arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan ([email protected]) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek ([email protected]).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan ([email protected])
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert ([email protected])
  10  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  11  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  12  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  13  * on SMP then, nap and doze are OK).
  14  *
  15  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  16  * xtime (which required locks for consistency). ([email protected])
  17  *
  18  * TODO (not necessarily in this file):
  19  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  20  * measurement at boot time.
  21  * - for astronomical applications: add a new function to get
  22  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  23  * a new timestamp format and a good name.
  24  *
  25  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  26  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  27  *
  28  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  29  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  30  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  31  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  */
  33
  34 #include <linux/errno.h>
  35 #include <linux/export.h>
  36 #include <linux/sched.h>
  37 #include <linux/sched/clock.h>
  38 #include <linux/kernel.h>
  39 #include <linux/param.h>
  40 #include <linux/string.h>
  41 #include <linux/mm.h>
  42 #include <linux/interrupt.h>
  43 #include <linux/timex.h>
  44 #include <linux/kernel_stat.h>
  45 #include <linux/time.h>
  46 #include <linux/clockchips.h>
  47 #include <linux/init.h>
  48 #include <linux/profile.h>
  49 #include <linux/cpu.h>
  50 #include <linux/security.h>
  51 #include <linux/percpu.h>
  52 #include <linux/rtc.h>
  53 #include <linux/jiffies.h>
  54 #include <linux/posix-timers.h>
  55 #include <linux/irq.h>
  56 #include <linux/delay.h>
  57 #include <linux/irq_work.h>
  58 #include <linux/clk-provider.h>
  59 #include <linux/suspend.h>
  60 #include <linux/rtc.h>
  61 #include <linux/sched/cputime.h>
  62 #include <linux/processor.h>
  63 #include <asm/trace.h>
  64
  65 #include <asm/io.h>
  66 #include <asm/nvram.h>
  67 #include <asm/cache.h>
  68 #include <asm/machdep.h>
  69 #include <linux/uaccess.h>
  70 #include <asm/time.h>
  71 #include <asm/prom.h>
  72 #include <asm/irq.h>
  73 #include <asm/div64.h>
  74 #include <asm/smp.h>
  75 #include <asm/vdso_datapage.h>
  76 #include <asm/firmware.h>
  77 #include <asm/asm-prototypes.h>
  78
  79 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  80
  81 #include <linux/clockchips.h>
  82 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  83
  84 static u64 rtc_read(struct clocksource *);
  85 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  86         .name         = "rtc",
  87         .rating       = 400,
  88         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  89         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  90         .read         = rtc_read,
  91 };
  92
  93 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  94 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  95         .name         = "timebase",
  96         .rating       = 400,
  97         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  98         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  99         .read         = timebase_read,
 100 };
 101
 102 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
 103 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
 104
 105 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 106                                       struct clock_event_device *dev);
 107 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 108
 109 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 110         .name                   = "decrementer",
 111         .rating                 = 200,
 112         .irq                    = 0,
 113         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 114         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 115         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 116         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 117         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 118                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 119 };
 120 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 121
 122 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 123 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 124
 125 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 126
 127 #ifdef CONFIG_PPC64
 128 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 129 #else
 130 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 131 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 132 #endif
 133
 134 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 135 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 136 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 137 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 138 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 139
 140 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 141 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 142
 143 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 144 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 145 static u64 boot_tb __read_mostly;
 146
 147 extern struct timezone sys_tz;
 148 static long timezone_offset;
 149
 150 unsigned long ppc_proc_freq;
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 152 unsigned long ppc_tb_freq;
 153 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 154
 155 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 156 /*
 157  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 158  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 159  */
 160 u64 __cputime_usec_factor;
 161 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 162
 163 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 164 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 165 #endif
 166
 167 static void calc_cputime_factors(void)
 168 {
 169         struct div_result res;
 170
 171         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 172         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 173 }
 174
 175 /*
 176  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 177  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 178  */
 179 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 180 {
 181         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 182                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 183         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 184                 return mfspr(SPRN_PURR);
 185         return tb;
 186 }
 187
 188 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 189
 190 /*
 191  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 192  * Should be called with interrupts disabled.
