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 #ifdef CONFIG_PPC64
 167 #define get_accounting(tsk)     (&get_paca()->accounting)
 168 #else
 169 #define get_accounting(tsk)     (&task_thread_info(tsk)->accounting)
 170 #endif
 171
 172 static void calc_cputime_factors(void)
 173 {
 174         struct div_result res;
 175
 176         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 177         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 182  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 183  */
 184 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 185 {
 186         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 187                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 188         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 189                 return mfspr(SPRN_PURR);
 190         return tb;
 191 }
 192
 193 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 194
 195 /*
 196  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 197  * Should be called with interrupts disabled.
 198  */
 199 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 200 {
 201         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 202         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 203         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 204         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 205         u64 tb_delta;
 206         u64 stolen = 0;
 207         u64 dtb;
 208
 209         if (!dtl)
 210                 return 0;
 211
 212         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 213                 return 0;
 214         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 215                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 216                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 217                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 218                 barrier();
 219                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 220                         /* buffer has overflowed */
 221                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 222                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 223                         continue;
 224                 }
 225                 if (dtb > stop_tb)
 226                         break;
 227                 if (dtl_consumer)
 228                         dtl_consumer(dtl, i);
 229                 stolen += tb_delta;
 230                 ++i;
 231                 ++dtl;
 232                 if (dtl == dtl_end)
 233                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 234         }
 235         local_paca->dtl_ridx = i;
 236         local_paca->dtl_curr = dtl;
 237         return stolen;
 238 }
 239
 240 /*
 241  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 242  * Called on entry from user mode.
 243  */
 244 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 245 {
 246         u64 sst, ust;
 247         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 248         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 249
 250         /* We are called early in the exception entry, before
 251          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 252          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 253          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 254          * complain
 255          */
 256         local_paca->soft_enabled = 0;
 257
 258         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 259         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 260         acct->stime -= sst;
 261         acct->utime -= ust;
 262         acct->steal_time += ust + sst;
 263
 264         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 265 }
 266
 267 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 268 {
 269         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 270                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 271
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 276 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 277 {
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 282
 283 /*
 284  * Account time for a transition between system, hard irq
 285  * or soft irq state.
 286  */
 287 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 288                                  unsigned long *stime_scaled,
 289                                  unsigned long *steal_time)
 290 {
 291         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 292         unsigned long stime;
 293         unsigned long utime, utime_scaled;
 294         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 295
 296         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 297
 298         now = mftb();
 299         nowscaled = read_spurr(now);
 300         stime = now - acct->starttime;
 301         acct->starttime = now;
 302         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 303         acct->startspurr = nowscaled;
 304
 305         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 306
 307         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 308         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 309
 310         /*
 311          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 312          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 313          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 314          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 315          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 316          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 317          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 318          * used by account_process_tick.
 319          */
 320         *stime_scaled = stime;
 321         utime_scaled = utime;
 322         if (deltascaled != stime + utime) {
 323                 if (utime) {
 324                         *stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 325                         utime_scaled = deltascaled - *stime_scaled;
 326                 } else {
 327                         *stime_scaled = deltascaled;
 328                 }
 329         }
 330         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 331
 332         return stime;
 333 }
 334
 335 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 336 {
 337         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 338         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 339
 340         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 341
 342         stime -= min(stime, steal_time);
 343         acct->steal_time += steal_time;
 344
 345         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 346                 acct->gtime += stime;
 347                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 348         } else {
 349                 if (hardirq_count())
 350                         acct->hardirq_time += stime;
 351                 else if (in_serving_softirq())
 352                         acct->softirq_time += stime;
 353                 else
 354                         acct->stime += stime;
 355
 356                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 357         }
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 360
 361 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 362 {
 363         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 364         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 365
 366         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 367         acct->idle_time += stime + steal_time;
 368 }
 369
 370 /*
 371  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 372  * Must be called with interrupts disabled.
