arch/powerpc/kernel/time.c

   1 /*
   2  * Common time routines among all ppc machines.
   3  *
   4  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   5  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   6  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   7  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   8  *
   9  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  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). (mikejc@us.ibm.com)
  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/kernel.h>
  38 #include <linux/param.h>
  39 #include <linux/string.h>
  40 #include <linux/mm.h>
  41 #include <linux/interrupt.h>
  42 #include <linux/timex.h>
  43 #include <linux/kernel_stat.h>
  44 #include <linux/time.h>
  45 #include <linux/clockchips.h>
  46 #include <linux/init.h>
  47 #include <linux/profile.h>
  48 #include <linux/cpu.h>
  49 #include <linux/security.h>
  50 #include <linux/percpu.h>
  51 #include <linux/rtc.h>
  52 #include <linux/jiffies.h>
  53 #include <linux/posix-timers.h>
  54 #include <linux/irq.h>
  55 #include <linux/delay.h>
  56 #include <linux/irq_work.h>
  57 #include <linux/clk-provider.h>
  58 #include <linux/suspend.h>
  59 #include <linux/rtc.h>
  60 #include <asm/trace.h>
  61
  62 #include <asm/io.h>
  63 #include <asm/processor.h>
  64 #include <asm/nvram.h>
  65 #include <asm/cache.h>
  66 #include <asm/machdep.h>
  67 #include <asm/uaccess.h>
  68 #include <asm/time.h>
  69 #include <asm/prom.h>
  70 #include <asm/irq.h>
  71 #include <asm/div64.h>
  72 #include <asm/smp.h>
  73 #include <asm/vdso_datapage.h>
  74 #include <asm/firmware.h>
  75 #include <asm/cputime.h>
  76 #include <asm/asm-prototypes.h>
  77
  78 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  79
  80 #include <linux/clockchips.h>
  81 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  82
  83 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  84 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  85         .name         = "rtc",
  86         .rating       = 400,
  87         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  88         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  89         .read         = rtc_read,
  90 };
  91
  92 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  93 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  94         .name         = "timebase",
  95         .rating       = 400,
  96         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  97         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  98         .read         = timebase_read,
  99 };
 100
 101 #define DECREMENTER_DEFAULT_MAX 0x7FFFFFFF
 102 u64 decrementer_max = DECREMENTER_DEFAULT_MAX;
 103
 104 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 105                                       struct clock_event_device *dev);
 106 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 107
 108 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 109         .name                   = "decrementer",
 110         .rating                 = 200,
 111         .irq                    = 0,
 112         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 113         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 114         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 115         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 116                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 117 };
 118 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 119
 120 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 121 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 122
 123 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 124
 125 #ifdef CONFIG_PPC64
 126 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 127 #else
 128 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 129 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 130 #endif
 131
 132 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 133 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 134 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 135 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 136 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 137
 138 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 139 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 140
 141 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 142 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 143 static u64 boot_tb __read_mostly;
 144
 145 extern struct timezone sys_tz;
 146 static long timezone_offset;
 147
 148 unsigned long ppc_proc_freq;
 149 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 150 unsigned long ppc_tb_freq;
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 152
 153 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 154 /*
 155  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 156  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 157  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 158  */
 159 u64 __cputime_jiffies_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 161 u64 __cputime_usec_factor;
 162 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 163 u64 __cputime_sec_factor;
 164 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 165 u64 __cputime_clockt_factor;
 166 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 167 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 168 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 169
 170 cputime_t cputime_one_jiffy;
 171
 172 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 173 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 174 #endif
 175
 176 #ifdef CONFIG_PPC64
 177 #define get_accounting(tsk)     (&get_paca()->accounting)
 178 #else
 179 #define get_accounting(tsk)     (&task_thread_info(tsk)->accounting)
 180 #endif
 181
 182 static void calc_cputime_factors(void)
 183 {
 184         struct div_result res;
 185
 186         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 187         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 188         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 189         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 190         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 191         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 192         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 193         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 194 }
 195
 196 /*
 197  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 198  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 199  */
 200 static unsigned long read_spurr(unsigned long tb)
 201 {
 202         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 203                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 204         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 205                 return mfspr(SPRN_PURR);
 206         return tb;
 207 }
 208
 209 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 210
 211 /*
 212  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 213  * Should be called with interrupts disabled.