 193  */
 194 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 195 {
 196         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 197         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 198         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 199         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 200         u64 tb_delta;
 201         u64 stolen = 0;
 202         u64 dtb;
 203
 204         if (!dtl)
 205                 return 0;
 206
 207         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 208                 return 0;
 209         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 210                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 211                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 212                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 213                 barrier();
 214                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 215                         /* buffer has overflowed */
 216                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 217                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 218                         continue;
 219                 }
 220                 if (dtb > stop_tb)
 221                         break;
 222                 if (dtl_consumer)
 223                         dtl_consumer(dtl, i);
 224                 stolen += tb_delta;
 225                 ++i;
 226                 ++dtl;
 227                 if (dtl == dtl_end)
 228                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 229         }
 230         local_paca->dtl_ridx = i;
 231         local_paca->dtl_curr = dtl;
 232         return stolen;
 233 }
 234
 235 /*
 236  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 237  * Called on entry from user mode.
 238  */
 239 void accumulate_stolen_time(void)
 240 {
 241         u64 sst, ust;
 242         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 243         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 244
 245         /* We are called early in the exception entry, before
 246          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 247          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 248          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 249          * complain
 250          */
 251         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 252
 253         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 254         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 255         acct->stime -= sst;
 256         acct->utime -= ust;
 257         acct->steal_time += ust + sst;
 258
 259         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 260 }
 261
 262 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 263 {
 264         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 265                 return 0;
 266
 267         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 268                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 274 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 275 {
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 280
 281 /*
 282  * Account time for a transition between system, hard irq
 283  * or soft irq state.
 284  */
 285 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 286                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 287 {
 288         unsigned long stime_scaled = 0;
 289 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 290         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 291         unsigned long utime, utime_scaled;
 292
 293         nowscaled = read_spurr(now);
 294         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 295         acct->startspurr = nowscaled;
 296         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 297         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 298
 299         /*
 300          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 301          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 302          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 303          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 304          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 305          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 306          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 307          * used by account_process_tick.
 308          */
 309         stime_scaled = stime;
 310         utime_scaled = utime;
 311         if (deltascaled != stime + utime) {
 312                 if (utime) {
 313                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 314                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 315                 } else {
 316                         stime_scaled = deltascaled;
 317                 }
 318         }
 319         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 320 #endif
 321
 322         return stime_scaled;
 323 }
 324
 325 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 326                                  unsigned long *stime_scaled,
 327                                  unsigned long *steal_time)
 328 {
 329         unsigned long now, stime;
 330         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 331
 332         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 333
 334         now = mftb();
 335         stime = now - acct->starttime;
 336         acct->starttime = now;
 337
 338         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 339
 340         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 341
 342         return stime;
 343 }
 344
 345 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 346 {
 347         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 348         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 349
 350         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 351
 352         stime -= min(stime, steal_time);
 353         acct->steal_time += steal_time;
 354
 355         if ((tsk->flags & PF_VCPU) && !irq_count()) {
 356                 acct->gtime += stime;
 357 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 358                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 359 #endif
 360         } else {
 361                 if (hardirq_count())
 362                         acct->hardirq_time += stime;
 363                 else if (in_serving_softirq())
 364                         acct->softirq_time += stime;
 365                 else
 366                         acct->stime += stime;
 367
 368 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 369                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 370 #endif
 371         }
 372 }
 373 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 374
 375 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 376 {
 377         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 378         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 379
 380         stime = vtime_delta(tsk, &stime_scaled, &steal_time);
 381         acct->idle_time += stime + steal_time;
 382 }
 383
 384 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 385                                struct cpu_accounting_data *acct)
 386 {
 387 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 388         if (acct->utime_scaled)
 389                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 390         if (acct->stime_scaled)
 391                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 392
 393         acct->utime_scaled = 0;
 394         acct->utime_sspurr = 0;
 395         acct->stime_scaled = 0;
 396 #endif
 397 }
 398
 399 /*
 400  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 401  * Must be called with interrupts disabled.