 373  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 374  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 375  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 376  */
 377 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 378 {
 379         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 380
 381         if (acct->utime)
 382                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 383
 384         if (acct->utime_scaled)
 385                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 386
 387         if (acct->gtime)
 388                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 389
 390         if (acct->steal_time)
 391                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 392
 393         if (acct->idle_time)
 394                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 395
 396         if (acct->stime)
 397                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 398                                           CPUTIME_SYSTEM);
 399         if (acct->stime_scaled)
 400                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 401
 402         if (acct->hardirq_time)
 403                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 404                                           CPUTIME_IRQ);
 405         if (acct->softirq_time)
 406                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 407                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 408
 409         acct->utime = 0;
 410         acct->utime_scaled = 0;
 411         acct->utime_sspurr = 0;
 412         acct->gtime = 0;
 413         acct->steal_time = 0;
 414         acct->idle_time = 0;
 415         acct->stime = 0;
 416         acct->stime_scaled = 0;
 417         acct->hardirq_time = 0;
 418         acct->softirq_time = 0;
 419 }
 420
 421 #ifdef CONFIG_PPC32
 422 /*
 423  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 424  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 425  * the next process.
 426  */
 427 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 428 {
 429         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 430
 431         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 432         acct->startspurr = get_accounting(prev)->startspurr;
 433 }
 434 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 435
 436 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 437 #define calc_cputime_factors()
 438 #endif
 439
 440 void __delay(unsigned long loops)
 441 {
 442         unsigned long start;
 443         int diff;
 444
 445         spin_begin();
 446         if (__USE_RTC()) {
 447                 start = get_rtcl();
 448                 do {
 449                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 450                         diff = get_rtcl() - start;
 451                         if (diff < 0)
 452                                 diff += 1000000000;
 453                         spin_cpu_relax();
 454                 } while (diff < loops);
 455         } else {
 456                 start = get_tbl();
 457                 while (get_tbl() - start < loops)
 458                         spin_cpu_relax();
 459         }
 460         spin_end();
 461 }
 462 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 463
 464 void udelay(unsigned long usecs)
 465 {
 466         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 467 }
 468 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 469
 470 #ifdef CONFIG_SMP
 471 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 472 {
 473         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 474
 475         if (in_lock_functions(pc))
 476                 return regs->link;
 477
 478         return pc;
 479 }
 480 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 481 #endif
 482
 483 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 484
 485 /*
 486  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 487  */
 488 #ifdef CONFIG_PPC64
 489 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 490 {
 491         unsigned long x;
 492
 493         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 494                 : "=r" (x)
 495                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 496         return x;
 497 }
 498
 499 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 500 {
 501         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 502                 "r" (1),
 503                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 504 }
 505
 506 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 507 {
 508         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 509                 "r" (0),
 510                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 511 }
 512
 513 #else /* 32-bit */
 514
 515 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 516
 517 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 518 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 519 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 520
 521 #endif /* 32 vs 64 bit */
 522
 523 void arch_irq_work_raise(void)
 524 {
 525         preempt_disable();
 526         set_irq_work_pending_flag();
 527         set_dec(1);
 528         preempt_enable();
 529 }
 530
 531 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 532
 533 #define test_irq_work_pending() 0
 534 #define clear_irq_work_pending()
 535
 536 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 537
 538 static void __timer_interrupt(void)
 539 {
 540         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 541         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 542         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 543         u64 now;
 544
 545         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 546
 547         if (test_irq_work_pending()) {
 548                 clear_irq_work_pending();
 549                 irq_work_run();
 550         }
 551
 552         now = get_tb_or_rtc();
 553         if (now >= *next_tb) {
 554                 *next_tb = ~(u64)0;
 555                 if (evt->event_handler)
 556                         evt->event_handler(evt);
 557                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 558         } else {
 559                 now = *next_tb - now;
 560                 if (now <= decrementer_max)
 561                         set_dec(now);
 562                 /* We may have raced with new irq work */
 563                 if (test_irq_work_pending())
 564                         set_dec(1);
 565                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 566         }
 567
 568 #ifdef CONFIG_PPC64
 569         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 570         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 571                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 572                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 573         }
 574 #endif
 575
 576         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 577 }
 578
 579 /*
 580  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 581  * with interrupts disabled.
 582  */
 583 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 584 {
 585         struct pt_regs *old_regs;
 586         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 587
 588         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 589          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 590          */
 591         set_dec(decrementer_max);
 592
 593         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 594          * offline, just ignore these and we also need to set
 595          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 596          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 597          * here infinitely :(
 598          */
 599         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 600                 *next_tb = ~(u64)0;
 601                 return;
 602         }
 603
 604         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 605          * bumped to its maximum value
 606          */
 607         may_hard_irq_enable();
 608
 609
 610 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 611         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 612                 do_IRQ(regs);
 613 #endif
 614
 615         old_regs = set_irq_regs(regs);
 616         irq_enter();
 617
 618         __timer_interrupt();
 619         irq_exit();
 620         set_irq_regs(old_regs);
 621 }
 622 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 623
 624 /*
 625  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 626  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 627  * to clear them, as they are edge-triggered.
