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/sched/clock.h>
  57 #include <linux/processor.h>
  58 #include <asm/trace.h>
  59
  60 #include <asm/interrupt.h>
  61 #include <asm/io.h>
  62 #include <asm/nvram.h>
  63 #include <asm/cache.h>
  64 #include <asm/machdep.h>
  65 #include <linux/uaccess.h>
  66 #include <asm/time.h>
  67 #include <asm/prom.h>
  68 #include <asm/irq.h>
  69 #include <asm/div64.h>
  70 #include <asm/smp.h>
  71 #include <asm/vdso_datapage.h>
  72 #include <asm/firmware.h>
  73 #include <asm/asm-prototypes.h>
  74
  75 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  76
  77 #include <linux/clockchips.h>
  78 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  79
  80 static u64 timebase_read(struct clocksource *);
  81 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  82         .name         = "timebase",
  83         .rating       = 400,
  84         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  85         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  86         .read         = timebase_read,
  87         .vdso_clock_mode        = VDSO_CLOCKMODE_ARCHTIMER,
  88 };
  89
  90 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
  91 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
  92
  93 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
  94                                       struct clock_event_device *dev);
  95 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
  96
  97 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
  98         .name                   = "decrementer",
  99         .rating                 = 200,
 100         .irq                    = 0,
 101         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 102         .set_state_oneshot_stopped = decrementer_shutdown,
 103         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 104         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 105         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 106                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 107 };
 108 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 109
 110 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 111 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 112
 113 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 114
 115 #ifdef CONFIG_PPC64
 116 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 117 #else
 118 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 119 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 120 #endif
 121
 122 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 123 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 124 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 125 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 126 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 127
 128 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 129 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 130
 131 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 132 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 133 static u64 boot_tb __read_mostly;
 134
 135 extern struct timezone sys_tz;
 136 static long timezone_offset;
 137
 138 unsigned long ppc_proc_freq;
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 140 unsigned long ppc_tb_freq;
 141 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 142
 143 bool tb_invalid;
 144
 145 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 146 /*
 147  * Factor for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 148  * microseconds. This is stored as 0.64 fixed-point binary fraction.
 149  */
 150 u64 __cputime_usec_factor;
 151 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 152
 153 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 154 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 155 #endif
 156
 157 static void calc_cputime_factors(void)
 158 {
 159         struct div_result res;
 160
 161         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 162         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 163 }
 164
 165 /*
 166  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 167  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 168  */
 169 static inline unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 170 {
 171         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 172                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 173         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 174                 return mfspr(SPRN_PURR);
 175         return tb;
 176 }
 177
 178 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 179
 180 #include <asm/dtl.h>
 181
 182 /*
 183  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 184  * Should be called with interrupts disabled.
 185  */
 186 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 187 {
 188         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 189         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 190         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 191         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 192         u64 tb_delta;
 193         u64 stolen = 0;
 194         u64 dtb;
 195
 196         if (!dtl)
 197                 return 0;
 198
 199         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 200                 return 0;
 201         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 202                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 203                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 204                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 205                 barrier();
 206                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 207                         /* buffer has overflowed */
 208                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 209                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 210                         continue;
 211                 }
 212                 if (dtb > stop_tb)
 213                         break;
 214                 if (dtl_consumer)
 215                         dtl_consumer(dtl, i);
 216                 stolen += tb_delta;
 217                 ++i;
 218                 ++dtl;
 219                 if (dtl == dtl_end)
 220                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 221         }
 222         local_paca->dtl_ridx = i;
 223         local_paca->dtl_curr = dtl;
 224         return stolen;
 225 }
 226
 227 /*
 228  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 229  * Called on entry from user mode.