 214  */
 215 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 216 {
 217         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 218         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 219         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 220         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 221         u64 tb_delta;
 222         u64 stolen = 0;
 223         u64 dtb;
 224
 225         if (!dtl)
 226                 return 0;
 227
 228         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 229                 return 0;
 230         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 231                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 232                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 233                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 234                 barrier();
 235                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 236                         /* buffer has overflowed */
 237                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 238                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 239                         continue;
 240                 }
 241                 if (dtb > stop_tb)
 242                         break;
 243                 if (dtl_consumer)
 244                         dtl_consumer(dtl, i);
 245                 stolen += tb_delta;
 246                 ++i;
 247                 ++dtl;
 248                 if (dtl == dtl_end)
 249                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 250         }
 251         local_paca->dtl_ridx = i;
 252         local_paca->dtl_curr = dtl;
 253         return stolen;
 254 }
 255
 256 /*
 257  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 258  * Called on entry from user mode.
 259  */
 260 void accumulate_stolen_time(void)
 261 {
 262         u64 sst, ust;
 263         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 264         struct cpu_accounting_data *acct = &local_paca->accounting;
 265
 266         /* We are called early in the exception entry, before
 267          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 268          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 269          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 270          * complain
 271          */
 272         local_paca->soft_enabled = 0;
 273
 274         sst = scan_dispatch_log(acct->starttime_user);
 275         ust = scan_dispatch_log(acct->starttime);
 276         acct->system_time -= sst;
 277         acct->user_time -= ust;
 278         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 279
 280         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 281 }
 282
 283 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 284 {
 285         u64 stolen = 0;
 286
 287         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx)) {
 288                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 289                 get_paca()->accounting.system_time -= stolen;
 290         }
 291
 292         stolen += get_paca()->stolen_time;
 293         get_paca()->stolen_time = 0;
 294         return stolen;
 295 }
 296
 297 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 298 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 299 {
 300         return 0;
 301 }
 302
 303 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 304
 305 /*
 306  * Account time for a transition between system, hard irq
 307  * or soft irq state.
 308  */
 309 static unsigned long vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 310                                  unsigned long *sys_scaled,
 311                                  unsigned long *stolen)
 312 {
 313         unsigned long now, nowscaled, deltascaled;
 314         unsigned long udelta, delta, user_scaled;
 315         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 316
 317         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 318
 319         now = mftb();
 320         nowscaled = read_spurr(now);
 321         acct->system_time += now - acct->starttime;
 322         acct->starttime = now;
 323         deltascaled = nowscaled - acct->startspurr;
 324         acct->startspurr = nowscaled;
 325
 326         *stolen = calculate_stolen_time(now);
 327
 328         delta = acct->system_time;
 329         acct->system_time = 0;
 330         udelta = acct->user_time - acct->utime_sspurr;
 331         acct->utime_sspurr = acct->user_time;
 332
 333         /*
 334          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 335          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 336          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 337          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 338          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 339          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 340          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 341          * used by account_process_tick.
 342          */
 343         *sys_scaled = delta;
 344         user_scaled = udelta;
 345         if (deltascaled != delta + udelta) {
 346                 if (udelta) {
 347                         *sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 348                         user_scaled = deltascaled - *sys_scaled;
 349                 } else {
 350                         *sys_scaled = deltascaled;
 351                 }
 352         }
 353         acct->user_time_scaled += user_scaled;
 354
 355         return delta;
 356 }
 357
 358 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 359 {
 360         unsigned long delta, sys_scaled, stolen;
 361
 362         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 363         account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 364         if (stolen)
 365                 account_steal_time(stolen);
 366 }
 367 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 368
 369 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 370 {
 371         unsigned long delta, sys_scaled, stolen;
 372
 373         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 374         account_idle_time(delta + stolen);
 375 }
 376
 377 /*
 378  * Transfer the user time accumulated in the paca
 379  * by the exception entry and exit code to the generic
 380  * process user time records.
 381  * Must be called with interrupts disabled.
