arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time.
  21  * - for astronomical applications: add a new function to get
  22  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  23  * a new timestamp format and a good name.
  24  *
  25  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  26  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  27  *
  28  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  29  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  30  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  31  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/export.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/sched/clock.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/clockchips.h>
  47 #include <linux/init.h>
  48 #include <linux/profile.h>
  49 #include <linux/cpu.h>
  50 #include <linux/security.h>
  51 #include <linux/percpu.h>
  52 #include <linux/rtc.h>
  53 #include <linux/jiffies.h>
  54 #include <linux/posix-timers.h>
  55 #include <linux/irq.h>
  56 #include <linux/delay.h>
  57 #include <linux/irq_work.h>
  58 #include <linux/clk-provider.h>
  59 #include <linux/suspend.h>
  60 #include <linux/rtc.h>
  61 #include <linux/sched/cputime.h>
  62 #include <linux/processor.h>
  63 #include <asm/trace.h>
  64
  65 #include <asm/io.h>
  66 #include <asm/nvram.h>
  67 #include <asm/cache.h>
  68 #include <asm/machdep.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <asm/time.h>
  71 #include <asm/prom.h>
  72 #include <asm/irq.h>
  73 #include <asm/div64.h>
  74 #include <asm/smp.h>
  75 #include <asm/vdso_datapage.h>
  76 #include <asm/firmware.h>
  77 #include <asm/asm-prototypes.h>
  78
  79 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  80
  81 #include <linux/clockchips.h>
  82 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  83
  84 static u64 rtc_read(struct clocksource *);
  85 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  86         .name         = "rtc",
  87         .rating       = 400,
  88         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  89         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  90         .read         = rtc_read,
  91 };
  92
  93 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  94 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  95         .name         = "timebase",
  96         .rating       = 400,
  97         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  98         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  99         .read         = timebase_read,
 100 };
 101
 102 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
 103 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
 104
 105 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 106                                       struct clock_event_device *dev);
 107 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 108
 109 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 110         .name                   = "decrementer",
 111         .rating                 = 200,
 112         .irq                    = 0,
 113         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 114         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 115         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 116         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 117                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 118 };
 119 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 120
 121 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 122 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 123
 124 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 125
 126 #ifdef CONFIG_PPC64
 127 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 128 #else
 129 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 130 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 131 #endif
 132
 133 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 134 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 135 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 136 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 137 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 138
 139 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 140 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 141
 142 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 143 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 144 static u64 boot_tb __read_mostly;
 145
 146 extern struct timezone sys_tz;
 147 static long timezone_offset;
 148
 149 unsigned long ppc_proc_freq;
 150 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 151 unsigned long ppc_tb_freq;
 152 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 153
 154 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 155 /*
 156  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 157  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 158  */
 159 u64 __cputime_usec_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 161
 162 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 163 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 164 #endif
 165
 166 static void calc_cputime_factors(void)
 167 {
 168         struct div_result res;
 169
 170         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 171         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 172 }
 173
 174 /*
 175  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 176  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 177  */
 178 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 179 {
 180         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 181                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 182         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 183                 return mfspr(SPRN_PURR);
 184         return tb;
 185 }
 186
 187 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 188
 189 /*
 190  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 191  * Should be called with interrupts disabled.
 192  */
 193 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 194 {
 195         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 196         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 197         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 198         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 199         u64 tb_delta;
 200         u64 stolen = 0;
 201         u64 dtb;
 202
 203         if (!dtl)
 204                 return 0;
 205
 206         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 207                 return 0;
 208         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 209                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 210                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 211                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 212                 barrier();
 213                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 214                         /* buffer has overflowed */
 215                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 216                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 217                         continue;
 218                 }
 219                 if (dtb > stop_tb)
 220                         break;
 221                 if (dtl_consumer)
 222                         dtl_consumer(dtl, i);
 223                 stolen += tb_delta;
 224                 ++i;
 225                 ++dtl;
 226                 if (dtl == dtl_end)
 227                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 228         }
 229         local_paca->dtl_ridx = i;
 230         local_paca->dtl_curr = dtl;
 231         return stolen;
 232 }
 233
 234 /*
 235  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 236  * Called on entry from user mode.
