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 <linux/mc146818rtc.h>
  58 #include <linux/platform_device.h>
  59
  60 #include <asm/trace.h>
  61 #include <asm/interrupt.h>
  62 #include <asm/io.h>
  63 #include <asm/nvram.h>
  64 #include <asm/cache.h>
  65 #include <asm/machdep.h>
  66 #include <linux/uaccess.h>
  67 #include <asm/time.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/mce.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 EXPORT_SYMBOL_GPL(decrementer_max); /* for KVM HDEC */
  93
  94 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  95                                       struct clock_event_device *dev);
  96 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
  97
  98 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
  99         .name                   = "decrementer",
 100         .rating                 = 200,
 101         .irq                    = 0,
 102         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 103         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 104         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 105         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 106         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 107                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 108 };
 109 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 110
 111 /*
 112  * This always puts next_tb beyond now, so the clock event will never fire
 113  * with the usual comparison, no need for a separate test for stopped.
 114  */
 115 #define DEC_CLOCKEVENT_STOPPED ~0ULL
 116 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb) = DEC_CLOCKEVENT_STOPPED;
 117 EXPORT_SYMBOL_GPL(decrementers_next_tb);
 118 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 119
 120 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 121
 122 #ifdef CONFIG_PPC64
 123 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 124 #else
 125 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 126 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 127 #endif
 128
 129 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 130 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 131 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 132 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 133 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 134
 135 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 136 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 137
 138 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 139 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 140 static u64 boot_tb __read_mostly;
 141
 142 extern struct timezone sys_tz;
 143 static long timezone_offset;
 144
 145 unsigned long ppc_proc_freq;
 146 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 147 unsigned long ppc_tb_freq;
 148 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 149
 150 bool tb_invalid;
 151
 152 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 153 /*
 154  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 155  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 156  */
 157 u64 __cputime_usec_factor;
 158 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 159
 160 static void calc_cputime_factors(void)
 161 {
 162         struct div_result res;
 163
 164         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 165         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 166 }
 167
 168 /*
 169  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 170  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 171  */
 172 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 173 {
 174         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 175                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 176         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 177                 return mfspr(SPRN_PURR);
 178         return tb;
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Account time for a transition between system, hard irq
 183  * or soft irq state.
 184  */
 185 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 186                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 187 {
 188         unsigned long stime_scaled = 0;
 189 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 190         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 191         unsigned long utime, utime_scaled;
 192
 193         nowscaled = read_spurr(now);
 194         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 195         acct->startspurr = nowscaled;
 196         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 197         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 198
 199         /*
 200          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 201          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 202          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 203          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 204          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 205          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 206          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 207          * used by account_process_tick.
 208          */
 209         stime_scaled = stime;
 210         utime_scaled = utime;
 211         if (deltascaled != stime + utime) {
 212                 if (utime) {
 213                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 214                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 215                 } else {
 216                         stime_scaled = deltascaled;
 217                 }
 218         }
 219         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 220 #endif
 221
 222         return stime_scaled;
 223 }
 224
 225 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 226                                  unsigned long *stime_scaled,
 227                                  unsigned long *steal_time)
 228 {
 229         unsigned long now, stime;
 230
 231         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 232
 233         now = mftb();
 234         stime = now - acct->starttime;
 235         acct->starttime = now;
 236
 237         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 238
 239         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) &&
 240                         firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 241                 *steal_time = pseries_calculate_stolen_time(now);
 242         else
 243                 *steal_time = 0;
 244
 245         return stime;
 246 }
 247
 248 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 249                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 250 {
 251         unsigned long steal_time;
 252
 253         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 254         *stime -= min(*stime, steal_time);
 255         acct->steal_time += steal_time;
 256 }
 257
 258 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 259 {
 260         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 261         unsigned long stime, stime_scaled;
 262
 263         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 264
 265         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 266                 acct->gtime += stime;
 267 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 268                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 269 #endif
 270         } else {
 271                 acct->stime += stime;
 272 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 273                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 274 #endif
 275         }
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 278
 279 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 280 {
 281         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 282         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 283
 284         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 285         acct->idle_time += stime + steal_time;
 286 }
 287
 288 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 289                                     unsigned long *field)
 290 {
 291         unsigned long stime, stime_scaled;
 292
 293         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 294         *field += stime;
 295 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 296         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 297 #endif
 298 }
 299
 300 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 301 {
 302         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 303         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 304 }
 305
 306 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 307 {
 308         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 309         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 310 }
 311
 312 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 313                                struct cpu_accounting_data *acct)
 314 {
 315 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 316         if (acct->utime_scaled)
 317                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 318         if (acct->stime_scaled)
 319                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 320
 321         acct->utime_scaled = 0;
 322         acct->utime_sspurr = 0;
 323         acct->stime_scaled = 0;
 324 #endif
 325 }
 326
 327 /*
 328  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 329  * Must be called with interrupts disabled.