 382  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 383  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 384  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 385  */
 386 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 387 {
 388         cputime_t utime, utimescaled;
 389         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(tsk);
 390
 391         utime = acct->user_time;
 392         utimescaled = acct->user_time_scaled;
 393         acct->user_time = 0;
 394         acct->user_time_scaled = 0;
 395         acct->utime_sspurr = 0;
 396         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 397 }
 398
 399 #ifdef CONFIG_PPC32
 400 /*
 401  * Called from the context switch with interrupts disabled, to charge all
 402  * accumulated times to the current process, and to prepare accounting on
 403  * the next process.
 404  */
 405 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 406 {
 407         struct cpu_accounting_data *acct = get_accounting(current);
 408
 409         acct->starttime = get_accounting(prev)->starttime;
 410         acct->system_time = 0;
 411         acct->user_time = 0;
 412 }
 413 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 414
 415 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 416 #define calc_cputime_factors()
 417 #endif
 418
 419 void __delay(unsigned long loops)
 420 {
 421         unsigned long start;
 422         int diff;
 423
 424         if (__USE_RTC()) {
 425                 start = get_rtcl();
 426                 do {
 427                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 428                         diff = get_rtcl() - start;
 429                         if (diff < 0)
 430                                 diff += 1000000000;
 431                 } while (diff < loops);
 432         } else {
 433                 start = get_tbl();
 434                 while (get_tbl() - start < loops)
 435                         HMT_low();
 436                 HMT_medium();
 437         }
 438 }
 439 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 440
 441 void udelay(unsigned long usecs)
 442 {
 443         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 444 }
 445 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 446
 447 #ifdef CONFIG_SMP
 448 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 449 {
 450         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 451
 452         if (in_lock_functions(pc))
 453                 return regs->link;
 454
 455         return pc;
 456 }
 457 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 458 #endif
 459
 460 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 461
 462 /*
 463  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 464  */
 465 #ifdef CONFIG_PPC64
 466 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 467 {
 468         unsigned long x;
 469
 470         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 471                 : "=r" (x)
 472                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 473         return x;
 474 }
 475
 476 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 477 {
 478         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 479                 "r" (1),
 480                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 481 }
 482
 483 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 484 {
 485         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 486                 "r" (0),
 487                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 488 }
 489
 490 #else /* 32-bit */
 491
 492 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 493
 494 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 495 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 496 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 497
 498 #endif /* 32 vs 64 bit */
 499
 500 void arch_irq_work_raise(void)
 501 {
 502         preempt_disable();
 503         set_irq_work_pending_flag();
 504         set_dec(1);
 505         preempt_enable();
 506 }
 507
 508 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 509
 510 #define test_irq_work_pending() 0
 511 #define clear_irq_work_pending()
 512
 513 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 514
 515 static void __timer_interrupt(void)
 516 {
 517         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 518         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 519         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 520         u64 now;
 521
 522         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 523
 524         if (test_irq_work_pending()) {
 525                 clear_irq_work_pending();
 526                 irq_work_run();
 527         }
 528
 529         now = get_tb_or_rtc();
 530         if (now >= *next_tb) {
 531                 *next_tb = ~(u64)0;
 532                 if (evt->event_handler)
 533                         evt->event_handler(evt);
 534                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 535         } else {
 536                 now = *next_tb - now;
 537                 if (now <= decrementer_max)
 538                         set_dec(now);
 539                 /* We may have raced with new irq work */
 540                 if (test_irq_work_pending())
 541                         set_dec(1);
 542                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 543         }
 544
 545 #ifdef CONFIG_PPC64
 546         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 547         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 548                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 549                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 550         }
 551 #endif
 552
 553         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 554 }
 555
 556 /*
 557  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 558  * with interrupts disabled.
 559  */
 560 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 561 {
 562         struct pt_regs *old_regs;
 563         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 564
 565         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 566          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 567          */
 568         set_dec(decrementer_max);
 569
 570         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 571          * offline, just ignore these and we also need to set
 572          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 573          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 574          * here infinitely :(
 575          */
 576         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 577                 *next_tb = ~(u64)0;
 578                 return;
 579         }
 580
 581         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 582          * bumped to its maximum value
 583          */
 584         may_hard_irq_enable();
 585
 586
 587 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 588         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 589                 do_IRQ(regs);
 590 #endif
 591
 592         old_regs = set_irq_regs(regs);
 593         irq_enter();
 594
 595         __timer_interrupt();
 596         irq_exit();
 597         set_irq_regs(old_regs);
 598 }
 599
 600 /*
 601  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 602  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 603  * to clear them, as they are edge-triggered.