 237  */
 238 void accumulate_stolen_time(void)
 239 {
 240         u64 sst, ust;
 241         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 242         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 243
 244         /* We are called early in the exception entry, before
 245          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 246          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 247          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 248          * complain
 249          */
 250         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 251
 252         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 253         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 254         acct->stime -= sst;
 255         acct->utime -= ust;
 256         acct->steal_time += ust + sst;
 257
 258         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 259 }
 260
 261 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 262 {
 263         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 264                 return 0;
 265
 266         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 267                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 268
 269         return 0;
 270 }
 271
 272 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 273 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 274 {
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 279
 280 /*
 281  * Account time for a transition between system, hard irq
 282  * or soft irq state.
 283  */
 284 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 285                                  unsigned long *stime_scaled,
 286                                  unsigned long *steal_time)
 287 {
 288         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 289         unsigned long stime;
 290         unsigned long utime, utime_scaled;
 291         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 292
 293         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 294
 295         now = mftb();
 296         nowscaled = read_spurr(now);
 297         stime = now - acct->starttime;
 298         acct->starttime = now;
 299         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 300         acct->startspurr = nowscaled;
 301
 302         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 303
 304         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 305         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 306
 307         /*
 308          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 309          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 310          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 311          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 312          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 313          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 314          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 315          * used by account_process_tick.
 316          */
 317         *stime_scaled = stime;
 318         utime_scaled = utime;
 319         if (deltascaled != stime + utime) {
 320                 if (utime) {
 321                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 322                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 323                 } else {
 324                         *stime_scaled = deltascaled;
 325                 }
 326         }
 327         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 328
 329         return stime;
 330 }
 331
 332 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 333 {
 334         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 335         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 336
 337         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 338
 339         stime -= min(stime, steal_time);
 340         acct->steal_time += steal_time;
 341
 342         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 343                 acct->gtime += stime;
 344                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 345         } else {
 346                 if (hardirq_count())
 347                         acct->hardirq_time += stime;
 348                 else if (in_serving_softirq())
 349                         acct->softirq_time += stime;
 350                 else
 351                         acct->stime += stime;
 352
 353                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 354         }
 355 }
 356 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 357
 358 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 359 {
 360         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 361         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 362
 363         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 364         acct->idle_time += stime + steal_time;
 365 }
 366
 367 /*
 368  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 369  * Must be called with interrupts disabled.
 370  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 371  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 372  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 373  */
 374 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 375 {
 376         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 377
 378         if (acct->utime)
 379                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 380
 381         if (acct->utime_scaled)
 382                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 383
 384         if (acct->gtime)
 385                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 386
 387         if (acct->steal_time)
 388                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 389
 390         if (acct->idle_time)
 391                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 392
 393         if (acct->stime)
 394                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 395                                           CPUTIME_SYSTEM);
 396         if (acct->stime_scaled)
 397                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 398
 399         if (acct->hardirq_time)
 400                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 401                                           CPUTIME_IRQ);
 402         if (acct->softirq_time)
 403                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 404                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 405
 406         acct->utime = 0;
 407         acct->utime_scaled = 0;
 408         acct->utime_sspurr = 0;
 409         acct->gtime = 0;
 410         acct->steal_time = 0;
 411         acct->idle_time = 0;
 412         acct->stime = 0;
 413         acct->stime_scaled = 0;
 414         acct->hardirq_time = 0;
 415         acct->softirq_time = 0;
 416 }
 417
 418 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 419 #define calc_cputime_factors()
 420 #endif
 421
 422 void __delay(unsigned long loops)
 423 {
 424         unsigned long start;
 425         int diff;
 426
 427         spin_begin();
 428         if (__USE_RTC()) {
 429                 start = get_rtcl();
 430                 do {
 431                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 432                         diff = get_rtcl() - start;