 402  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 403  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 404  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 405  */
 406 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 407 {
 408         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 409
 410         if (acct->utime)
 411                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 412
 413         if (acct->gtime)
 414                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 415
 416         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 417                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 418                 acct->steal_time = 0;
 419         }
 420
 421         if (acct->idle_time)
 422                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 423
 424         if (acct->stime)
 425                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 426                                           CPUTIME_SYSTEM);
 427
 428         if (acct->hardirq_time)
 429                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 430                                           CPUTIME_IRQ);
 431         if (acct->softirq_time)
 432                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 433                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 434
 435         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 436
 437         acct->utime = 0;
 438         acct->gtime = 0;
 439         acct->idle_time = 0;
 440         acct->stime = 0;
 441         acct->hardirq_time = 0;
 442         acct->softirq_time = 0;
 443 }
 444
 445 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 446 #define calc_cputime_factors()
 447 #endif
 448
 449 void __delay(unsigned long loops)
 450 {
 451         unsigned long start;
 452         int diff;
 453
 454         spin_begin();
 455         if (__USE_RTC()) {
 456                 start = get_rtcl();
 457                 do {
 458                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 459                         diff = get_rtcl() - start;
 460                         if (diff < 0)
 461                                 diff += 1000000000;
 462                         spin_cpu_relax();
 463                 } while (diff < loops);
 464         } else {
 465                 start = get_tbl();
 466                 while (get_tbl() - start < loops)
 467                         spin_cpu_relax();
 468         }
 469         spin_end();
 470 }
 471 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 472
 473 void udelay(unsigned long usecs)
 474 {
 475         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 478
 479 #ifdef CONFIG_SMP
 480 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 481 {
 482         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 483
 484         if (in_lock_functions(pc))
 485                 return regs->link;
 486
 487         return pc;
 488 }
 489 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 490 #endif
 491
 492 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 493
 494 /*
 495  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 496  */
 497 #ifdef CONFIG_PPC64
 498 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 499 {
 500         unsigned long x;
 501
 502         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 503                 : "=r" (x)
 504                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 505         return x;
 506 }
 507
 508 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 509 {
 510         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 511                 "r" (1),
 512                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 513 }
 514
 515 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 516 {
 517         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 518                 "r" (0),
 519                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 520 }
 521
 522 void arch_irq_work_raise(void)
 523 {
 524         preempt_disable();
 525         set_irq_work_pending_flag();
 526         /*
 527          * Non-nmi code running with interrupts disabled will replay
 528          * irq_happened before it re-enables interrupts, so setthe
 529          * decrementer there instead of causing a hardware exception
 530          * which would immediately hit the masked interrupt handler
 531          * and have the net effect of setting the decrementer in
 532          * irq_happened.
 533          *
 534          * NMI interrupts can not check this when they return, so the
 535          * decrementer hardware exception is raised, which will fire
 536          * when interrupts are next enabled.
 537          *
 538          * BookE does not support this yet, it must audit all NMI
 539          * interrupt handlers to ensure they call nmi_enter() so this
 540          * check would be correct.
 541          */
 542         if (IS_ENABLED(CONFIG_BOOKE) || !irqs_disabled() || in_nmi()) {
 543                 set_dec(1);
 544         } else {
 545                 hard_irq_disable();
 546                 local_paca->irq_happened |= PACA_IRQ_DEC;
 547         }
 548         preempt_enable();
 549 }
 550
 551 #else /* 32-bit */
 552
 553 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 554
 555 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 556 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 557 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 558
 559 void arch_irq_work_raise(void)
 560 {
 561         preempt_disable();
 562         set_irq_work_pending_flag();
 563         set_dec(1);
 564         preempt_enable();
 565 }
 566
 567 #endif /* 32 vs 64 bit */
 568
 569 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 570
 571 #define test_irq_work_pending() 0
 572 #define clear_irq_work_pending()
 573
 574 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 575
 576 /*
 577  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 578  * with interrupts disabled.
