arch/powerpc/kernel/time.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 /*
   3  * Common time routines among all ppc machines.
   4  *
   5  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   6  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   7  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   8  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   9  *
  10  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  11  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  12  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  13  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  14  * on SMP then, nap and doze are OK).
  15  *
  16  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  17  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  18  *
  19  * TODO (not necessarily in this file):
  20  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  21  * measurement at boot time.
  22  * - for astronomical applications: add a new function to get
  23  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  24  * a new timestamp format and a good name.
  25  *
  26  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  27  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  28  */
  29
  30 #include <linux/errno.h>
  31 #include <linux/export.h>
  32 #include <linux/sched.h>
  33 #include <linux/sched/clock.h>
  34 #include <linux/kernel.h>
  35 #include <linux/param.h>
  36 #include <linux/string.h>
  37 #include <linux/mm.h>
  38 #include <linux/interrupt.h>
  39 #include <linux/timex.h>
  40 #include <linux/kernel_stat.h>
  41 #include <linux/time.h>
  42 #include <linux/init.h>
  43 #include <linux/profile.h>
  44 #include <linux/cpu.h>
  45 #include <linux/security.h>
  46 #include <linux/percpu.h>
  47 #include <linux/rtc.h>
  48 #include <linux/jiffies.h>
  49 #include <linux/posix-timers.h>
  50 #include <linux/irq.h>
  51 #include <linux/delay.h>
  52 #include <linux/irq_work.h>
  53 #include <linux/of_clk.h>
  54 #include <linux/suspend.h>
  55 #include <linux/sched/cputime.h>
  56 #include <linux/sched/clock.h>
  57 #include <linux/processor.h>
  58 #include <asm/trace.h>
  59
  60 #include <asm/io.h>
  61 #include <asm/nvram.h>
  62 #include <asm/cache.h>
  63 #include <asm/machdep.h>
  64 #include <linux/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/prom.h>
  67 #include <asm/irq.h>
  68 #include <asm/div64.h>
  69 #include <asm/smp.h>
  70 #include <asm/vdso_datapage.h>
  71 #include <asm/firmware.h>
  72 #include <asm/asm-prototypes.h>
  73
  74 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  75
  76 #include <linux/clockchips.h>
  77 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  78
  79 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  80 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  81         .name         = "timebase",
  82         .rating       = 400,
  83         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  84         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  85         .read         = timebase_read,
  86 };
  87
  88 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
  89 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
  90
  91 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  92                                       struct clock_event_device *dev);
  93 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
  94
  95 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
  96         .name                   = "decrementer",
  97         .rating                 = 200,
  98         .irq                    = 0,
  99         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 100         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 101         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 102         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 103         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 104                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 105 };
 106 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 107
 108 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 109 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 110
 111 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 112
 113 #ifdef CONFIG_PPC64
 114 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 115 #else
 116 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 117 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 118 #endif
 119
 120 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 121 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 122 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 123 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 124 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 125
 126 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 127 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 128
 129 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 130 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 131 static u64 boot_tb __read_mostly;
 132
 133 extern struct timezone sys_tz;
 134 static long timezone_offset;
 135
 136 unsigned long ppc_proc_freq;
 137 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 138 unsigned long ppc_tb_freq;
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 140
 141 bool tb_invalid;
 142
 143 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 144 /*
 145  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 146  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 147  */
 148 u64 __cputime_usec_factor;
 149 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 150
 151 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 152 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 153 #endif
 154
 155 static void calc_cputime_factors(void)
 156 {
 157         struct div_result res;
 158
 159         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 160         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 165  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 166  */
 167 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 168 {
 169         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 170                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 171         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 172                 return mfspr(SPRN_PURR);
 173         return tb;
 174 }
 175
 176 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 177
 178 #include <asm/dtl.h>
 179
 180 /*
 181  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 182  * Should be called with interrupts disabled.