 628  */
 629 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 630 {
 631 }
 632
 633 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 634 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 635 {
 636         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 637          * with suspending.
 638          */
 639
 640         set_dec(decrementer_max);
 641         local_irq_disable();
 642         set_dec(decrementer_max);
 643 }
 644
 645 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 646 {
 647         local_irq_enable();
 648 }
 649
 650 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 651 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 652 {
 653         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 654                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 655         generic_suspend_disable_irqs();
 656 }
 657
 658 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 659 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 660 {
 661         generic_suspend_enable_irqs();
 662         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 663                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 664 }
 665 #endif
 666
 667 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 668 {
 669         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 670 }
 671 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 672
 673 /*
 674  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 675  *
 676  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 677  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 678  * are 64-bit unsigned numbers.
 679  */
 680 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 681 {
 682         if (__USE_RTC())
 683                 return get_rtc();
 684         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 685 }
 686
 687
 688 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 689
 690 /*
 691  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 692  * kernels.
 693  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 694  */
 695 unsigned long long running_clock(void)
 696 {
 697         /*
 698          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 699          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 700          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 701          *
 702          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 703          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 704          */
 705         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 706             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 707                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 708
 709         /*
 710          * This is a next best approximation without a VTB.
 711          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 712          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 713          * VTB so it makes no difference anyway.
 714          */
 715         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 716 }
 717 #endif
 718
 719 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 720 {
 721         struct device_node *cpu;
 722         const __be32 *fp;
 723         int found = 0;
 724
 725         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 726         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 727
 728         if (cpu) {
 729                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 730                 if (fp) {
 731                         found = 1;
 732                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 733                 }
 734
 735                 of_node_put(cpu);
 736         }
 737
 738         return found;
 739 }
 740
 741 static void start_cpu_decrementer(void)
 742 {
 743 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 744         unsigned int tcr;
 745
 746         /* Clear any pending timer interrupts */
 747         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 748
 749         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 750         /*
 751          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 752          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 753          */
 754         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 755         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 756         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 757 #endif
 758 }
 759
 760 void __init generic_calibrate_decr(void)
 761 {
 762         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 763
 764         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 765             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 766
 767                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 768                                 "(not found)\n");
 769         }
 770
 771         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 772
 773         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 774             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 775
 776                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 777                                 "(not found)\n");
 778         }
 779 }
 780
 781 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 782 {
 783         struct rtc_time tm;
 784
 785         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 786                 return -ENODEV;
 787
 788         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 789         tm.tm_year -= 1900;
 790         tm.tm_mon -= 1;
 791
 792         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 793 }
 794
 795 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 796 {
 797         struct rtc_time tm;
 798         static int first = 1;
 799
 800         ts->tv_nsec = 0;
 801         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 802         if (first) {
 803                 first = 0;
 804                 if (ppc_md.time_init)
 805                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 806
 807                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 808                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 809                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 810                         return;
 811                 }
 812         }
 813         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 814                 ts->tv_sec = 0;
 815                 return;
 816         }
 817         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 818
 819         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 820                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 821 }
 822
 823 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 824 {
 825         __read_persistent_clock(ts);
 826
 827         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 828         if (ts->tv_sec < 0) {
 829                 ts->tv_sec = 0;
 830                 ts->tv_nsec = 0;
 831         }
 832
 833 }
 834
 835 /* clocksource code */
 836 static notrace u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 837 {
 838         return (u64)get_rtc();
 839 }
 840
 841 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 842 {
 843         return (u64)get_tb();
 844 }
 845
 846
 847 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 848 {
 849         struct timespec xt;
 850         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
 851         u32 mult = tk->tkr_mono.mult;
 852         u32 shift = tk->tkr_mono.shift;
 853         u64 cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
 854         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 855         u64 frac_sec;
 856
 857         if (clock != &clocksource_timebase)
 858                 return;
 859
 860         xt.tv_sec = tk->xtime_sec;
 861         xt.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
 862
 863         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 864         ++vdso_data->tb_update_count;
 865         smp_mb();
 866
 867         /*
 868          * This computes ((2^20 / 1e9) * mult) >> shift as a
 869          * 0.64 fixed-point fraction.