 579  */
 580 void timer_interrupt(struct pt_regs *regs)
 581 {
 582         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 583         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 584         struct pt_regs *old_regs;
 585         u64 now;
 586
 587         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 588          * offline, just ignore these and we also need to set
 589          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 590          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 591          * here infinitely :(
 592          */
 593         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 594                 *next_tb = ~(u64)0;
 595                 set_dec(decrementer_max);
 596                 return;
 597         }
 598
 599         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 600          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 601          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 602          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 603          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 604          */
 605         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 606                 set_dec(0x7fffffff);
 607         else
 608                 set_dec(decrementer_max);
 609
 610         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 611          * bumped to its maximum value
 612          */
 613         may_hard_irq_enable();
 614
 615
 616 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 617         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 618                 do_IRQ(regs);
 619 #endif
 620
 621         old_regs = set_irq_regs(regs);
 622         irq_enter();
 623         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 624
 625         if (test_irq_work_pending()) {
 626                 clear_irq_work_pending();
 627                 irq_work_run();
 628         }
 629
 630         now = get_tb_or_rtc();
 631         if (now >= *next_tb) {
 632                 *next_tb = ~(u64)0;
 633                 if (evt->event_handler)
 634                         evt->event_handler(evt);
 635                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 636         } else {
 637                 now = *next_tb - now;
 638                 if (now <= decrementer_max)
 639                         set_dec(now);
 640                 /* We may have raced with new irq work */
 641                 if (test_irq_work_pending())
 642                         set_dec(1);
 643                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 644         }
 645
 646         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 647         irq_exit();
 648         set_irq_regs(old_regs);
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 651
 652 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 653 void timer_broadcast_interrupt(void)
 654 {
 655         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 656
 657         *next_tb = ~(u64)0;
 658         tick_receive_broadcast();
 659         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 660 }
 661 #endif
 662
 663 /*
 664  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 665  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 666  * to clear them, as they are edge-triggered.
 667  */
 668 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 669 {
 670 }
 671
 672 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 673 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 674 {
 675         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 676          * with suspending.
 677          */
 678
 679         set_dec(decrementer_max);
 680         local_irq_disable();
 681         set_dec(decrementer_max);
 682 }
 683
 684 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 685 {
 686         local_irq_enable();
 687 }
 688
 689 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 690 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 691 {
 692         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 693                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 694         generic_suspend_disable_irqs();
 695 }
 696
 697 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 698 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 699 {
 700         generic_suspend_enable_irqs();
 701         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 702                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 703 }
 704 #endif
 705
 706 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 707 {
 708         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 709 }
 710 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 711
 712 /*
 713  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 714  *
 715  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 716  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 717  * are 64-bit unsigned numbers.
 718  */
 719 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 720 {
 721         if (__USE_RTC())
 722                 return get_rtc();
 723         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 724 }
 725
 726
 727 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 728
 729 /*
 730  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 731  * kernels.
 732  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 733  */
 734 unsigned long long running_clock(void)
 735 {
 736         /*
 737          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 738          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 739          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 740          *
 741          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 742          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 743          */
 744         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 745             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 746                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 747
 748         /*
 749          * This is a next best approximation without a VTB.
 750          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 751          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 752          * VTB so it makes no difference anyway.
 753          */
 754         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 755 }
 756 #endif
 757
 758 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 759 {
 760         struct device_node *cpu;
 761         const __be32 *fp;
 762         int found = 0;
 763
 764         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 765         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 766
 767         if (cpu) {
 768                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 769                 if (fp) {
 770                         found = 1;
 771                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 772                 }
 773
 774                 of_node_put(cpu);
 775         }
 776
 777         return found;
 778 }
 779
 780 static void start_cpu_decrementer(void)
 781 {
 782 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 783         unsigned int tcr;
 784
 785         /* Clear any pending timer interrupts */
 786         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 787
 788         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 789         /*
 790          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 791          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 792          */
 793         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 794         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 795         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 796 #endif
 797 }
 798
 799 void __init generic_calibrate_decr(void)
 800 {
 801         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 802
 803         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 804             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 805
 806                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 807                                 "(not found)\n");
 808         }
 809
 810         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 811
 812         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 813             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 814
 815                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 816                                 "(not found)\n");
 817         }
 818 }
 819
 820 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 821 {
 822         struct rtc_time tm;
 823
 824         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 825                 return -ENODEV;
 826
 827         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 828
 829         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 830 }
 831
 832 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 833 {
 834         struct rtc_time tm;
 835         static int first = 1;
 836
 837         ts->tv_nsec = 0;
 838         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 839         if (first) {
 840                 first = 0;
 841                 if (ppc_md.time_init)
 842                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 843
 844                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 845                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 846                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 847                         return;
 848                 }
 849         }
 850         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 851                 ts->tv_sec = 0;
 852                 return;
 853         }
 854         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 855
 856         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 857 }
 858
 859 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 860 {
 861         __read_persistent_clock(ts);
 862
 863         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 864         if (ts->tv_sec < 0) {
 865                 ts->tv_sec = 0;
 866                 ts->tv_nsec = 0;
 867         }
 868
 869 }
 870
 871 /* clocksource code */
 872 static notrace u64 rtc_read(struct clocksource *cs)
 873 {
 874         return (u64)get_rtc();
 875 }
 876
 877 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 878 {
 879         return (u64)get_tb();
 880 }
 881
 882
 883 void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
 884 {
 885         struct timespec xt;
 886         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
 887         u32 mult = tk->tkr_mono.mult;
 888         u32 shift = tk->tkr_mono.shift;
 889         u64 cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
 890         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 891         u64 frac_sec;
 892
 893         if (clock != &clocksource_timebase)
 894                 return;
 895
 896         xt.tv_sec = tk->xtime_sec;
 897         xt.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
 898
 899         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 900         ++vdso_data->tb_update_count;
 901         smp_mb();
 902
 903         /*
 904          * This computes ((2^20 / 1e9) * mult) >> shift as a
 905          * 0.64 fixed-point fraction.