 230  */
 231 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 232 {
 233         u64 sst, ust;
 234         unsigned long save_irq_soft_mask = irq_soft_mask_return();
 235         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 236
 237         /* We are called early in the exception entry, before
 238          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 239          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 240          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 241          * complain
 242          */
 243         irq_soft_mask_set(IRQS_DISABLED);
 244
 245         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 246         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 247         acct->stime -= sst;
 248         acct->utime -= ust;
 249         acct->steal_time += ust + sst;
 250
 251         irq_soft_mask_set(save_irq_soft_mask);
 252 }
 253
 254 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 255 {
 256         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR))
 257                 return 0;
 258
 259         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx))
 260                 return scan_dispatch_log(stop_tb);
 261
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 266 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 267 {
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 272
 273 /*
 274  * Account time for a transition between system, hard irq
 275  * or soft irq state.
 276  */
 277 static unsigned long vtime_delta_scaled(struct cpu_accounting_data *acct,
 278                                         unsigned long now, unsigned long stime)
 279 {
 280         unsigned long stime_scaled = 0;
 281 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 282         unsigned long nowscaled, deltascaled;
 283         unsigned long utime, utime_scaled;
 284
 285         nowscaled = read_spurr(now);
 286         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 287         acct->startspurr = nowscaled;
 288         utime = acct->utime - acct->utime_sspurr;
 289         acct->utime_sspurr = acct->utime;
 290
 291         /*
 292          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 293          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 294          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 295          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 296          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 297          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 298          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 299          * used by account_process_tick.
 300          */
 301         stime_scaled = stime;
 302         utime_scaled = utime;
 303         if (deltascaled != stime + utime) {
 304                 if (utime) {
 305                         stime_scaled = deltascaled * stime / (stime + utime);
 306                         utime_scaled = deltascaled - stime_scaled;
 307                 } else {
 308                         stime_scaled = deltascaled;
 309                 }
 310         }
 311         acct->utime_scaled += utime_scaled;
 312 #endif
 313
 314         return stime_scaled;
 315 }
 316
 317 static unsigned long vtime_delta(struct cpu_accounting_data *acct,
 318                                  unsigned long *stime_scaled,
 319                                  unsigned long *steal_time)
 320 {
 321         unsigned long now, stime;
 322
 323         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 324
 325         now = mftb();
 326         stime = now - acct->starttime;
 327         acct->starttime = now;
 328
 329         *stime_scaled = vtime_delta_scaled(acct, now, stime);
 330
 331         *steal_time = calculate_stolen_time(now);
 332
 333         return stime;
 334 }
 335
 336 static void vtime_delta_kernel(struct cpu_accounting_data *acct,
 337                                unsigned long *stime, unsigned long *stime_scaled)
 338 {
 339         unsigned long steal_time;
 340
 341         *stime = vtime_delta(acct, stime_scaled, &steal_time);
 342         *stime -= min(*stime, steal_time);
 343         acct->steal_time += steal_time;
 344 }
 345
 346 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
 347 {
 348         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 349         unsigned long stime, stime_scaled;
 350
 351         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 352
 353         if (tsk->flags & PF_VCPU) {
 354                 acct->gtime += stime;
 355 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 356                 acct->utime_scaled += stime_scaled;
 357 #endif
 358         } else {
 359                 acct->stime += stime;
 360 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 361                 acct->stime_scaled += stime_scaled;
 362 #endif
 363         }
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_kernel);
 366
 367 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 368 {
 369         unsigned long stime, stime_scaled, steal_time;
 370         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 371
 372         stime = vtime_delta(acct, &stime_scaled, &steal_time);
 373         acct->idle_time += stime + steal_time;
 374 }
 375
 376 static void vtime_account_irq_field(struct cpu_accounting_data *acct,
 377                                     unsigned long *field)
 378 {
 379         unsigned long stime, stime_scaled;
 380
 381         vtime_delta_kernel(acct, &stime, &stime_scaled);
 382         *field += stime;
 383 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 384         acct->stime_scaled += stime_scaled;
 385 #endif
 386 }
 387
 388 void vtime_account_softirq(struct task_struct *tsk)
 389 {
 390         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 391         vtime_account_irq_field(acct, &acct->softirq_time);
 392 }
 393
 394 void vtime_account_hardirq(struct task_struct *tsk)
 395 {
 396         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 397         vtime_account_irq_field(acct, &acct->hardirq_time);
 398 }
 399
 400 static void vtime_flush_scaled(struct task_struct *tsk,
 401                                struct cpu_accounting_data *acct)
 402 {
 403 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_SCALED_CPUTIME
 404         if (acct->utime_scaled)
 405                 tsk->utimescaled += cputime_to_nsecs(acct->utime_scaled);
 406         if (acct->stime_scaled)
 407                 tsk->stimescaled += cputime_to_nsecs(acct->stime_scaled);
 408
 409         acct->utime_scaled = 0;
 410         acct->utime_sspurr = 0;
 411         acct->stime_scaled = 0;
 412 #endif
 413 }
 414
 415 /*
 416  * Account the whole cputime accumulated in the paca
 417  * Must be called with interrupts disabled.