 183  */
 184 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 185 {
 186         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 187         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 188         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 189         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 190         u64 tb_delta;
 191         u64 stolen = 0;
 192         u64 dtb;
 193
 194         if (!dtl)
 195                 return 0;
 196
 197         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 198                 return 0;
 199         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 200                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 201                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 202                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 203                 barrier();
 204                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 205                         /* buffer has overflowed */
 206                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 207                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 208                         continue;
 209                 }
 210                 if (dtb > stop_tb)
 211                         break;
 212                 if (dtl_consumer)
 213                         dtl_consumer(dtl, i);
 214                 stolen += tb_delta;
 215                 ++i;
 216                 ++dtl;
 217                 if (dtl == dtl_end)
 218                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 219         }
 220         local_paca->dtl_ridx = i;
 221         local_paca->dtl_curr = dtl;
 222         return stolen;
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 227  * Called on entry from user mode.
 228  */
 229 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 230 {
 231         u64 sst, ust;
 232         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 233         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 234
 235         /* We are called early in the exception entry, before
 236          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 237          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 238          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 239          * complain
 240          */
 241         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 242
 243         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 244         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 245         acct->stime -= sst;
 246         acct->utime -= ust;
 247         acct->steal_time += ust + sst;
 248
 249         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 250 }
 251
 252 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 253 {
 254         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 255                 return 0;
 256
 257         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 258                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 259
 260         return 0;
 261 }
 262
 263 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 264 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 265 {
 266         return 0;
 267 }
 268
 269 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 270
 271 /*
 272  * Account time for a transition between system, hard irq
 273  * or soft irq state.
 274  */
 275 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 276                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 277 {
 278         unsigned long stime_scaled = 0;
 279 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 280         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 281         unsigned long utime, utime_scaled;
 282
 283         nowscaled = read_spurr(now);
 284         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 285         acct->startspurr = nowscaled;
 286         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 287         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 288
 289         /*
 290          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 291          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 292          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 293          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 294          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 295          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 296          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 297          * used by account_process_tick.
 298          */
 299         stime_scaled = stime;
 300         utime_scaled = utime;
 301         if (deltascaled != stime + utime) {
 302                 if (utime) {
 303                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 304                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 305                 } else {
 306                         stime_scaled = deltascaled;
 307                 }
 308         }
 309         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 310 #endif
 311
 312         return stime_scaled;
 313 }
 314
 315 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 316                                  unsigned long *stime_scaled,
 317                                  unsigned long *steal_time)
 318 {
 319         unsigned long now, stime;
 320         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 321
 322         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 323
 324         now = mftb();
 325         stime = now - acct->starttime;
 326         acct->starttime = now;
 327
 328         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 329
 330         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 331
 332         return stime;
 333 }
 334
 335 void vtime_account_kernel(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 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 348                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 349 #endif
 350         } else {
 351                 if (hardirq_count())
 352                         acct->hardirq_time += stime;
 353                 else if (in_serving_softirq())
 354                         acct->softirq_time += stime;
 355                 else
 356                         acct->stime += stime;
 357
 358 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 359                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 360 #endif
 361         }
 362 }
 363 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 364
 365 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 366 {
 367         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 368         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 369
 370         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 371         acct->idle_time += stime + steal_time;
 372 }
 373
 374 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 375                                struct cpu_accounting_data *acct)
 376 {
 377 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 378         if (acct->utime_scaled)
 379                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 380         if (acct->stime_scaled)
 381                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 382
 383         acct->utime_scaled = 0;
 384         acct->utime_sspurr = 0;
 385         acct->stime_scaled = 0;
 386 #endif
 387 }
 388
 389 /*
 390  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 391  * Must be called with interrupts disabled.