 906          * The computation in the else clause below won't overflow
 907          * (as long as the timebase frequency is >= 1.049 MHz)
 908          * but loses precision because we lose the low bits of the constant
 909          * in the shift.  Note that 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9.
 910          * For a shift of 24 the error is about 0.5e-9, or about 0.5ns
 911          * over a second.  (Shift values are usually 22, 23 or 24.)
 912          * For high frequency clocks such as the 512MHz timebase clock
 913          * on POWER[6789], the mult value is small (e.g. 32768000)
 914          * and so we can shift the constant by 16 initially
 915          * (295147905179 ~= 2^(20+64-16) / 1e9) and then do the
 916          * remaining shifts after the multiplication, which gives a
 917          * more accurate result (e.g. with mult = 32768000, shift = 24,
 918          * the error is only about 1.2e-12, or 0.7ns over 10 minutes).
 919          */
 920         if (mult <= 62500000 && clock->shift >= 16)
 921                 new_tb_to_xs = ((u64) mult * 295147905179ULL) >> (clock->shift - 16);
 922         else
 923                 new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 924
 925         /*
 926          * Compute the fractional second in units of 2^-32 seconds.
 927          * The fractional second is tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift
 928          * in nanoseconds, so multiplying that by 2^32 / 1e9 gives
 929          * it in units of 2^-32 seconds.
 930          * We assume shift <= 32 because clocks_calc_mult_shift()
 931          * generates shift values in the range 0 - 32.
 932          */
 933         frac_sec = tk->tkr_mono.xtime_nsec << (32 - shift);
 934         do_div(frac_sec, NSEC_PER_SEC);
 935
 936         /*
 937          * Work out new stamp_xsec value for any legacy users of systemcfg.
 938          * stamp_xsec is in units of 2^-20 seconds.
 939          */
 940         new_stamp_xsec = frac_sec >> 12;
 941         new_stamp_xsec += tk->xtime_sec * XSEC_PER_SEC;
 942
 943         /*
 944          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 945          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 946          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 947          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 948          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 949          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 950          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 951          */
 952         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 953         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 954         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 955         vdso_data->wtom_clock_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
 956         vdso_data->wtom_clock_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
 957         vdso_data->stamp_xtime = xt;
 958         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 959         smp_wmb();
 960         ++(vdso_data->tb_update_count);
 961 }
 962
 963 void update_vsyscall_tz(void)
 964 {
 965         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 966         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 967 }
 968
 969 static void __init clocksource_init(void)
 970 {
 971         struct clocksource *clock;
 972
 973         if (__USE_RTC())
 974                 clock = &clocksource_rtc;
 975         else
 976                 clock = &clocksource_timebase;
 977
 978         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 979                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 980                        clock->name);
 981                 return;
 982         }
 983
 984         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 985                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 986 }
 987
 988 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 989                                       struct clock_event_device *dev)
 990 {
 991         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 992         set_dec(evt);
 993
 994         /* We may have raced with new irq work */
 995         if (test_irq_work_pending())
 996                 set_dec(1);
 997
 998         return 0;
 999 }
1000
1001 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
1002 {
1003         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
1008 {
1009         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
1010
1011         *dec = decrementer_clockevent;
1012         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
1013
1014         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
1015
1016         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
1017                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
1018
1019         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
1020         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
1021         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
1022 }
1023
1024 static void enable_large_decrementer(void)
1025 {
1026         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1027                 return;
1028
1029         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
1030                 return;
1031
1032         /*
1033          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
1034          * otherwise firmware should have done it for us.