 418  * Assumes that vtime_account_kernel/idle() has been called
 419  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 420  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 421  */
 422 void vtime_flush(struct task_struct *tsk)
 423 {
 424         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 425
 426         if (acct->utime)
 427                 account_user_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->utime));
 428
 429         if (acct->gtime)
 430                 account_guest_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->gtime));
 431
 432         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_SPLPAR) && acct->steal_time) {
 433                 account_steal_time(cputime_to_nsecs(acct->steal_time));
 434                 acct->steal_time = 0;
 435         }
 436
 437         if (acct->idle_time)
 438                 account_idle_time(cputime_to_nsecs(acct->idle_time));
 439
 440         if (acct->stime)
 441                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->stime),
 442                                           CPUTIME_SYSTEM);
 443
 444         if (acct->hardirq_time)
 445                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->hardirq_time),
 446                                           CPUTIME_IRQ);
 447         if (acct->softirq_time)
 448                 account_system_index_time(tsk, cputime_to_nsecs(acct->softirq_time),
 449                                           CPUTIME_SOFTIRQ);
 450
 451         vtime_flush_scaled(tsk, acct);
 452
 453         acct->utime = 0;
 454         acct->gtime = 0;
 455         acct->idle_time = 0;
 456         acct->stime = 0;
 457         acct->hardirq_time = 0;
 458         acct->softirq_time = 0;
 459 }
 460
 461 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 462 #define calc_cputime_factors()
 463 #endif
 464
 465 void __delay(unsigned long loops)
 466 {
 467         unsigned long start;
 468
 469         spin_begin();
 470         if (tb_invalid) {
 471                 /*
 472                  * TB is in error state and isn't ticking anymore.
 473                  * HMI handler was unable to recover from TB error.
 474                  * Return immediately, so that kernel won't get stuck here.
 475                  */
 476                 spin_cpu_relax();
 477         } else {
 478                 start = mftb();
 479                 while (mftb() - start < loops)
 480                         spin_cpu_relax();
 481         }
 482         spin_end();
 483 }
 484 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 485
 486 void udelay(unsigned long usecs)
 487 {
 488         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 491
 492 #ifdef CONFIG_SMP
 493 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 494 {
 495         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 496
 497         if (in_lock_functions(pc))
 498                 return regs->link;
 499
 500         return pc;
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 503 #endif
 504
 505 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 506
 507 /*
 508  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 509  */
 510 #ifdef CONFIG_PPC64
 511 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 512 {
 513         unsigned long x;
 514
 515         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 516                 : "=r" (x)
 517                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 518         return x;
 519 }
 520
 521 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 522 {
 523         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 524                 "r" (1),
 525                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 526 }
 527
 528 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 529 {
 530         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 531                 "r" (0),
 532                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 533 }
 534
 535 #else /* 32-bit */
 536
 537 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 538
 539 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 540 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 541 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 542
 543 #endif /* 32 vs 64 bit */
 544
 545 void arch_irq_work_raise(void)
 546 {
 547         /*
 548          * 64-bit code that uses irq soft-mask can just cause an immediate
 549          * interrupt here that gets soft masked, if this is called under
 550          * local_irq_disable(). It might be possible to prevent that happening
 551          * by noticing interrupts are disabled and setting decrementer pending
 552          * to be replayed when irqs are enabled. The problem there is that
 553          * tracing can call irq_work_raise, including in code that does low
 554          * level manipulations of irq soft-mask state (e.g., trace_hardirqs_on)
 555          * which could get tangled up if we're messing with the same state
 556          * here.
