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 <asm/trace.h>
  58
  59 #include <asm/interrupt.h>
  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         .vdso_clock_mode        = VDSO_CLOCKMODE_ARCHTIMER,
  87 };
  88
  89 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
  90 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
  91
  92 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  93                                       struct clock_event_device *dev);
  94 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
  95
  96 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
  97         .name                   = "decrementer",
  98         .rating                 = 200,
  99         .irq                    = 0,
 100         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 101         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 102         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 103         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 104         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 105                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 106 };
 107 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 108
 109 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 110 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 111
 112 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 113
 114 #ifdef CONFIG_PPC64
 115 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 116 #else
 117 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 118 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 119 #endif
 120
 121 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 122 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 123 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 124 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 125 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 126
 127 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 128 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 129
 130 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 131 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 132 static u64 boot_tb __read_mostly;
 133
 134 extern struct timezone sys_tz;
 135 static long timezone_offset;
 136
 137 unsigned long ppc_proc_freq;
 138 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 139 unsigned long ppc_tb_freq;
 140 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 141
 142 bool tb_invalid;
 143
 144 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 145 /*
 146  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 147  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 148  */
 149 u64 __cputime_usec_factor;
 150 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 151
 152 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 153 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 154 #endif
 155
 156 static void calc_cputime_factors(void)
 157 {
 158         struct div_result res;
 159
 160         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 161         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 162 }
 163
 164 /*
 165  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 166  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 167  */
 168 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 169 {
 170         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 171                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 172         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 173                 return mfspr(SPRN_PURR);
 174         return tb;
 175 }
 176
 177 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 178
 179 #include <asm/dtl.h>
 180
 181 /*
 182  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 183  * Should be called with interrupts disabled.
 184  */
 185 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 186 {
 187         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 188         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 189         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 190         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 191         u64 tb_delta;
 192         u64 stolen = 0;
 193         u64 dtb;
 194
 195         if (!dtl)
 196                 return 0;
 197
 198         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 199                 return 0;
 200         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 201                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 202                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 203                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 204                 barrier();
 205                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 206                         /* buffer has overflowed */
 207                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 208                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 209                         continue;
 210                 }
 211                 if (dtb > stop_tb)
 212                         break;
 213                 if (dtl_consumer)
 214                         dtl_consumer(dtl, i);
 215                 stolen += tb_delta;
 216                 ++i;
 217                 ++dtl;
 218                 if (dtl == dtl_end)
 219                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 220         }
 221         local_paca->dtl_ridx = i;
 222         local_paca->dtl_curr = dtl;
 223         return stolen;
 224 }
 225
 226 /*
 227  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 228  * Called on entry from user mode.
 229  */
 230 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 231 {
 232         u64 sst, ust;
 233         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 234
 235         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 236         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 237         acct->stime -= sst;
 238         acct->utime -= ust;
 239         acct->steal_time += ust + sst;
 240 }
 241
 242 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 243 {
 244         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 245                 return 0;
 246
 247         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 248                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 249
 250         return 0;
 251 }
 252
 253 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 254 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 255 {
 256         return 0;
 257 }
 258
 259 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 260
 261 /*
 262  * Account time for a transition between system, hard irq
 263  * or soft irq state.
 264  */
 265 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 266                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 267 {
 268         unsigned long stime_scaled = 0;
 269 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 270         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 271         unsigned long utime, utime_scaled;
 272
 273         nowscaled = read_spurr(now);
 274         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 275         acct->startspurr = nowscaled;
 276         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 277         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 278
 279         /*
 280          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 281          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 282          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 283          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 284          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 285          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 286          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 287          * used by account_process_tick.