 392  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 393  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 394  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 395  */
 396 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 397 {
 398         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 399
 400         if (acct->utime)
 401                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 402
 403         if (acct->gtime)
 404                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 405
 406         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 407                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 408                 acct->steal_time = 0;
 409         }
 410
 411         if (acct->idle_time)
 412                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 413
 414         if (acct->stime)
 415                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 416                                           CPUTIME_SYSTEM);
 417
 418         if (acct->hardirq_time)
 419                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 420                                           CPUTIME_IRQ);
 421         if (acct->softirq_time)
 422                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 423                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 424
 425         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 426
 427         acct->utime = 0;
 428         acct->gtime = 0;
 429         acct->idle_time = 0;
 430         acct->stime = 0;
 431         acct->hardirq_time = 0;
 432         acct->softirq_time = 0;
 433 }
 434
 435 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 436 #define calc_cputime_factors()
 437 #endif
 438
 439 void __no_kcsan __delay(unsigned long loops)
 440 {
 441         unsigned long start;
 442
 443         spin_begin();
 444         if (tb_invalid) {
 445                 /*
 446                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 447                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 448                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 449                  */
 450                 spin_cpu_relax();
 451         } else {
 452                 start = mftb();
 453                 while (mftb() - start < loops)
 454                         spin_cpu_relax();
 455         }
 456         spin_end();
 457 }
 458 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 459
 460 void __no_kcsan udelay(unsigned long usecs)
 461 {
 462         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 463 }
 464 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 465
 466 #ifdef CONFIG_SMP
 467 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 468 {
 469         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 470
 471         if (in_lock_functions(pc))
 472                 return regs->link;
 473
 474         return pc;
 475 }
 476 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 477 #endif
 478
 479 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 480
 481 /*
 482  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 483  */
 484 #ifdef CONFIG_PPC64
 485 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 486 {
 487         unsigned long x;
 488
 489         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 490                 : "=r" (x)
 491                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 492         return x;
 493 }
 494
 495 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 496 {
 497         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 498                 "r" (1),
 499                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 500 }
 501
 502 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 503 {
 504         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 505                 "r" (0),
 506                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 507 }
 508
 509 #else /* 32-bit */
 510
 511 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 512
 513 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 514 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 515 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 516
 517 #endif /* 32 vs 64 bit */
 518
 519 void arch_irq_work_raise(void)
 520 {
 521         /*
 522          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 523          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 524          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 525          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 526          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 527          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 528          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 529          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 530          * here.
 531          */
 532         preempt_disable();
 533         set_irq_work_pending_flag();
 534         set_dec(1);
 535         preempt_enable();
 536 }
 537
 538 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 539
 540 #define test_irq_work_pending() 0
 541 #define clear_irq_work_pending()
 542
 543 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 544
 545 /*
 546  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 547  * with interrupts disabled.
 548  */
 549 void timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 550 {
 551         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 552         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 553         struct pt_regs *old_regs;
 554         u64 now;
 555
 556         /*
 557          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 558          * offline, just ignore these.
 559          */
 560         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 561                 set_dec(decrementer_max);
 562                 return;
 563         }
 564
 565         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 566          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 567          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 568          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 569          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 570          */
 571         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 572                 set_dec(0x7fffffff);
 573         else
 574                 set_dec(decrementer_max);
 575
 576         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 577          * bumped to its maximum value
 578          */
 579         may_hard_irq_enable();
 580
 581
 582 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 583         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 584                 do_IRQ(regs);
 585 #endif
 586
 587         old_regs = set_irq_regs(regs);
 588         irq_enter();
 589         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 590
 591         if (test_irq_work_pending()) {
 592                 clear_irq_work_pending();
 593                 irq_work_run();
 594         }
 595
 596         now = get_tb();
 597         if (now >= *next_tb) {
 598                 *next_tb = ~(u64)0;
 599                 if (evt->event_handler)
 600                         evt->event_handler(evt);
 601                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 602         } else {
 603                 now = *next_tb - now;
 604                 if (now <= decrementer_max)
 605                         set_dec(now);
 606                 /* We may have raced with new irq work */
 607                 if (test_irq_work_pending())
 608                         set_dec(1);
 609                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 610         }
 611
 612         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 613         irq_exit();
 614         set_irq_regs(old_regs);
 615 }
 616 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 617
 618 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 619 void timer_broadcast_interrupt(void)
 620 {
 621         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 622
 623         *next_tb = ~(u64)0;
 624         tick_receive_broadcast();
 625         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 626 }
 627 #endif
 628
 629 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 630 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 631 {
 632         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 633          * with suspending.