 557          */
 558         preempt_disable();
 559         set_irq_work_pending_flag();
 560         set_dec(1);
 561         preempt_enable();
 562 }
 563
 564 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 565
 566 #define test_irq_work_pending() 0
 567 #define clear_irq_work_pending()
 568
 569 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 570
 571 /*
 572  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 573  * with interrupts disabled.
 574  */
 575 DEFINE_INTERRUPT_HANDLER_ASYNC(timer_interrupt)
 576 {
 577         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 578         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 579         struct pt_regs *old_regs;
 580         u64 now;
 581
 582         /*
 583          * Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 584          * offline, just ignore these.
 585          */
 586         if (unlikely(!cpu_online(smp_processor_id()))) {
 587                 set_dec(decrementer_max);
 588                 return;
 589         }
 590
 591         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 592          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions. When the
 593          * PPC_WATCHDOG (decrementer based) is configured, keep this at most
 594          * 31 bits, which is about 4 seconds on most systems, which gives
 595          * the watchdog a chance of catching timer interrupt hard lockups.
 596          */
 597         if (IS_ENABLED(CONFIG_PPC_WATCHDOG))
 598                 set_dec(0x7fffffff);
 599         else
 600                 set_dec(decrementer_max);
 601
 602         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 603          * bumped to its maximum value
 604          */
 605         may_hard_irq_enable();
 606
 607
 608 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 609         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 610                 do_IRQ(regs);
 611 #endif
 612
 613         old_regs = set_irq_regs(regs);
 614
 615         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 616
 617         if (test_irq_work_pending()) {
 618                 clear_irq_work_pending();
 619                 irq_work_run();
 620         }
 621
 622         now = get_tb();
 623         if (now >= *next_tb) {
 624                 *next_tb = ~(u64)0;
 625                 if (evt->event_handler)
 626                         evt->event_handler(evt);
 627                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 628         } else {
 629                 now = *next_tb - now;
 630                 if (now <= decrementer_max)
 631                         set_dec(now);
 632                 /* We may have raced with new irq work */
 633                 if (test_irq_work_pending())
 634                         set_dec(1);
 635                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 636         }
 637
 638         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 639
 640         set_irq_regs(old_regs);
 641 }
 642 EXPORT_SYMBOL(timer_interrupt);
 643
 644 #ifdef CONFIG_GENERIC_CLOCKEVENTS_BROADCAST
 645 void timer_broadcast_interrupt(void)
 646 {
 647         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 648
 649         *next_tb = ~(u64)0;
 650         tick_receive_broadcast();
 651         __this_cpu_inc(irq_stat.broadcast_irqs_event);
 652 }
 653 #endif
 654
 655 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 656 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 657 {
 658         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 659          * with suspending.
 660          */
 661
 662         set_dec(decrementer_max);
 663         local_irq_disable();
 664         set_dec(decrementer_max);
 665 }
 666
 667 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 668 {
 669         local_irq_enable();
 670 }
 671
 672 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 673 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 674 {
 675         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 676                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 677         generic_suspend_disable_irqs();
 678 }
 679
 680 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 681 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 682 {
 683         generic_suspend_enable_irqs();
 684         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 685                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 686 }
 687 #endif
 688
 689 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 690 {
 691         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 692 }
 693 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 694
 695 /*
 696  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 697  *
 698  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 699  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 700  * are 64-bit unsigned numbers.