 433                         if (diff < 0)
 434                                 diff += 1000000000;
 435                         spin_cpu_relax();
 436                 } while (diff < loops);
 437         } else {
 438                 start = get_tbl();
 439                 while (get_tbl() - start < loops)
 440                         spin_cpu_relax();
 441         }
 442         spin_end();
 443 }
 444 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 445
 446 void udelay(unsigned long usecs)
 447 {
 448         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 449 }
 450 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 451
 452 #ifdef CONFIG_SMP
 453 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 454 {
 455         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 456
 457         if (in_lock_functions(pc))
 458                 return regs->link;
 459
 460         return pc;
 461 }
 462 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 463 #endif
 464
 465 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 466
 467 /*
 468  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 469  */
 470 #ifdef CONFIG_PPC64
 471 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 472 {
 473         unsigned long x;
 474
 475         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 476                 : "=r" (x)
 477                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 478         return x;
 479 }
 480
 481 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 482 {
 483         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 484                 "r" (1),
 485                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 486 }
 487
 488 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 489 {
 490         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 491                 "r" (0),
 492                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 493 }
 494
 495 void arch_irq_work_raise(void)
 496 {
 497         preempt_disable();
 498         set_irq_work_pending_flag();
 499         /*
 500          * Non-nmi code running with interrupts disabled will replay
 501          * irq_happened before it re-enables interrupts, so setthe
 502          * decrementer there instead of causing a hardware exception
 503          * which would immediately hit the masked interrupt handler
 504          * and have the net effect of setting the decrementer in
 505          * irq_happened.
 506          *
 507          * NMI interrupts can not check this when they return, so the
 508          * decrementer hardware exception is raised, which will fire
 509          * when interrupts are next enabled.
 510          *
 511          * BookE does not support this yet, it must audit all NMI
 512          * interrupt handlers to ensure they call nmi_enter() so this
 513          * check would be correct.
 514          */
 515         if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOKE) || !irqs_disabled() || in_nmi()) {
 516                 set_dec(1);
 517         } else {
 518                 hard_irq_disable();
 519                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_DEC;
 520         }
 521         preempt_enable();
 522 }
 523
 524 #else /* 32-bit */
 525
 526 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 527
 528 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 529 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 530 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 531
 532 void arch_irq_work_raise(void)
 533 {
 534         preempt_disable();
 535         set_irq_work_pending_flag();
 536         set_dec(1);
 537         preempt_enable();
 538 }
 539
 540 #endif /* 32 vs 64 bit */
 541
 542 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 543
 544 #define test_irq_work_pending() 0
 545 #define clear_irq_work_pending()
 546
 547 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 548
 549 /*
 550  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 551  * with interrupts disabled.
 552  */
 553 void timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 554 {
 555         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 556         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 557         struct pt_regs *old_regs;
 558         u64 now;
 559
 560         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 561          * offline, just ignore these and we also need to set
 562          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 563          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 564          * here infinitely :(
 565          */
 566         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 567                 *next_tb = ~(u64)0;
 568                 set_dec(decrementer_max);
 569                 return;
 570         }
 571
 572         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 573          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 574          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 575          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 576          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 577          */
 578         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 579                 set_dec(0x7fffffff);
 580         else
 581                 set_dec(decrementer_max);
 582
 583         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 584          * bumped to its maximum value
 585          */
 586         may_hard_irq_enable();
 587
 588
 589 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 590         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 591                 do_IRQ(regs);
 592 #endif
 593
 594         old_regs = set_irq_regs(regs);
 595         irq_enter();
 596         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 597
 598         if (test_irq_work_pending()) {
 599                 clear_irq_work_pending();
 600                 irq_work_run();
 601         }
 602
 603         now = get_tb_or_rtc();
 604         if (now >= *next_tb) {
 605                 *next_tb = ~(u64)0;
 606                 if (evt->event_handler)
 607                         evt->event_handler(evt);
 608                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 609         } else {
 610                 now = *next_tb - now;
 611                 if (now <= decrementer_max)
 612                         set_dec(now);
 613                 /* We may have raced with new irq work */
 614                 if (test_irq_work_pending())
 615                         set_dec(1);
 616                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 617         }
 618
 619         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 620         irq_exit();
 621         set_irq_regs(old_regs);
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 624
 625 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 626 void timer_broadcast_interrupt(void)
 627 {
 628         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 629
 630         *next_tb = ~(u64)0;
 631         tick_receive_broadcast();
 632         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 633 }
 634 #endif
 635
 636 /*
 637  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 638  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 639  * to clear them, as they are edge-triggered.
