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