endif
 634
 635         old_regs = set_irq_regs(regs);
 636
 637         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 638
 639         if (test_irq_work_pending()) {
 640                 clear_irq_work_pending();
 641                 irq_work_run();
 642         }
 643
 644         now = get_tb();
 645         if (now >= *next_tb) {
 646                 *next_tb = ~(u64)0;
 647                 if (evt->event_handler)
 648                         evt->event_handler(evt);
 649                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 650         } else {
 651                 now = *next_tb - now;
 652                 if (now > decrementer_max)
 653                         now = decrementer_max;
 654                 set_dec_or_work(now);
 655                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 656         }
 657
 658         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 659
 660         set_irq_regs(old_regs);
 661 }
 662 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 663
 664 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 665 void timer_broadcast_interrupt(void)
 666 {
 667         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 668
 669         *next_tb = ~(u64)0;
 670         tick_receive_broadcast();
 671         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 672 }
 673 #endif
 674
 675 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 676 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 677 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 678 {
 679         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 680                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 681
 682         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 683          * with suspending.
 684          */
 685
 686         set_dec(decrementer_max);
 687         local_irq_disable();
 688         set_dec(decrementer_max);
 689 }
 690
 691 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 692 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 693 {
 694         local_irq_enable();
 695
 696         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 697                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 698 }
 699 #endif
 700
 701 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 702 {
 703         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 704 }
 705 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 706
 707 /*
 708  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 709  *
 710  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 711  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 712  * are 64-bit unsigned numbers.
 713  */
 714 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 715 {
 716         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 717 }
 718
 719
 720 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 721
 722 /*
 723  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 724  * kernels.
 725  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 726  */
 727 unsigned long long running_clock(void)
 728 {
 729         /*
 730          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 731          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 732          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 733          *
 734          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 735          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 736          */
 737         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 738             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 739                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 740
 741         /*
 742          * This is a next best approximation without a VTB.
 743          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 744          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 745          * VTB so it makes no difference anyway.
 746          */
 747         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 748 }
 749 #endif
 750
 751 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 752 {
 753         struct device_node *cpu;
 754         const __be32 *fp;
 755         int found = 0;
 756
 757         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 758         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 759
 760         if (cpu) {
 761                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 762                 if (fp) {
 763                         found = 1;
 764                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 765                 }
 766
 767                 of_node_put(cpu);
 768         }
 769
 770         return found;
 771 }
 772
 773 static void start_cpu_decrementer(void)
 774 {
 775 #ifdef CONFIG_BOOKE_OR_40x
 776         unsigned int tcr;
 777
 778         /* Clear any pending timer interrupts */
 779         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 780
 781         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 782         /*
 783          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 784          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 785          */
 786         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 787         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 788         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 789 #endif
 790 }
 791
 792 void __init generic_calibrate_decr(void)
 793 {
 794         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 795
 796         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 797             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 798
 799                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 800                                 "(not found)\n");
 801         }
 802
 803         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 804
 805         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 806             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 807
 808                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 809                                 "(not found)\n");
 810         }
 811 }
 812
 813 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 814 {
 815         struct rtc_time tm;
 816
 817         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 818                 return -ENODEV;
 819
 820         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 821
 822         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 823 }
 824
 825 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 826 {
 827         struct rtc_time tm;
 828         static int first = 1;
 829
 830         ts->tv_nsec = 0;
 831         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 832         if (first) {
 833                 first = 0;
 834                 if (ppc_md.time_init)
 835                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 836
 837                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 838                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 839                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 840                         return;
 841                 }
 842         }
 843         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 844                 ts->tv_sec = 0;
 845                 return;
 846         }
 847         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 848
 849         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 850 }
 851
 852 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 853 {
 854         __read_persistent_clock(ts);
 855
 856         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 857         if (ts->tv_sec < 0) {
 858                 ts->tv_sec = 0;
 859                 ts->tv_nsec = 0;
 860         }
 861
 862 }
 863
 864 /* clocksource code */
 865 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 866 {
 867         return (u64)get_tb();
 868 }
 869
 870 static void __init clocksource_init(void)
 871 {
 872         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 873
 874         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 875                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 876                        clock->name);
 877                 return;
 878         }
 879
 880         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 881                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 882 }
 883
 884 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 885                                       struct clock_event_device *dev)
 886 {
 887         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 888         set_dec_or_work(evt);
 889
 890         return 0;
 891 }
 892
 893 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 894 {
 895         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 896         return 0;
 897 }
 898
 899 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 900 {
 901         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 902
 903         *dec = decrementer_clockevent;
 904         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 905
 906         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 907
 908         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 909                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 910
 911         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 912         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 913         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 914 }
 915
 916 static void enable_large_decrementer(void)
 917 {
 918         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 919                 return;
 920
 921         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 922                 return;
 923
 924         /*
 925          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 926          * otherwise firmware should have done it for us.