 330  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 331  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 332  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 333  */
 334 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 335 {
 336         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 337
 338         if (acct->utime)
 339                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 340
 341         if (acct->gtime)
 342                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 343
 344         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 345                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 346                 acct->steal_time = 0;
 347         }
 348
 349         if (acct->idle_time)
 350                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 351
 352         if (acct->stime)
 353                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 354                                           CPUTIME_SYSTEM);
 355
 356         if (acct->hardirq_time)
 357                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 358                                           CPUTIME_IRQ);
 359         if (acct->softirq_time)
 360                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 361                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 362
 363         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 364
 365         acct->utime = 0;
 366         acct->gtime = 0;
 367         acct->idle_time = 0;
 368         acct->stime = 0;
 369         acct->hardirq_time = 0;
 370         acct->softirq_time = 0;
 371 }
 372
 373 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 374 #define calc_cputime_factors()
 375 #endif
 376
 377 void __no_kcsan __delay(unsigned long loops)
 378 {
 379         unsigned long start;
 380
 381         spin_begin();
 382         if (tb_invalid) {
 383                 /*
 384                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 385                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 386                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 387                  */
 388                 spin_cpu_relax();
 389         } else {
 390                 start = mftb();
 391                 while (mftb() - start < loops)
 392                         spin_cpu_relax();
 393         }
 394         spin_end();
 395 }
 396 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 397
 398 void __no_kcsan udelay(unsigned long usecs)
 399 {
 400         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 401 }
 402 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 403
 404 #ifdef CONFIG_SMP
 405 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 406 {
 407         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 408
 409         if (in_lock_functions(pc))
 410                 return regs->link;
 411
 412         return pc;
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 415 #endif
 416
 417 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 418
 419 /*
 420  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 421  */
 422 #ifdef CONFIG_PPC64
 423 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 424 {
 425         unsigned long x;
 426
 427         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 428                 : "=r" (x)
 429                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 430         return x;
 431 }
 432
 433 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 434 {
 435         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 436                 "r" (1),
 437                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 438 }
 439
 440 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 441 {
 442         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 443                 "r" (0),
 444                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 445 }
 446
 447 #else /* 32-bit */
 448
 449 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 450
 451 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 452 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 453 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 454
 455 #endif /* 32 vs 64 bit */
 456
 457 void arch_irq_work_raise(void)
 458 {
 459         /*
 460          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 461          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 462          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 463          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 464          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 465          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 466          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 467          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 468          * here.
 469          */
 470         preempt_disable();
 471         set_irq_work_pending_flag();
 472         set_dec(1);
 473         preempt_enable();
 474 }
 475
 476 static void set_dec_or_work(u64 val)
 477 {
 478         set_dec(val);
 479         /* We may have raced with new irq work */
 480         if (unlikely(test_irq_work_pending()))
 481                 set_dec(1);
 482 }
 483
 484 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 485
 486 #define test_irq_work_pending() 0
 487 #define clear_irq_work_pending()
 488
 489 static void set_dec_or_work(u64 val)
 490 {
 491         set_dec(val);
 492 }
 493 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 494
 495 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_HV_POSSIBLE
 496 void timer_rearm_host_dec(u64 now)
 497 {
 498         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 499
 500         WARN_ON_ONCE(!arch_irqs_disabled());
 501         WARN_ON_ONCE(mfmsr() & MSR_EE);
 502
 503         if (now >= *next_tb) {
 504                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_DEC;
 505         } else {
 506                 now = *next_tb - now;
 507                 if (now > decrementer_max)
 508                         now = decrementer_max;
 509                 set_dec_or_work(now);
 510         }
 511 }
 512 EXPORT_SYMBOL_GPL(timer_rearm_host_dec);
 513 #endif
 514
 515 /*
 516  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 517  * with interrupts disabled.
 518  */
 519 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 520 {
 521         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 522         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 523         struct pt_regs *old_regs;
 524         u64 now;
 525
 526         /*
 527          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 528          * offline, just ignore these.
 529          */
 530         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 531                 set_dec(decrementer_max);
 532                 return;
 533         }
 534
 535         /* Conditionally hard-enable interrupts. */
 536         if (should_hard_irq_enable(regs)) {
 537                 /*
 538                  * Ensure a positive value is written to the decrementer, or
 539                  * else some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 540                  * When the PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured,
 541                  * keep this at most 31 bits, which is about 4 seconds on most
 542                  * systems, which gives the watchdog a chance of catching timer
 543                  * interrupt hard lockups.