 870          * The computation in the else clause below won't overflow
 871          * (as long as the timebase frequency is >= 1.049 MHz)
 872          * but loses precision because we lose the low bits of the constant
 873          * in the shift.  Note that 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9.
 874          * For a shift of 24 the error is about 0.5e-9, or about 0.5ns
 875          * over a second.  (Shift values are usually 22, 23 or 24.)
 876          * For high frequency clocks such as the 512MHz timebase clock
 877          * on POWER[6789], the mult value is small (e.g. 32768000)
 878          * and so we can shift the constant by 16 initially
 879          * (295147905179 ~= 2^(20+64-16) / 1e9) and then do the
 880          * remaining shifts after the multiplication, which gives a
 881          * more accurate result (e.g. with mult = 32768000, shift = 24,
 882          * the error is only about 1.2e-12, or 0.7ns over 10 minutes).
 883          */
 884         if (mult <= 62500000 && clock->shift >= 16)
 885                 new_tb_to_xs = ((u64) mult * 295147905179ULL) >> (clock->shift - 16);
 886         else
 887                 new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 888
 889         /*
 890          * Compute the fractional second in units of 2^-32 seconds.
 891          * The fractional second is tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift
 892          * in nanoseconds, so multiplying that by 2^32 / 1e9 gives
 893          * it in units of 2^-32 seconds.
 894          * We assume shift <= 32 because clocks_calc_mult_shift()
 895          * generates shift values in the range 0 - 32.
 896          */
 897         frac_sec = tk->tkr_mono.xtime_nsec << (32 - shift);
 898         do_div(frac_sec, NSEC_PER_SEC);
 899
 900         /*
 901          * Work out new stamp_xsec value for any legacy users of systemcfg.
 902          * stamp_xsec is in units of 2^-20 seconds.
 903          */
 904         new_stamp_xsec = frac_sec >> 12;
 905         new_stamp_xsec += tk->xtime_sec * XSEC_PER_SEC;
 906
 907         /*
 908          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 909          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 910          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 911          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 912          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 913          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 914          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 915          */
 916         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 917         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 918         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 919         vdso_data->wtom_clock_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
 920         vdso_data->wtom_clock_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
 921         vdso_data->stamp_xtime = xt;
 922         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 923         vdso_data->hrtimer_res = hrtimer_resolution;
 924         smp_wmb();
 925         ++(vdso_data->tb_update_count);
 926 }
 927
 928 void update_vsyscall_tz(void)
 929 {
 930         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 931         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 932 }
 933
 934 static void __init clocksource_init(void)
 935 {
 936         struct clocksource *clock;
 937
 938         if (__USE_RTC())
 939                 clock = &clocksource_rtc;
 940         else
 941                 clock = &clocksource_timebase;
 942
 943         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 944                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 945                        clock->name);
 946                 return;
 947         }
 948
 949         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 950                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 951 }
 952
 953 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 954                                       struct clock_event_device *dev)
 955 {
 956         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 957         set_dec(evt);
 958
 959         /* We may have raced with new irq work */
 960         if (test_irq_work_pending())
 961                 set_dec(1);
 962
 963         return 0;
 964 }
 965
 966 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 967 {
 968         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 973 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 974 {
 975         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 976
 977         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 978         __timer_interrupt();
 979 }
 980
 981 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 982 {
 983         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 984
 985         *dec = decrementer_clockevent;
 986         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 987
 988         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 989
 990         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 991                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 992
 993         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 994         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 995         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 996 }
 997
 998 static void enable_large_decrementer(void)
 999 {
1000         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1001                 return;
1002
1003         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
1004                 return;
1005
1006         /*
1007          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
1008          * otherwise firmware should have done it for us.