 604  */
 605 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 606 {
 607 }
 608
 609 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 610 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 611 {
 612         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 613          * with suspending.
 614          */
 615
 616         set_dec(decrementer_max);
 617         local_irq_disable();
 618         set_dec(decrementer_max);
 619 }
 620
 621 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 622 {
 623         local_irq_enable();
 624 }
 625
 626 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 627 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 628 {
 629         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 630                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 631         generic_suspend_disable_irqs();
 632 }
 633
 634 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 635 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 636 {
 637         generic_suspend_enable_irqs();
 638         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 639                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 640 }
 641 #endif
 642
 643 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 644 {
 645         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 646 }
 647 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 648
 649 /*
 650  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 651  *
 652  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 653  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 654  * are 64-bit unsigned numbers.
 655  */
 656 unsigned long long sched_clock(void)
 657 {
 658         if (__USE_RTC())
 659                 return get_rtc();
 660         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 661 }
 662
 663
 664 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 665
 666 /*
 667  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 668  * kernels.
 669  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 670  */
 671 unsigned long long running_clock(void)
 672 {
 673         /*
 674          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 675          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 676          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 677          *
 678          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 679          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 680          */
 681         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 682             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 683                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 684
 685         /*
 686          * This is a next best approximation without a VTB.
 687          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 688          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 689          * VTB so it makes no difference anyway.
 690          */
 691         return local_clock() - cputime_to_nsecs(kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL]);
 692 }
 693 #endif
 694
 695 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 696 {
 697         struct device_node *cpu;
 698         const __be32 *fp;
 699         int found = 0;
 700
 701         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 702         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 703
 704         if (cpu) {
 705                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 706                 if (fp) {
 707                         found = 1;
 708                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 709                 }
 710
 711                 of_node_put(cpu);
 712         }
 713
 714         return found;
 715 }
 716
 717 static void start_cpu_decrementer(void)
 718 {
 719 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 720         /* Clear any pending timer interrupts */
 721         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 722
 723         /* Enable decrementer interrupt */
 724         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 725 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 726 }
 727
 728 void __init generic_calibrate_decr(void)
 729 {
 730         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 731
 732         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 733             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 734
 735                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 736                                 "(not found)\n");
 737         }
 738
 739         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 740
 741         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 742             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 743
 744                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 745                                 "(not found)\n");
 746         }
 747 }
 748
 749 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 750 {
 751         struct rtc_time tm;
 752
 753         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 754                 return -ENODEV;
 755
 756         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 757         tm.tm_year -= 1900;
 758         tm.tm_mon -= 1;
 759
 760         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 761 }
 762
 763 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 764 {
 765         struct rtc_time tm;
 766         static int first = 1;
 767
 768         ts->tv_nsec = 0;
 769         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 770         if (first) {
 771                 first = 0;
 772                 if (ppc_md.time_init)
 773                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 774
 775                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 776                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 777                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 778                         return;
 779                 }
 780         }
 781         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 782                 ts->tv_sec = 0;
 783                 return;
 784         }
 785         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 786
 787         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 788                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 789 }
 790
 791 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 792 {
 793         __read_persistent_clock(ts);
 794
 795         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 796         if (ts->tv_sec < 0) {
 797                 ts->tv_sec = 0;
 798                 ts->tv_nsec = 0;
 799         }
 800
 801 }
 802
 803 /* clocksource code */
 804 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 805 {
 806         return (cycle_t)get_rtc();
 807 }
 808
 809 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 810 {
 811         return (cycle_t)get_tb();
 812 }
 813
 814 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 815                          struct clocksource *clock, u32 mult, cycle_t cycle_last)
 816 {
 817         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 818         u32 frac_sec;
 819
 820         if (clock != &clocksource_timebase)
 821                 return;
 822
 823         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 824         ++vdso_data->tb_update_count;
 825         smp_mb();
 826
 827         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 828         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 829         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 830         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 831         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 832
 833         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 834         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 835         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 836
 837         /*
 838          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 839          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 840          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 841          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 842          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 843          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 844          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 845          * We expect the caller to have done the first increment of
 846          * vdso_data->tb_update_count already.