 288          */
 289         stime_scaled = stime;
 290         utime_scaled = utime;
 291         if (deltascaled != stime + utime) {
 292                 if (utime) {
 293                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 294                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 295                 } else {
 296                         stime_scaled = deltascaled;
 297                 }
 298         }
 299         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 300 #endif
 301
 302         return stime_scaled;
 303 }
 304
 305 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 306                                  unsigned long *stime_scaled,
 307                                  unsigned long *steal_time)
 308 {
 309         unsigned long now, stime;
 310
 311         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 312
 313         now = mftb();
 314         stime = now - acct->starttime;
 315         acct->starttime = now;
 316
 317         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 318
 319         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 320
 321         return stime;
 322 }
 323
 324 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 325                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 326 {
 327         unsigned long steal_time;
 328
 329         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 330         *stime -= min(*stime, steal_time);
 331         acct->steal_time += steal_time;
 332 }
 333
 334 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 335 {
 336         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 337         unsigned long stime, stime_scaled;
 338
 339         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 340
 341         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 342                 acct->gtime += stime;
 343 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 344                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 345 #endif
 346         } else {
 347                 acct->stime += stime;
 348 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 349                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 350 #endif
 351         }
 352 }
 353 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 354
 355 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 356 {
 357         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 358         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 359
 360         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 361         acct->idle_time += stime + steal_time;
 362 }
 363
 364 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 365                                     unsigned long *field)
 366 {
 367         unsigned long stime, stime_scaled;
 368
 369         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 370         *field += stime;
 371 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 372         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 373 #endif
 374 }
 375
 376 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 377 {
 378         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 379         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 380 }
 381
 382 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 383 {
 384         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 385         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 386 }
 387
 388 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 389                                struct cpu_accounting_data *acct)
 390 {
 391 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 392         if (acct->utime_scaled)
 393                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 394         if (acct->stime_scaled)
 395                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 396
 397         acct->utime_scaled = 0;
 398         acct->utime_sspurr = 0;
 399         acct->stime_scaled = 0;
 400 #endif
 401 }
 402
 403 /*
 404  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 405  * Must be called with interrupts disabled.
 406  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 407  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 408  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 409  */
 410 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 411 {
 412         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 413
 414         if (acct->utime)
 415                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 416
 417         if (acct->gtime)
 418                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 419
 420         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 421                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 422                 acct->steal_time = 0;
 423         }
 424
 425         if (acct->idle_time)
 426                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 427
 428         if (acct->stime)
 429                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 430                                           CPUTIME_SYSTEM);
 431
 432         if (acct->hardirq_time)
 433                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 434                                           CPUTIME_IRQ);
 435         if (acct->softirq_time)
 436                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 437                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 438
 439         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 440
 441         acct->utime = 0;
 442         acct->gtime = 0;
 443         acct->idle_time = 0;
 444         acct->stime = 0;
 445         acct->hardirq_time = 0;
 446         acct->softirq_time = 0;
 447 }
 448
 449 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 450 #define calc_cputime_factors()
 451 #endif
 452
 453 void __delay(unsigned long loops)
 454 {
 455         unsigned long start;
 456
 457         spin_begin();
 458         if (tb_invalid) {
 459                 /*
 460                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 461                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 462                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 463                  */
 464                 spin_cpu_relax();
 465         } else {
 466                 start = mftb();
 467                 while (mftb() - start < loops)
 468                         spin_cpu_relax();
 469         }
 470         spin_end();
 471 }
 472 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 473
 474 void udelay(unsigned long usecs)
 475 {
 476         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 479
 480 #ifdef CONFIG_SMP
 481 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 482 {
 483         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 484
 485         if (in_lock_functions(pc))
 486                 return regs->link;
 487
 488         return pc;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 491 #endif
 492
 493 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 494
 495 /*
 496  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 497  */
 498 #ifdef CONFIG_PPC64
 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         /*
 526          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 527          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 528          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 529          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 530          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 531          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 532          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 533          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 534          * here.
 535          */
 536         preempt_disable();
 537         set_irq_work_pending_flag();
 538         set_dec(1);
 539         preempt_enable();
 540 }
 541
 542 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 543
 544 #define test_irq_work_pending() 0
 545 #define clear_irq_work_pending()
 546
 547 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 548
 549 /*
 550  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 551  * with interrupts disabled.
 552  */
 553 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 554 {
 555         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 556         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 557         struct pt_regs *old_regs;
 558         u64 now;
 559
 560         /*
 561          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 562          * offline, just ignore these.