1035          */
1036         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
1037                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
1038 }
1039
1040 static void __init set_decrementer_max(void)
1041 {
1042         struct device_node *cpu;
1043         u32 bits = 32;
1044
1045         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
1046         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
1047                 return;
1048
1049         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
1050
1051         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
1052                 if (bits > 64 || bits < 32) {
1053                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
1054                         bits = 32;
1055                 }
1056
1057                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
1058                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
1059         }
1060
1061         of_node_put(cpu);
1062
1063         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
1064                 bits, decrementer_max);
1065 }
1066
1067 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
1068 {
1069         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1070 }
1071
1072 void secondary_cpu_time_init(void)
1073 {
1074         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
1075         enable_large_decrementer();
1076
1077         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1078          * such as BookE
1079          */
1080         start_cpu_decrementer();
1081
1082         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
1083          * call here ! */
1084         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
1085 }
1086
1087 /* This function is only called on the boot processor */
1088 void __init time_init(void)
1089 {
1090         struct div_result res;
1091         u64 scale;
1092         unsigned shift;
1093
1094         if (__USE_RTC()) {
1095                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1096                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1097         } else {
1098                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1099                 ppc_md.calibrate_decr();
1100                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1101                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1102                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1103                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1104         }
1105
1106         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1107         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1108         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1109         calc_cputime_factors();
1110
1111         /*
1112          * Compute scale factor for sched_clock.
1113          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1114          * which is the timebase frequency.
1115          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1116          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1117          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1118          * giving us the scale factor and shift count to use in
1119          * sched_clock().
1120          */
1121         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1122         scale = res.result_low;
1123         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1124                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1125                 res.result_high >>= 1;
1126         }
1127         tb_to_ns_scale = scale;
1128         tb_to_ns_shift = shift;
1129         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1130         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1131
1132         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1133         if (timezone_offset) {
1134                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1135                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1136         }
1137
1138         vdso_data->tb_update_count = 0;
1139         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1140
1141         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1142         set_decrementer_max();
1143         enable_large_decrementer();
1144
1145         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1146          * such as BookE
1147          */
1148         start_cpu_decrementer();
1149
1150         /* Register the clocksource */
1151         clocksource_init();
1152
1153         init_decrementer_clockevent();
1154         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1155
1156 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1157         of_clk_init(NULL);
1158 #endif
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1163  * result.
1164  */
1165 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1166                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1167 {
1168         unsigned long a, b, c, d;
1169         unsigned long w, x, y, z;
1170         u64 ra, rb, rc;
1171
1172         a = dividend_high >> 32;
1173         b = dividend_high & 0xffffffff;
1174         c = dividend_low >> 32;
1175         d = dividend_low & 0xffffffff;
1176
1177         w = a / divisor;
1178         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1179
1180         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1181         x = ra;
1182
1183         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1184         y = rb;
1185
1186         do_div(rc, divisor);
1187         z = rc;
1188
1189         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1190         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1191
1192 }
1193
1194 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1195 void calibrate_delay(void)
1196 {
1197         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1198          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1199          */
1200         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1201 }
1202
1203 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1204 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1205 {
1206         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1207         return 0;
1208 }
1209
1210 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1211 {
1212         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1213                 return -EOPNOTSUPP;
1214
1215         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1216                 return -EOPNOTSUPP;
1217
1218         return 0;
1219 }
1220
1221 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1222         .read_time = rtc_generic_get_time,
1223         .set_time = rtc_generic_set_time,
1224 };
1225
1226 static int __init rtc_init(void)
1227 {
1228         struct platform_device *pdev;
1229
1230         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1231                 return -ENODEV;
1232
1233         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1234                                              &rtc_generic_ops,
1235                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1236
1237         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1238 }
1239
1240 device_initcall(rtc_init);
1241 #endif