 847          */
 848         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 849         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 850         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 851         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 852         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 853         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 854         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 855         smp_wmb();
 856         ++(vdso_data->tb_update_count);
 857 }
 858
 859 void update_vsyscall_tz(void)
 860 {
 861         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 862         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 863 }
 864
 865 static void __init clocksource_init(void)
 866 {
 867         struct clocksource *clock;
 868
 869         if (__USE_RTC())
 870                 clock = &clocksource_rtc;
 871         else
 872                 clock = &clocksource_timebase;
 873
 874         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 875                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 876                        clock->name);
 877                 return;
 878         }
 879
 880         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 881                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 882 }
 883
 884 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 885                                       struct clock_event_device *dev)
 886 {
 887         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 888         set_dec(evt);
 889
 890         /* We may have raced with new irq work */
 891         if (test_irq_work_pending())
 892                 set_dec(1);
 893
 894         return 0;
 895 }
 896
 897 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 898 {
 899         decrementer_set_next_event(decrementer_max, dev);
 900         return 0;
 901 }
 902
 903 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 904 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 905 {
 906         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 907
 908         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 909         __timer_interrupt();
 910 }
 911
 912 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 913 {
 914         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 915
 916         *dec = decrementer_clockevent;
 917         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 918
 919         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 920                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 921
 922         clockevents_register_device(dec);
 923 }
 924
 925 static void enable_large_decrementer(void)
 926 {
 927         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 928                 return;
 929
 930         if (decrementer_max <= DECREMENTER_DEFAULT_MAX)
 931                 return;
 932
 933         /*
 934          * If we're running as the hypervisor we need to enable the LD manually
 935          * otherwise firmware should have done it for us.
 936          */
 937         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_HVMODE))
 938                 mtspr(SPRN_LPCR, mfspr(SPRN_LPCR) | LPCR_LD);
 939 }
 940
 941 static void __init set_decrementer_max(void)
 942 {
 943         struct device_node *cpu;
 944         u32 bits = 32;
 945
 946         /* Prior to ISAv3 the decrementer is always 32 bit */
 947         if (!cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_300))
 948                 return;
 949
 950         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 951
 952         if (of_property_read_u32(cpu, "ibm,dec-bits", &bits) == 0) {
 953                 if (bits > 64 || bits < 32) {
 954                         pr_warn("time_init: firmware supplied invalid ibm,dec-bits");
 955                         bits = 32;
 956                 }
 957
 958                 /* calculate the signed maximum given this many bits */
 959                 decrementer_max = (1ul << (bits - 1)) - 1;
 960         }
 961
 962         of_node_put(cpu);
 963
 964         pr_info("time_init: %u bit decrementer (max: %llx)\n",
 965                 bits, decrementer_max);
 966 }
 967
 968 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 969 {
 970         int cpu = smp_processor_id();
 971
 972         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 973
 974         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 975                 clockevent_delta2ns(decrementer_max, &decrementer_clockevent);
 976         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 977                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 978
 979         register_decrementer_clockevent(cpu);
 980 }
 981
 982 void secondary_cpu_time_init(void)
 983 {
 984         /* Enable and test the large decrementer for this cpu */
 985         enable_large_decrementer();
 986
 987         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 988          * such as BookE
 989          */
 990         start_cpu_decrementer();
 991
 992         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 993          * call here ! */
 994         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 995 }
 996
 997 /* This function is only called on the boot processor */
 998 void __init time_init(void)
 999 {
1000         struct div_result res;
1001         u64 scale;
1002         unsigned shift;
1003
1004         if (__USE_RTC()) {
1005                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
1006                 ppc_tb_freq = 1000000000;
1007         } else {
1008                 /* Normal PowerPC with timebase register */
1009                 ppc_md.calibrate_decr();
1010                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
1011                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
1012                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
1013                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
1014         }
1015
1016         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
1017         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
1018         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
1019         calc_cputime_factors();
1020         setup_cputime_one_jiffy();
1021
1022         /*
1023          * Compute scale factor for sched_clock.