 927          */
 928         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 929                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 930 }
 931
 932 static void __init set_decrementer_max(void)
 933 {
 934         struct device_node *cpu;
 935         u32 bits = 32;
 936
 937         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 938         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 939                 return;
 940
 941         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 942
 943         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 944                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 945                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 946                         bits = 32;
 947                 }
 948
 949                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 950                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 951         }
 952
 953         of_node_put(cpu);
 954
 955         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 956                 bits, decrementer_max);
 957 }
 958
 959 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 960 {
 961         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 962 }
 963
 964 void secondary_cpu_time_init(void)
 965 {
 966         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 967         enable_large_decrementer();
 968
 969         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 970          * such as BookE
 971          */
 972         start_cpu_decrementer();
 973
 974         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 975          * call here ! */
 976         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 977 }
 978
 979 /* This function is only called on the boot processor */
 980 void __init time_init(void)
 981 {
 982         struct div_result res;
 983         u64 scale;
 984         unsigned shift;
 985
 986         /* Normal PowerPC with timebase register */
 987         ppc_md.calibrate_decr();
 988         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 989                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 990         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 991                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 992
 993         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 994         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 995         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 996         calc_cputime_factors();
 997
 998         /*
 999          * Compute scale factor for sched_clock.
1000          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1001          * which is the timebase frequency.
1002          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1003          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1004          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1005          * giving us the scale factor and shift count to use in
1006          * sched_clock().
1007          */
1008         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1009         scale = res.result_low;
1010         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1011                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1012                 res.result_high >>= 1;
1013         }
1014         tb_to_ns_scale = scale;
1015         tb_to_ns_shift = shift;
1016         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1017         boot_tb = get_tb();
1018
1019         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1020         if (timezone_offset) {
1021                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1022                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1023         }
1024
1025         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1026
1027         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1028         set_decrementer_max();
1029         enable_large_decrementer();
1030
1031         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1032          * such as BookE
1033          */
1034         start_cpu_decrementer();
1035
1036         /* Register the clocksource */
1037         clocksource_init();
1038
1039         init_decrementer_clockevent();
1040         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1041
1042         of_clk_init(NULL);
1043         enable_sched_clock_irqtime();
1044 }
1045
1046 /*
1047  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1048  * result.
1049  */
1050 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1051                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1052 {
1053         unsigned long a, b, c, d;
1054         unsigned long w, x, y, z;
1055         u64 ra, rb, rc;
1056
1057         a = dividend_high >> 32;
1058         b = dividend_high & 0xffffffff;
1059         c = dividend_low >> 32;
1060         d = dividend_low & 0xffffffff;
1061
1062         w = a / divisor;
1063         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1064
1065         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1066         x = ra;
1067
1068         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1069         y = rb;
1070
1071         do_div(rc, divisor);
1072         z = rc;
1073
1074         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1075         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1076
1077 }
1078
1079 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1080 void calibrate_delay(void)
1081 {
1082         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1083          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1084          */
1085         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1086 }
1087
1088 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1089 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1090 {
1091         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1092         return 0;
1093 }
1094
1095 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1096 {
1097         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1098                 return -EOPNOTSUPP;
1099
1100         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1101                 return -EOPNOTSUPP;
1102
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1107         .read_time = rtc_generic_get_time,
1108         .set_time = rtc_generic_set_time,
1109 };
1110
1111 static int __init rtc_init(void)
1112 {
1113         struct platform_device *pdev;
1114
1115         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1116                 return -ENODEV;
1117
1118         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1119                                              &rtc_generic_ops,
1120                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1121
1122         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1123 }
1124
1125 device_initcall(rtc_init);
1126 #endif