 640  */
 641 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 642 {
 643 }
 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         if (__USE_RTC())
 695                 return get_rtc();
 696         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 697 }
 698
 699
 700 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 701
 702 /*
 703  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 704  * kernels.
 705  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 706  */
 707 unsigned long long running_clock(void)
 708 {
 709         /*
 710          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 711          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 712          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 713          *
 714          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 715          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 716          */
 717         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 718             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 719                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 720
 721         /*
 722          * This is a next best approximation without a VTB.
 723          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 724          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 725          * VTB so it makes no difference anyway.
 726          */
 727         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 728 }
 729 #endif
 730
 731 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 732 {
 733         struct device_node *cpu;
 734         const __be32 *fp;
 735         int found = 0;
 736
 737         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 738         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 739
 740         if (cpu) {
 741                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 742                 if (fp) {
 743                         found = 1;
 744                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 745                 }
 746
 747                 of_node_put(cpu);
 748         }
 749
 750         return found;
 751 }
 752
 753 static void start_cpu_decrementer(void)
 754 {
 755 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 756         unsigned int tcr;
 757
 758         /* Clear any pending timer interrupts */
 759         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 760
 761         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 762         /*
 763          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 764          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 765          */
 766         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 767         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 768         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 769 #endif
 770 }
 771
 772 void __init generic_calibrate_decr(void)
 773 {
 774         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 775
 776         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 777             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 778
 779                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 780                                 "(not found)\n");
 781         }
 782
 783         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 784
 785         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 786             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 787
 788                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 789                                 "(not found)\n");
 790         }
 791 }
 792
 793 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 794 {
 795         struct rtc_time tm;
 796
 797         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 798                 return -ENODEV;
 799
 800         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 801
 802         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 803 }
 804
 805 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 806 {
 807         struct rtc_time tm;
 808         static int first = 1;
 809
 810         ts->tv_nsec = 0;
 811         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 812         if (first) {
 813                 first = 0;
 814                 if (ppc_md.time_init)
 815                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 816
 817                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 818                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 819                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 820                         return;
 821                 }
 822         }
 823         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 824                 ts->tv_sec = 0;
 825                 return;
 826         }
 827         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 828
 829         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 830 }
 831
 832 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 833 {
 834         __read_persistent_clock(ts);
 835
 836         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 837         if (ts->tv_sec < 0) {
 838                 ts->tv_sec = 0;
 839                 ts->tv_nsec = 0;
 840         }
 841
 842 }
 843
 844 /* clocksource code */
 845 static notrace u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 846 {
 847         return (u64)get_rtc();
 848 }
 849
 850 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 851 {
 852         return (u64)get_tb();
 853 }
 854
 855
 856 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 857 {
 858         struct timespec xt;
 859         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
 860         u32 mult = tk->tkr_mono.mult;
 861         u32 shift = tk->tkr_mono.shift;
 862         u64 cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
 863         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 864         u64 frac_sec;
 865
 866         if (clock != &clocksource_timebase)
 867                 return;
 868
 869         xt.tv_sec = tk->xtime_sec;
 870         xt.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
 871
 872         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 873         ++vdso_data->tb_update_count;
 874         smp_mb();
 875
 876         /*
 877          * This computes ((2^20 / 1e9) * mult) >> shift as a
 878          * 0.64 fixed-point fraction.