 634          */
 635
 636         set_dec(decrementer_max);
 637         local_irq_disable();
 638         set_dec(decrementer_max);
 639 }
 640
 641 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 642 {
 643         local_irq_enable();
 644 }
 645
 646 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 647 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 648 {
 649         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 650                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 651         generic_suspend_disable_irqs();
 652 }
 653
 654 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 655 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 656 {
 657         generic_suspend_enable_irqs();
 658         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 659                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 660 }
 661 #endif
 662
 663 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 664 {
 665         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 666 }
 667 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 668
 669 /*
 670  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 671  *
 672  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 673  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 674  * are 64-bit unsigned numbers.
 675  */
 676 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 677 {
 678         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 679 }
 680
 681
 682 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 683
 684 /*
 685  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 686  * kernels.
 687  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 688  */
 689 unsigned long long running_clock(void)
 690 {
 691         /*
 692          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 693          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 694          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 695          *
 696          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 697          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 698          */
 699         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 700             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 701                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 702
 703         /*
 704          * This is a next best approximation without a VTB.
 705          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 706          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 707          * VTB so it makes no difference anyway.
 708          */
 709         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 710 }
 711 #endif
 712
 713 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 714 {
 715         struct device_node *cpu;
 716         const __be32 *fp;
 717         int found = 0;
 718
 719         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 720         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 721
 722         if (cpu) {
 723                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 724                 if (fp) {
 725                         found = 1;
 726                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 727                 }
 728
 729                 of_node_put(cpu);
 730         }
 731
 732         return found;
 733 }
 734
 735 static void start_cpu_decrementer(void)
 736 {
 737 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 738         unsigned int tcr;
 739
 740         /* Clear any pending timer interrupts */
 741         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 742
 743         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 744         /*
 745          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 746          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 747          */
 748         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 749         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 750         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 751 #endif
 752 }
 753
 754 void __init generic_calibrate_decr(void)
 755 {
 756         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 757
 758         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 759             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 760
 761                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 762                                 "(not found)\n");
 763         }
 764
 765         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 766
 767         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 768             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 769
 770                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 771                                 "(not found)\n");
 772         }
 773 }
 774
 775 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 776 {
 777         struct rtc_time tm;
 778
 779         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 780                 return -ENODEV;
 781
 782         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 783
 784         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 785 }
 786
 787 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 788 {
 789         struct rtc_time tm;
 790         static int first = 1;
 791
 792         ts->tv_nsec = 0;
 793         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 794         if (first) {
 795                 first = 0;
 796                 if (ppc_md.time_init)
 797                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 798
 799                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 800                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 801                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 802                         return;
 803                 }
 804         }
 805         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 806                 ts->tv_sec = 0;
 807                 return;
 808         }
 809         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 810
 811         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 812 }
 813
 814 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 815 {
 816         __read_persistent_clock(ts);
 817
 818         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 819         if (ts->tv_sec < 0) {
 820                 ts->tv_sec = 0;
 821                 ts->tv_nsec = 0;
 822         }
 823
 824 }
 825
 826 /* clocksource code */
 827 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 828 {
 829         return (u64)get_tb();
 830 }
 831
 832
 833 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 834 {
 835         struct timespec64 xt;
 836         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
 837         u32 mult = tk->tkr_mono.mult;
 838         u32 shift = tk->tkr_mono.shift;
 839         u64 cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
 840         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 841         u64 frac_sec;
 842
 843         if (clock != &clocksource_timebase)
 844                 return;
 845
 846         xt.tv_sec = tk->xtime_sec;
 847         xt.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
 848
 849         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 850         ++vdso_data->tb_update_count;
 851         smp_mb();
 852
 853         /*
 854          * This computes ((2^20 / 1e9) * mult) >> shift as a
 855          * 0.64 fixed-point fraction.