1024          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
1025          * which is the timebase frequency.
1026          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
1027          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
1028          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
1029          * giving us the scale factor and shift count to use in
1030          * sched_clock().
1031          */
1032         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
1033         scale = res.result_low;
1034         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
1035                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
1036                 res.result_high >>= 1;
1037         }
1038         tb_to_ns_scale = scale;
1039         tb_to_ns_shift = shift;
1040         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
1041         boot_tb = get_tb_or_rtc();
1042
1043         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
1044         if (timezone_offset) {
1045                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
1046                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
1047         }
1048
1049         vdso_data->tb_update_count = 0;
1050         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
1051
1052         /* initialise and enable the large decrementer (if we have one) */
1053         set_decrementer_max();
1054         enable_large_decrementer();
1055
1056         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
1057          * such as BookE
1058          */
1059         start_cpu_decrementer();
1060
1061         /* Register the clocksource */
1062         clocksource_init();
1063
1064         init_decrementer_clockevent();
1065         tick_setup_hrtimer_broadcast();
1066
1067 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
1068         of_clk_init(NULL);
1069 #endif
1070 }
1071
1072
1073 #define FEBRUARY        2
1074 #define STARTOFTIME     1970
1075 #define SECDAY          86400L
1076 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1077 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1078                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1079 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1080 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1081
1082 static int month_days[12] = {
1083         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1084 };
1085
1086 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1087 {
1088         register int    i;
1089         register long   hms, day;
1090
1091         day = tim / SECDAY;
1092         hms = tim % SECDAY;
1093
1094         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1095         tm->tm_hour = hms / 3600;
1096         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1097         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1098
1099         /* Number of years in days */
1100         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1101                 day -= days_in_year(i);
1102         tm->tm_year = i;
1103
1104         /* Number of months in days left */
1105         if (leapyear(tm->tm_year))
1106                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1107         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1108                 day -= days_in_month(i);
1109         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1110         tm->tm_mon = i;
1111
1112         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1113         tm->tm_mday = day + 1;
1114
1115         /*
1116          * No-one uses the day of the week.
1117          */
1118         tm->tm_wday = -1;
1119 }
1120 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1121
1122 /*
1123  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1124  * result.
1125  */
1126 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1127                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1128 {
1129         unsigned long a, b, c, d;
1130         unsigned long w, x, y, z;
1131         u64 ra, rb, rc;
1132
1133         a = dividend_high >> 32;
1134         b = dividend_high & 0xffffffff;
1135         c = dividend_low >> 32;
1136         d = dividend_low & 0xffffffff;
1137
1138         w = a / divisor;
1139         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1140
1141         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1142         x = ra;
1143
1144         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1145         y = rb;
1146
1147         do_div(rc, divisor);
1148         z = rc;
1149
1150         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1151         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1152
1153 }
1154
1155 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1156 void calibrate_delay(void)
1157 {
1158         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1159          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1160          */
1161         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1162 }
1163
1164 #if IS_ENABLED(CONFIG_RTC_DRV_GENERIC)
1165 static int rtc_generic_get_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1166 {
1167         ppc_md.get_rtc_time(tm);
1168         return rtc_valid_tm(tm);
1169 }
1170
1171 static int rtc_generic_set_time(struct device *dev, struct rtc_time *tm)
1172 {
1173         if (!ppc_md.set_rtc_time)
1174                 return -EOPNOTSUPP;
1175
1176         if (ppc_md.set_rtc_time(tm) < 0)
1177                 return -EOPNOTSUPP;
1178
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 static const struct rtc_class_ops rtc_generic_ops = {
1183         .read_time = rtc_generic_get_time,
1184         .set_time = rtc_generic_set_time,
1185 };
1186
1187 static int __init rtc_init(void)
1188 {
1189         struct platform_device *pdev;
1190
1191         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1192                 return -ENODEV;
1193
1194         pdev = platform_device_register_data(NULL, "rtc-generic", -1,
1195                                              &rtc_generic_ops,
1196                                              sizeof(rtc_generic_ops));
1197
1198         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1199 }
1200
1201 device_initcall(rtc_init);
1202 #endif