 563          */
 564         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 565                 set_dec(decrementer_max);
 566                 return;
 567         }
 568
 569         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 570          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 571          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 572          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 573          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 574          */
 575         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 576                 set_dec(0x7fffffff);
 577         else
 578                 set_dec(decrementer_max);
 579
 580         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 581          * bumped to its maximum value
 582          */
 583         may_hard_irq_enable();
 584
 585
 586 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 587         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 588                 __do_IRQ(regs);
 589 #endif
 590
 591         old_regs = set_irq_regs(regs);
 592
 593         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 594
 595         if (test_irq_work_pending()) {
 596                 clear_irq_work_pending();
 597                 irq_work_run();
 598         }
 599
 600         now = get_tb();
 601         if (now >= *next_tb) {
 602                 *next_tb = ~(u64)0;
 603                 if (evt->event_handler)
 604                         evt->event_handler(evt);
 605                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 606         } else {
 607                 now = *next_tb - now;
 608                 if (now <= decrementer_max)
 609                         set_dec(now);
 610                 /* We may have raced with new irq work */
 611                 if (test_irq_work_pending())
 612                         set_dec(1);
 613                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 614         }
 615
 616         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 617
 618         set_irq_regs(old_regs);
 619 }
 620 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 621
 622 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 623 void timer_broadcast_interrupt(void)
 624 {
 625         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 626
 627         *next_tb = ~(u64)0;
 628         tick_receive_broadcast();
 629         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 630 }
 631 #endif
 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         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 683 }
 684
 685
 686 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 687
 688 /*
 689  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 690  * kernels.
 691  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 692  */
 693 unsigned long long running_clock(void)
 694 {
 695         /*
 696          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 697          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 698          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 699          *
 700          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 701          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 702          */
 703         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 704             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 705                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 706
 707         /*
 708          * This is a next best approximation without a VTB.
 709          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 710          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 711          * VTB so it makes no difference anyway.
 712          */
 713         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 714 }
 715 #endif
 716
 717 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 718 {
 719         struct device_node *cpu;
 720         const __be32 *fp;
 721         int found = 0;
 722
 723         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 724         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 725
 726         if (cpu) {
 727                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 728                 if (fp) {
 729                         found = 1;
 730                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 731                 }
 732
 733                 of_node_put(cpu);
 734         }
 735
 736         return found;
 737 }
 738
 739 static void start_cpu_decrementer(void)
 740 {
 741 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 742         unsigned int tcr;
 743
 744         /* Clear any pending timer interrupts */
 745         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 746
 747         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 748         /*
 749          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 750          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 751          */
 752         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 753         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 754         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 755 #endif
 756 }
 757
 758 void __init generic_calibrate_decr(void)
 759 {
 760         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 761
 762         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 763             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 764
 765                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 766                                 "(not found)\n");
 767         }
 768
 769         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 770
 771         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 772             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 773
 774                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 775                                 "(not found)\n");
 776         }
 777 }
 778
 779 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 780 {
 781         struct rtc_time tm;
 782
 783         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 784                 return -ENODEV;
 785
 786         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 787
 788         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 789 }
 790
 791 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 792 {
 793         struct rtc_time tm;
 794         static int first = 1;
 795
 796         ts->tv_nsec = 0;
 797         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 798         if (first) {
 799                 first = 0;
 800                 if (ppc_md.time_init)
 801                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 802
 803                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 804                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 805                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 806                         return;
 807                 }
 808         }
 809         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 810                 ts->tv_sec = 0;
 811                 return;
 812         }
 813         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 814
 815         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 816 }
 817
 818 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 819 {
 820         __read_persistent_clock(ts);
 821
 822         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 823         if (ts->tv_sec < 0) {
 824                 ts->tv_sec = 0;
 825                 ts->tv_nsec = 0;
 826         }
 827
 828 }
 829
 830 /* clocksource code */
 831 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 832 {
 833         return (u64)get_tb();
 834 }
 835
 836 static void __init clocksource_init(void)
 837 {
 838         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 839
 840         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 841                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 842                        clock->name);
 843                 return;
 844         }
 845
 846         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 847                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 848 }
 849
 850 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 851                                       struct clock_event_device *dev)
 852 {
 853         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 854         set_dec(evt);
 855
 856         /* We may have raced with new irq work */
 857         if (test_irq_work_pending())
 858                 set_dec(1);
 859
 860         return 0;
 861 }
 862
 863 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 864 {
 865         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 870 {
 871         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 872
 873         *dec = decrementer_clockevent;
 874         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 875
 876         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 877
 878         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 879                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 880
 881         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 882         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 883         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 884 }
 885
 886 static void enable_large_decrementer(void)
 887 {
 888         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 889                 return;
 890
 891         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 892                 return;
 893
 894         /*
 895          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 896          * otherwise firmware should have done it for us.