 701  */
 702 notrace unsigned long long sched_clock(void)
 703 {
 704         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 705 }
 706
 707
 708 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 709
 710 /*
 711  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 712  * kernels.
 713  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 714  */
 715 unsigned long long running_clock(void)
 716 {
 717         /*
 718          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 719          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 720          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 721          *
 722          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 723          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 724          */
 725         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 726             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 727                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 728
 729         /*
 730          * This is a next best approximation without a VTB.
 731          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 732          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 733          * VTB so it makes no difference anyway.
 734          */
 735         return local_clock() - kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL];
 736 }
 737 #endif
 738
 739 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 740 {
 741         struct device_node *cpu;
 742         const __be32 *fp;
 743         int found = 0;
 744
 745         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 746         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 747
 748         if (cpu) {
 749                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 750                 if (fp) {
 751                         found = 1;
 752                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 753                 }
 754
 755                 of_node_put(cpu);
 756         }
 757
 758         return found;
 759 }
 760
 761 static void start_cpu_decrementer(void)
 762 {
 763 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 764         unsigned int tcr;
 765
 766         /* Clear any pending timer interrupts */
 767         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 768
 769         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 770         /*
 771          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 772          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 773          */
 774         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 775         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 776         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 777 #endif
 778 }
 779
 780 void __init generic_calibrate_decr(void)
 781 {
 782         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 783
 784         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 785             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 786
 787                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 788                                 "(not found)\n");
 789         }
 790
 791         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 792
 793         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 794             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 795
 796                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 797                                 "(not found)\n");
 798         }
 799 }
 800
 801 int update_persistent_clock64(struct timespec64 now)
 802 {
 803         struct rtc_time tm;
 804
 805         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 806                 return -ENODEV;
 807
 808         rtc_time64_to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 809
 810         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 811 }
 812
 813 static void __read_persistent_clock(struct timespec64 *ts)
 814 {
 815         struct rtc_time tm;
 816         static int first = 1;
 817
 818         ts->tv_nsec = 0;
 819         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 820         if (first) {
 821                 first = 0;
 822                 if (ppc_md.time_init)
 823                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 824
 825                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 826                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 827                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 828                         return;
 829                 }
 830         }
 831         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 832                 ts->tv_sec = 0;
 833                 return;
 834         }
 835         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 836
 837         ts->tv_sec = rtc_tm_to_time64(&tm);
 838 }
 839
 840 void read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
 841 {
 842         __read_persistent_clock(ts);
 843
 844         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 845         if (ts->tv_sec < 0) {
 846                 ts->tv_sec = 0;
 847                 ts->tv_nsec = 0;
 848         }
 849
 850 }
 851
 852 /* clocksource code */
 853 static notrace u64 timebase_read(struct clocksource *cs)
 854 {
 855         return (u64)get_tb();
 856 }
 857
 858 static void __init clocksource_init(void)
 859 {
 860         struct clocksource *clock = &clocksource_timebase;
 861
 862         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 863                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 864                        clock->name);
 865                 return;
 866         }
 867
 868         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 869                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 870 }
 871
 872 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 873                                       struct clock_event_device *dev)
 874 {
 875         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb() + evt);
 876         set_dec(evt);
 877
 878         /* We may have raced with new irq work */
 879         if (test_irq_work_pending())
 880                 set_dec(1);
 881
 882         return 0;
 883 }
 884
 885 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 886 {
 887         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 888         return 0;
 889 }
 890
 891 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 892 {
 893         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 894
 895         *dec = decrementer_clockevent;
 896         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 897
 898         clockevents_config_and_register(dec, ppc_tb_freq, 2, decrementer_max);
 899
 900         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 901                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 902
 903         /* Set values for KVM, see kvm_emulate_dec() */
 904         decrementer_clockevent.mult = dec->mult;
 905         decrementer_clockevent.shift = dec->shift;
 906 }
 907
 908 static void enable_large_decrementer(void)
 909 {
 910         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 911                 return;
 912
 913         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 914                 return;
 915
 916         /*
 917          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 918          * otherwise firmware should have done it for us.