 856          * The computation in the else clause below won't overflow
 857          * (as long as the timebase frequency is >= 1.049 MHz)
 858          * but loses precision because we lose the low bits of the constant
 859          * in the shift.  Note that 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9.
 860          * For a shift of 24 the error is about 0.5e-9, or about 0.5ns
 861          * over a second.  (Shift values are usually 22, 23 or 24.)
 862          * For high frequency clocks such as the 512MHz timebase clock
 863          * on POWER[6789], the mult value is small (e.g. 32768000)
 864          * and so we can shift the constant by 16 initially
 865          * (295147905179 ~= 2^(20+64-16) / 1e9) and then do the
 866          * remaining shifts after the multiplication, which gives a
 867          * more accurate result (e.g. with mult = 32768000, shift = 24,
 868          * the error is only about 1.2e-12, or 0.7ns over 10 minutes).
 869          */
 870         if (mult <= 62500000 && clock->shift >= 16)
 871                 new_tb_to_xs = ((u64) mult * 295147905179ULL) >> (clock->shift - 16);
 872         else
 873                 new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 874
 875         /*
 876          * Compute the fractional second in units of 2^-32 seconds.
 877          * The fractional second is tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift
 878          * in nanoseconds, so multiplying that by 2^32 / 1e9 gives
 879          * it in units of 2^-32 seconds.
 880          * We assume shift <= 32 because clocks_calc_mult_shift()
 881          * generates shift values in the range 0 - 32.
 882          */
 883         frac_sec = tk->tkr_mono.xtime_nsec << (32 - shift);
 884         do_div(frac_sec, NSEC_PER_SEC);
 885
 886         /*
 887          * Work out new stamp_xsec value for any legacy users of systemcfg.
 888          * stamp_xsec is in units of 2^-20 seconds.
 889          */
 890         new_stamp_xsec = frac_sec >> 12;
 891         new_stamp_xsec += tk->xtime_sec * XSEC_PER_SEC;
 892
 893         /*
 894          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 895          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 896          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 897          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 898          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 899          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 900          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 901          */
 902         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 903         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 904         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 905         vdso_data->wtom_clock_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
 906         vdso_data->wtom_clock_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
 907         vdso_data->stamp_xtime_sec = xt.tv_sec;
 908         vdso_data->stamp_xtime_nsec = xt.tv_nsec;
 909         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 910         vdso_data->hrtimer_res = hrtimer_resolution;
 911         smp_wmb();
 912         ++(vdso_data->tb_update_count);
 913 }
 914
 915 void update_vsyscall_tz(void)
 916 {
 917         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 918         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 919 }
 920
 921 static void __init clocksource_init(void)
 922 {
 923         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 924
 925         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 926                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 927                        clock->name);
 928                 return;
 929         }
 930
 931         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 932                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 933 }
 934
 935 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 936                                       struct clock_event_device *dev)
 937 {
 938         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 939         set_dec(evt);
 940
 941         /* We may have raced with new irq work */
 942         if (test_irq_work_pending())
 943                 set_dec(1);
 944
 945         return 0;
 946 }
 947
 948 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 949 {
 950         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 951         return 0;
 952 }
 953
 954 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 955 {
 956         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 957
 958         *dec = decrementer_clockevent;
 959         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 960
 961         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 962
 963         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 964                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 965
 966         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 967         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 968         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 969 }
 970
 971 static void enable_large_decrementer(void)
 972 {
 973         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 974                 return;
 975
 976         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 977                 return;
 978
 979         /*
 980          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 981          * otherwise firmware should have done it for us.