 897          */
 898         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 899                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 900 }
 901
 902 static void __init set_decrementer_max(void)
 903 {
 904         struct device_node *cpu;
 905         u32 bits = 32;
 906
 907         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 908         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 909                 return;
 910
 911         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 912
 913         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 914                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 915                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 916                         bits = 32;
 917                 }
 918
 919                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 920                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 921         }
 922
 923         of_node_put(cpu);
 924
 925         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 926                 bits, decrementer_max);
 927 }
 928
 929 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 930 {
 931         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 932 }
 933
 934 void secondary_cpu_time_init(void)
 935 {
 936         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 937         enable_large_decrementer();
 938
 939         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 940          * such as BookE
 941          */
 942         start_cpu_decrementer();
 943
 944         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 945          * call here ! */
 946         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 947 }
 948
 949 /* This function is only called on the boot processor */
 950 void __init time_init(void)
 951 {
 952         struct div_result res;
 953         u64 scale;
 954         unsigned shift;
 955
 956         /* Normal PowerPC with timebase register */
 957         ppc_md.calibrate_decr();
 958         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 959                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 960         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 961                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 962
 963         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 964         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 965         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 966         calc_cputime_factors();
 967
 968         /*
 969          * Compute scale factor for sched_clock.
 970          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 971          * which is the timebase frequency.
 972          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 973          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 974          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 975          * giving us the scale factor and shift count to use in
 976          * sched_clock().
 977          */
 978         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 979         scale = res.result_low;
 980         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 981                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 982                 res.result_high >>= 1;
 983         }
 984         tb_to_ns_scale = scale;
 985         tb_to_ns_shift = shift;
 986         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 987         boot_tb = get_tb();
 988
 989         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 990         if (timezone_offset) {
 991                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 992                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 993         }
 994
 995         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 996
 997         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
 998         set_decrementer_max();
 999         enable_large_decrementer();
1000
1001         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1002          * such as BookE
1003          */
1004         start_cpu_decrementer();
1005
1006         /* Register the clocksource */
1007         clocksource_init();
1008
1009         init_decrementer_clockevent();
1010         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1011
1012         of_clk_init(NULL);
1013         enable_sched_clock_irqtime();
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1018  * result.
1019  */
1020 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1021                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1022 {
1023         unsigned long a, b, c, d;
1024         unsigned long w, x, y, z;
1025         u64 ra, rb, rc;
1026
1027         a = dividend_high >> 32;
1028         b = dividend_high & 0xffffffff;
1029         c = dividend_low >> 32;
1030         d = dividend_low & 0xffffffff;
1031
1032         w = a / divisor;
1033         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1034
1035         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1036         x = ra;
1037
1038         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1039         y = rb;
1040
1041         do_div(rc, divisor);
1042         z = rc;
1043
1044         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1045         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1046
1047 }
1048
1049 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1050 void calibrate_delay(void)
1051 {
1052         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1053          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1054          */
1055         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1056 }
1057
1058 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1059 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1060 {
1061         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1062         return 0;
1063 }
1064
1065 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1066 {
1067         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1068                 return -EOPNOTSUPP;
1069
1070         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1071                 return -EOPNOTSUPP;
1072
1073         return 0;
1074 }
1075
1076 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1077         .read_time = rtc_generic_get_time,
1078         .set_time = rtc_generic_set_time,
1079 };
1080
1081 static int __init rtc_init(void)
1082 {
1083         struct platform_device *pdev;
1084
1085         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1086                 return -ENODEV;
1087
1088         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1089                                              &rtc_generic_ops,
1090                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1091
1092         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1093 }
1094
1095 device_initcall(rtc_init);
1096 #endif