 919          */
 920         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 921                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 922 }
 923
 924 static void __init set_decrementer_max(void)
 925 {
 926         struct device_node *cpu;
 927         u32 bits = 32;
 928
 929         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 930         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 931                 return;
 932
 933         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 934
 935         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 936                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 937                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 938                         bits = 32;
 939                 }
 940
 941                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 942                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 943         }
 944
 945         of_node_put(cpu);
 946
 947         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 948                 bits, decrementer_max);
 949 }
 950
 951 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 952 {
 953         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 954 }
 955
 956 void secondary_cpu_time_init(void)
 957 {
 958         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 959         enable_large_decrementer();
 960
 961         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 962          * such as BookE
 963          */
 964         start_cpu_decrementer();
 965
 966         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 967          * call here ! */
 968         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 969 }
 970
 971 /* This function is only called on the boot processor */
 972 void __init time_init(void)
 973 {
 974         struct div_result res;
 975         u64 scale;
 976         unsigned shift;
 977
 978         /* Normal PowerPC with timebase register */
 979         ppc_md.calibrate_decr();
 980         printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 981                ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 982         printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 983                ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 984
 985         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 986         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 987         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 988         calc_cputime_factors();
 989
 990         /*
 991          * Compute scale factor for sched_clock.
 992          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 993          * which is the timebase frequency.
 994          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 995          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 996          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 997          * giving us the scale factor and shift count to use in
 998          * sched_clock().
 999          */
1000         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1001         scale = res.result_low;
1002         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1003                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1004                 res.result_high >>= 1;
1005         }
1006         tb_to_ns_scale = scale;
1007         tb_to_ns_shift = shift;
1008         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1009         boot_tb = get_tb();
1010
1011         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1012         if (timezone_offset) {
1013                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1014                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1015         }
1016
1017         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1018
1019         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1020         set_decrementer_max();
1021         enable_large_decrementer();
1022
1023         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1024          * such as BookE
1025          */
1026         start_cpu_decrementer();
1027
1028         /* Register the clocksource */
1029         clocksource_init();
1030
1031         init_decrementer_clockevent();
1032         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1033
1034         of_clk_init(NULL);
1035         enable_sched_clock_irqtime();
1036 }
1037
1038 /*
1039  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1040  * result.
1041  */
1042 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1043                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1044 {
1045         unsigned long a, b, c, d;
1046         unsigned long w, x, y, z;
1047         u64 ra, rb, rc;
1048
1049         a = dividend_high >> 32;
1050         b = dividend_high & 0xffffffff;
1051         c = dividend_low >> 32;
1052         d = dividend_low & 0xffffffff;
1053
1054         w = a / divisor;
1055         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1056
1057         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1058         x = ra;
1059
1060         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1061         y = rb;
1062
1063         do_div(rc, divisor);
1064         z = rc;
1065
1066         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1067         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1068
1069 }
1070
1071 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1072 void calibrate_delay(void)
1073 {
1074         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1075          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1076          */
1077         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1078 }
1079
1080 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1081 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1082 {
1083         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1084         return 0;
1085 }
1086
1087 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1088 {
1089         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1090                 return -EOPNOTSUPP;
1091
1092         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1093                 return -EOPNOTSUPP;
1094
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1099         .read_time = rtc_generic_get_time,
1100         .set_time = rtc_generic_set_time,
1101 };
1102
1103 static int __init rtc_init(void)
1104 {
1105         struct platform_device *pdev;
1106
1107         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1108                 return -ENODEV;
1109
1110         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1111                                              &rtc_generic_ops,
1112                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1113
1114         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1115 }
1116
1117 device_initcall(rtc_init);
1118 #endif