1009          */
1010         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1011                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
1012 }
1013
1014 static void __init set_decrementer_max(void)
1015 {
1016         struct device_node *cpu;
1017         u32 bits = 32;
1018
1019         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
1020         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1021                 return;
1022
1023         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
1024
1025         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
1026                 if (bits > 64 || bits < 32) {
1027                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
1028                         bits = 32;
1029                 }
1030
1031                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
1032                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
1033         }
1034
1035         of_node_put(cpu);
1036
1037         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1038                 bits, decrementer_max);
1039 }
1040
1041 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1042 {
1043         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1044 }
1045
1046 void secondary_cpu_time_init(void)
1047 {
1048         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1049         enable_large_decrementer();
1050
1051         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1052          * such as BookE
1053          */
1054         start_cpu_decrementer();
1055
1056         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1057          * call here ! */
1058         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1059 }
1060
1061 /* This function is only called on the boot processor */
1062 void __init time_init(void)
1063 {
1064         struct div_result res;
1065         u64 scale;
1066         unsigned shift;
1067
1068         if (__USE_RTC()) {
1069                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1070                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1071         } else {
1072                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1073                 ppc_md.calibrate_decr();
1074                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1075                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1076                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1077                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1078         }
1079
1080         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1081         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1082         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1083         calc_cputime_factors();
1084
1085         /*
1086          * Compute scale factor for sched_clock.
1087          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1088          * which is the timebase frequency.
1089          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1090          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1091          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1092          * giving us the scale factor and shift count to use in
1093          * sched_clock().
1094          */
1095         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1096         scale = res.result_low;
1097         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1098                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1099                 res.result_high >>= 1;
1100         }
1101         tb_to_ns_scale = scale;
1102         tb_to_ns_shift = shift;
1103         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1104         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1105
1106         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1107         if (timezone_offset) {
1108                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1109                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1110         }
1111
1112         vdso_data->tb_update_count = 0;
1113         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1114
1115         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1116         set_decrementer_max();
1117         enable_large_decrementer();
1118
1119         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1120          * such as BookE
1121          */
1122         start_cpu_decrementer();
1123
1124         /* Register the clocksource */
1125         clocksource_init();
1126
1127         init_decrementer_clockevent();
1128         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1129
1130 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1131         of_clk_init(NULL);
1132 #endif
1133 }
1134
1135
1136 #define FEBRUARY        2
1137 #define STARTOFTIME     1970
1138 #define SECDAY          86400L
1139 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1140 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1141                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1142 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1143 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1144
1145 static int month_days[12] = {
1146         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1147 };
1148
1149 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1150 {
1151         register int    i;
1152         register long   hms, day;
1153
1154         day = tim / SECDAY;
1155         hms = tim % SECDAY;
1156
1157         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1158         tm->tm_hour = hms / 3600;
1159         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1160         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1161
1162         /* Number of years in days */
1163         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1164                 day -= days_in_year(i);
1165         tm->tm_year = i;
1166
1167         /* Number of months in days left */
1168         if (leapyear(tm->tm_year))
1169                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1170         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1171                 day -= days_in_month(i);
1172         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1173         tm->tm_mon = i;
1174
1175         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1176         tm->tm_mday = day + 1;
1177
1178         /*
1179          * No-one uses the day of the week.
1180          */
1181         tm->tm_wday = -1;
1182 }
1183 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1184
1185 /*
1186  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1187  * result.
1188  */
1189 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1190                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1191 {
1192         unsigned long a, b, c, d;
1193         unsigned long w, x, y, z;
1194         u64 ra, rb, rc;
1195
1196         a = dividend_high >> 32;
1197         b = dividend_high & 0xffffffff;
1198         c = dividend_low >> 32;
1199         d = dividend_low & 0xffffffff;
1200
1201         w = a / divisor;
1202         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1203
1204         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1205         x = ra;
1206
1207         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1208         y = rb;
1209
1210         do_div(rc, divisor);
1211         z = rc;
1212
1213         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1214         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1215
1216 }
1217
1218 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1219 void calibrate_delay(void)
1220 {
1221         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1222          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1223          */
1224         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1225 }
1226
1227 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1228 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1229 {
1230         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1231         return rtc_valid_tm(tm);
1232 }
1233
1234 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1235 {
1236         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1237                 return -EOPNOTSUPP;
1238
1239         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1240                 return -EOPNOTSUPP;
1241
1242         return 0;
1243 }
1244
1245 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1246         .read_time = rtc_generic_get_time,
1247         .set_time = rtc_generic_set_time,
1248 };
1249
1250 static int __init rtc_init(void)
1251 {
1252         struct platform_device *pdev;
1253
1254         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1255                 return -ENODEV;
1256
1257         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1258                                              &rtc_generic_ops,
1259                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1260
1261         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1262 }
1263
1264 device_initcall(rtc_init);
1265 #endif