 879          * The computation in the else clause below won't overflow
 880          * (as long as the timebase frequency is >= 1.049 MHz)
 881          * but loses precision because we lose the low bits of the constant
 882          * in the shift.  Note that 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9.
 883          * For a shift of 24 the error is about 0.5e-9, or about 0.5ns
 884          * over a second.  (Shift values are usually 22, 23 or 24.)
 885          * For high frequency clocks such as the 512MHz timebase clock
 886          * on POWER[6789], the mult value is small (e.g. 32768000)
 887          * and so we can shift the constant by 16 initially
 888          * (295147905179 ~= 2^(20+64-16) / 1e9) and then do the
 889          * remaining shifts after the multiplication, which gives a
 890          * more accurate result (e.g. with mult = 32768000, shift = 24,
 891          * the error is only about 1.2e-12, or 0.7ns over 10 minutes).
 892          */
 893         if (mult <= 62500000 && clock->shift >= 16)
 894                 new_tb_to_xs = ((u64) mult * 295147905179ULL) >> (clock->shift - 16);
 895         else
 896                 new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 897
 898         /*
 899          * Compute the fractional second in units of 2^-32 seconds.
 900          * The fractional second is tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift
 901          * in nanoseconds, so multiplying that by 2^32 / 1e9 gives
 902          * it in units of 2^-32 seconds.
 903          * We assume shift <= 32 because clocks_calc_mult_shift()
 904          * generates shift values in the range 0 - 32.
 905          */
 906         frac_sec = tk->tkr_mono.xtime_nsec << (32 - shift);
 907         do_div(frac_sec, NSEC_PER_SEC);
 908
 909         /*
 910          * Work out new stamp_xsec value for any legacy users of systemcfg.
 911          * stamp_xsec is in units of 2^-20 seconds.
 912          */
 913         new_stamp_xsec = frac_sec >> 12;
 914         new_stamp_xsec += tk->xtime_sec * XSEC_PER_SEC;
 915
 916         /*
 917          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 918          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 919          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 920          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 921          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 922          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 923          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 924          */
 925         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 926         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 927         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 928         vdso_data->wtom_clock_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
 929         vdso_data->wtom_clock_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
 930         vdso_data->stamp_xtime = xt;
 931         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 932         smp_wmb();
 933         ++(vdso_data->tb_update_count);
 934 }
 935
 936 void update_vsyscall_tz(void)
 937 {
 938         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 939         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 940 }
 941
 942 static void __init clocksource_init(void)
 943 {
 944         struct clocksource *clock;
 945
 946         if (__USE_RTC())
 947                 clock = &clocksource_rtc;
 948         else
 949                 clock = &clocksource_timebase;
 950
 951         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 952                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 953                        clock->name);
 954                 return;
 955         }
 956
 957         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 958                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 959 }
 960
 961 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 962                                       struct clock_event_device *dev)
 963 {
 964         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 965         set_dec(evt);
 966
 967         /* We may have raced with new irq work */
 968         if (test_irq_work_pending())
 969                 set_dec(1);
 970
 971         return 0;
 972 }
 973
 974 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 975 {
 976         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 977         return 0;
 978 }
 979
 980 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 981 {
 982         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 983
 984         *dec = decrementer_clockevent;
 985         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 986
 987         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 988                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 989
 990         clockevents_register_device(dec);
 991 }
 992
 993 static void enable_large_decrementer(void)
 994 {
 995         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 996                 return;
 997
 998         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 999                 return;
1000
1001         /*
1002          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
1003          * otherwise firmware should have done it for us.