 982          */
 983         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 984                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 985 }
 986
 987 static void __init set_decrementer_max(void)
 988 {
 989         struct device_node *cpu;
 990         u32 bits = 32;
 991
 992         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 993         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 994                 return;
 995
 996         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 997
 998         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 999                 if (bits > 64 || bits < 32) {
1000                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
1001                         bits = 32;
1002                 }
1003
1004                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
1005                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
1006         }
1007
1008         of_node_put(cpu);
1009
1010         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1011                 bits, decrementer_max);
1012 }
1013
1014 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1015 {
1016         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1017 }
1018
1019 void secondary_cpu_time_init(void)
1020 {
1021         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1022         enable_large_decrementer();
1023
1024         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1025          * such as BookE
1026          */
1027         start_cpu_decrementer();
1028
1029         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1030          * call here ! */
1031         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1032 }
1033
1034 /* This function is only called on the boot processor */
1035 void __init time_init(void)
1036 {
1037         struct div_result res;
1038         u64 scale;
1039         unsigned shift;
1040
1041         /* Normal PowerPC with timebase register */
1042         ppc_md.calibrate_decr();
1043         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1044                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1045         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1046                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1047
1048         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1049         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1050         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1051         calc_cputime_factors();
1052
1053         /*
1054          * Compute scale factor for sched_clock.
1055          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1056          * which is the timebase frequency.
1057          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1058          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1059          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1060          * giving us the scale factor and shift count to use in
1061          * sched_clock().
1062          */
1063         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1064         scale = res.result_low;
1065         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1066                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1067                 res.result_high >>= 1;
1068         }
1069         tb_to_ns_scale = scale;
1070         tb_to_ns_shift = shift;
1071         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1072         boot_tb = get_tb();
1073
1074         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1075         if (timezone_offset) {
1076                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1077                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1078         }
1079
1080         vdso_data->tb_update_count = 0;
1081         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1082
1083         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1084         set_decrementer_max();
1085         enable_large_decrementer();
1086
1087         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1088          * such as BookE
1089          */
1090         start_cpu_decrementer();
1091
1092         /* Register the clocksource */
1093         clocksource_init();
1094
1095         init_decrementer_clockevent();
1096         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1097
1098         of_clk_init(NULL);
1099         enable_sched_clock_irqtime();
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1104  * result.
1105  */
1106 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1107                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1108 {
1109         unsigned long a, b, c, d;
1110         unsigned long w, x, y, z;
1111         u64 ra, rb, rc;
1112
1113         a = dividend_high >> 32;
1114         b = dividend_high & 0xffffffff;
1115         c = dividend_low >> 32;
1116         d = dividend_low & 0xffffffff;
1117
1118         w = a / divisor;
1119         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1120
1121         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1122         x = ra;
1123
1124         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1125         y = rb;
1126
1127         do_div(rc, divisor);
1128         z = rc;
1129
1130         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1131         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1132
1133 }
1134
1135 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1136 void calibrate_delay(void)
1137 {
1138         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1139          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1140          */
1141         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1142 }
1143
1144 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1145 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1146 {
1147         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1148         return 0;
1149 }
1150
1151 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1152 {
1153         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1154                 return -EOPNOTSUPP;
1155
1156         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1157                 return -EOPNOTSUPP;
1158
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1163         .read_time = rtc_generic_get_time,
1164         .set_time = rtc_generic_set_time,
1165 };
1166
1167 static int __init rtc_init(void)
1168 {
1169         struct platform_device *pdev;
1170
1171         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1172                 return -ENODEV;
1173
1174         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1175                                              &rtc_generic_ops,
1176                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1177
1178         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1179 }
1180
1181 device_initcall(rtc_init);
1182 #endif