 544                  */
 545                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 546                         set_dec(0x7fffffff);
 547                 else
 548                         set_dec(decrementer_max);
 549
 550                 do_hard_irq_enable();
 551         }
 552
 553 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 554         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 555                 __do_IRQ(regs);
 556 #endif
 557
 558         old_regs = set_irq_regs(regs);
 559
 560         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 561
 562         if (test_irq_work_pending()) {
 563                 clear_irq_work_pending();
 564                 mce_run_irq_context_handlers();
 565                 irq_work_run();
 566         }
 567
 568         now = get_tb();
 569         if (now >= *next_tb) {
 570                 evt->event_handler(evt);
 571                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 572         } else {
 573                 now = *next_tb - now;
 574                 if (now > decrementer_max)
 575                         now = decrementer_max;
 576                 set_dec_or_work(now);
 577                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 578         }
 579
 580         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 581
 582         set_irq_regs(old_regs);
 583 }
 584 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 585
 586 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 587 void timer_broadcast_interrupt(void)
 588 {
 589         tick_receive_broadcast();
 590         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 591 }
 592 #endif
 593
 594 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 595 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 596 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 597 {
 598         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 599                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 600
 601         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 602          * with suspending.
 603          */
 604
 605         set_dec(decrementer_max);
 606         local_irq_disable();
 607         set_dec(decrementer_max);
 608 }
 609
 610 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 611 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 612 {
 613         local_irq_enable();
 614
 615         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 616                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 617 }
 618 #endif
 619
 620 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 621 {
 622         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 623 }
 624 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 625
 626 /*
 627  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 628  *
 629  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 630  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 631  * are 64-bit unsigned numbers.
 632  */
 633 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 634 {
 635         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 636 }
 637
 638
 639 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 640
 641 /*
 642  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 643  * kernels.
 644  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 645  */
 646 unsigned long long running_clock(void)
 647 {
 648         /*
 649          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 650          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 651          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 652          *
 653          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 654          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 655          */
 656         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 657             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 658                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 659
 660         /*
 661          * This is a next best approximation without a VTB.
 662          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 663          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 664          * VTB so it makes no difference anyway.
 665          */
 666         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 667 }
 668 #endif
 669
 670 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 671 {
 672         struct device_node *cpu;
 673         const __be32 *fp;
 674         int found = 0;
 675
 676         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 677         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 678
 679         if (cpu) {
 680                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 681                 if (fp) {
 682                         found = 1;
 683                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 684                 }
 685
 686                 of_node_put(cpu);
 687         }
 688
 689         return found;
 690 }
 691
 692 static void start_cpu_decrementer(void)
 693 {
 694 #ifdef CONFIG_BOOKE_OR_40x
 695         unsigned int tcr;
 696
 697         /* Clear any pending timer interrupts */
 698         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 699
 700         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 701         /*
 702          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 703          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 704          */
 705         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 706         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 707         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 708 #endif
 709 }
 710
 711 void __init generic_calibrate_decr(void)
 712 {
 713         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 714
 715         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 716             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 717
 718                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 719                                 "(not found)\n");
 720         }
 721
 722         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 723
 724         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 725             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 726
 727                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 728                                 "(not found)\n");
 729         }
 730 }
 731
 732 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 733 {
 734         struct rtc_time tm;
 735
 736         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 737                 return -ENODEV;
 738
 739         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 740
 741         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 742 }
 743
 744 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 745 {
 746         struct rtc_time tm;
 747         static int first = 1;
 748
 749         ts->tv_nsec = 0;
 750         /* XXX this is a little fragile but will work okay in the short term */
 751         if (first) {
 752                 first = 0;
 753                 if (ppc_md.time_init)
 754                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 755
 756                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 757                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 758                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 759                         return;
 760                 }
 761         }
 762         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 763                 ts->tv_sec = 0;
 764                 return;
 765         }
 766         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 767
 768         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 769 }
 770
 771 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 772 {
 773         __read_persistent_clock(ts);
 774
 775         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 776         if (ts->tv_sec < 0) {
 777                 ts->tv_sec = 0;
 778                 ts->tv_nsec = 0;
 779         }
 780
 781 }
 782
 783 /* clocksource code */
 784 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 785 {
 786         return (u64)get_tb();
 787 }
 788
 789 static void __init clocksource_init(void)
 790 {
 791         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 792
 793         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 794                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 795                        clock->name);
 796                 return;
 797         }
 798
 799         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 800                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 801 }
 802
 803 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 804                                       struct clock_event_device *dev)
 805 {
 806         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 807         set_dec_or_work(evt);
 808
 809         return 0;
 810 }
 811
 812 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 813 {
 814         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, DEC_CLOCKEVENT_STOPPED);
 815         set_dec_or_work(decrementer_max);
 816
 817         return 0;
 818 }
 819
 820 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 821 {
 822         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 823
 824         *dec = decrementer_clockevent;
 825         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 826
 827         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 828
 829         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 830                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 831
 832         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 833         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 834         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 835 }
 836
 837 static void enable_large_decrementer(void)
 838 {
 839         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 840                 return;
 841
 842         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 843                 return;
 844
 845         /*
 846          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 847          * otherwise firmware should have done it for us.
