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