1004          */
1005         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1006                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
1007 }
1008
1009 static void __init set_decrementer_max(void)
1010 {
1011         struct device_node *cpu;
1012         u32 bits = 32;
1013
1014         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
1015         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1016                 return;
1017
1018         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
1019
1020         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
1021                 if (bits > 64 || bits < 32) {
1022                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
1023                         bits = 32;
1024                 }
1025
1026                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
1027                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
1028         }
1029
1030         of_node_put(cpu);
1031
1032         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1033                 bits, decrementer_max);
1034 }
1035
1036 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1037 {
1038         int cpu = smp_processor_id();
1039
1040         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
1041
1042         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
1043                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
1044         decrementer_clockevent.max_delta_ticks = decrementer_max;
1045         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
1046                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
1047         decrementer_clockevent.min_delta_ticks = 2;
1048
1049         register_decrementer_clockevent(cpu);
1050 }
1051
1052 void secondary_cpu_time_init(void)
1053 {
1054         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1055         enable_large_decrementer();
1056
1057         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1058          * such as BookE
1059          */
1060         start_cpu_decrementer();
1061
1062         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1063          * call here ! */
1064         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1065 }
1066
1067 /* This function is only called on the boot processor */
1068 void __init time_init(void)
1069 {
1070         struct div_result res;
1071         u64 scale;
1072         unsigned shift;
1073
1074         if (__USE_RTC()) {
1075                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1076                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1077         } else {
1078                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1079                 ppc_md.calibrate_decr();
1080                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1081                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1082                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1083                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1084         }
1085
1086         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1087         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1088         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1089         calc_cputime_factors();
1090
1091         /*
1092          * Compute scale factor for sched_clock.
1093          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1094          * which is the timebase frequency.
1095          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1096          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1097          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1098          * giving us the scale factor and shift count to use in
1099          * sched_clock().
1100          */
1101         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1102         scale = res.result_low;
1103         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1104                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1105                 res.result_high >>= 1;
1106         }
1107         tb_to_ns_scale = scale;
1108         tb_to_ns_shift = shift;
1109         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1110         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1111
1112         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1113         if (timezone_offset) {
1114                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1115                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1116         }
1117
1118         vdso_data->tb_update_count = 0;
1119         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1120
1121         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1122         set_decrementer_max();
1123         enable_large_decrementer();
1124
1125         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1126          * such as BookE
1127          */
1128         start_cpu_decrementer();
1129
1130         /* Register the clocksource */
1131         clocksource_init();
1132
1133         init_decrementer_clockevent();
1134         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1135
1136 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1137         of_clk_init(NULL);
1138 #endif
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1143  * result.
1144  */
1145 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1146                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1147 {
1148         unsigned long a, b, c, d;
1149         unsigned long w, x, y, z;
1150         u64 ra, rb, rc;
1151
1152         a = dividend_high >> 32;
1153         b = dividend_high & 0xffffffff;
1154         c = dividend_low >> 32;
1155         d = dividend_low & 0xffffffff;
1156
1157         w = a / divisor;
1158         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1159
1160         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1161         x = ra;
1162
1163         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1164         y = rb;
1165
1166         do_div(rc, divisor);
1167         z = rc;
1168
1169         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1170         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1171
1172 }
1173
1174 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1175 void calibrate_delay(void)
1176 {
1177         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1178          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1179          */
1180         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1181 }
1182
1183 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1184 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1185 {
1186         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1191 {
1192         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1193                 return -EOPNOTSUPP;
1194
1195         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1196                 return -EOPNOTSUPP;
1197
1198         return 0;
1199 }
1200
1201 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1202         .read_time = rtc_generic_get_time,
1203         .set_time = rtc_generic_set_time,
1204 };
1205
1206 static int __init rtc_init(void)
1207 {
1208         struct platform_device *pdev;
1209
1210         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1211                 return -ENODEV;
1212
1213         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1214                                              &rtc_generic_ops,
1215                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1216
1217         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1218 }
1219
1220 device_initcall(rtc_init);
1221 #endif