 848          */
 849         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 850                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 851 }
 852
 853 static void __init set_decrementer_max(void)
 854 {
 855         struct device_node *cpu;
 856         u32 bits = 32;
 857
 858         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 859         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 860                 return;
 861
 862         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 863
 864         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 865                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 866                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 867                         bits = 32;
 868                 }
 869
 870                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 871                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 872         }
 873
 874         of_node_put(cpu);
 875
 876         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 877                 bits, decrementer_max);
 878 }
 879
 880 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 881 {
 882         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 883 }
 884
 885 void secondary_cpu_time_init(void)
 886 {
 887         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 888         enable_large_decrementer();
 889
 890         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 891          * such as BookE
 892          */
 893         start_cpu_decrementer();
 894
 895         /* FIME: Should make unrelated change to move snapshot_timebase
 896          * call here ! */
 897         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 898 }
 899
 900 /* This function is only called on the boot processor */
 901 void __init time_init(void)
 902 {
 903         struct div_result res;
 904         u64 scale;
 905         unsigned shift;
 906
 907         /* Normal PowerPC with timebase register */
 908         ppc_md.calibrate_decr();
 909         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 910                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 911         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 912                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 913
 914         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 915         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 916         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 917         calc_cputime_factors();
 918
 919         /*
 920          * Compute scale factor for sched_clock.
 921          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 922          * which is the timebase frequency.
 923          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 924          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 925          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 926          * giving us the scale factor and shift count to use in
 927          * sched_clock().
 928          */
 929         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 930         scale = res.result_low;
 931         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 932                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 933                 res.result_high >>= 1;
 934         }
 935         tb_to_ns_scale = scale;
 936         tb_to_ns_shift = shift;
 937         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 938         boot_tb = get_tb();
 939
 940         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 941         if (timezone_offset) {
 942                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 943                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 944         }
 945
 946         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 947
 948         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
 949         set_decrementer_max();
 950         enable_large_decrementer();
 951
 952         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 953          * such as BookE
 954          */
 955         start_cpu_decrementer();
 956
 957         /* Register the clocksource */
 958         clocksource_init();
 959
 960         init_decrementer_clockevent();
 961         tick_setup_hrtimer_broadcast();
 962
 963         of_clk_init(NULL);
 964         enable_sched_clock_irqtime();
 965 }
 966
 967 /*
 968  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 969  * result.
 970  */
 971 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
 972                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
 973 {
 974         unsigned long a, b, c, d;
 975         unsigned long w, x, y, z;
 976         u64 ra, rb, rc;
 977
 978         a = dividend_high >> 32;
 979         b = dividend_high & 0xffffffff;
 980         c = dividend_low >> 32;
 981         d = dividend_low & 0xffffffff;
 982
 983         w = a / divisor;
 984         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
 985
 986         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
 987         x = ra;
 988
 989         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
 990         y = rb;
 991
 992         do_div(rc, divisor);
 993         z = rc;
 994
 995         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
 996         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
 997
 998 }
 999
1000 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1001 void calibrate_delay(void)
1002 {
1003         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1004          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1005          */
1006         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1007 }
1008
1009 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1010 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1011 {
1012         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1013         return 0;
1014 }
1015
1016 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1017 {
1018         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1019                 return -EOPNOTSUPP;
1020
1021         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1022                 return -EOPNOTSUPP;
1023
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1028         .read_time = rtc_generic_get_time,
1029         .set_time = rtc_generic_set_time,
1030 };
1031
1032 static int __init rtc_init(void)
1033 {
1034         struct platform_device *pdev;
1035
1036         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1037                 return -ENODEV;
1038
1039         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1040                                              &rtc_generic_ops,
1041                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1042
1043         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1044 }
1045
1046 device_initcall(rtc_init);
1047 #endif