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 <asm/trace.h>
  59
  60 #include <asm/io.h>
  61 #include <asm/processor.h>
  62 #include <asm/nvram.h>
  63 #include <asm/cache.h>
  64 #include <asm/machdep.h>
  65 #include <asm/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/cputime.h>
  74
  75 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  76
  77 #include <linux/clockchips.h>
  78 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  79
  80 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  81 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  82         .name         = "rtc",
  83         .rating       = 400,
  84         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  85         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  86         .read         = rtc_read,
  87 };
  88
  89 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  90 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  91         .name         = "timebase",
  92         .rating       = 400,
  93         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  94         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  95         .read         = timebase_read,
  96 };
  97
  98 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
  99
 100 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 101                                       struct clock_event_device *dev);
 102 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 103
 104 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 105         .name                   = "decrementer",
 106         .rating                 = 200,
 107         .irq                    = 0,
 108         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 109         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 110         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 111         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 112                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 113 };
 114 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 115
 116 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 117 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 118
 119 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 120
 121 #ifdef CONFIG_PPC64
 122 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 123 #else
 124 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 125 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 126 #endif
 127
 128 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 129 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 130 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 131 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 132 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 133
 134 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 135 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 136
 137 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 138 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 139 static u64 boot_tb __read_mostly;
 140
 141 extern struct timezone sys_tz;
 142 static long timezone_offset;
 143
 144 unsigned long ppc_proc_freq;
 145 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 146 unsigned long ppc_tb_freq;
 147 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 148
 149 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 150 /*
 151  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 152  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 153  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 154  */
 155 u64 __cputime_jiffies_factor;
 156 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 157 u64 __cputime_usec_factor;
 158 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 159 u64 __cputime_sec_factor;
 160 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 161 u64 __cputime_clockt_factor;
 162 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 163 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 164 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 165
 166 cputime_t cputime_one_jiffy;
 167
 168 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 169
 170 static void calc_cputime_factors(void)
 171 {
 172         struct div_result res;
 173
 174         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 175         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 176         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 177         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 178         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 179         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 180         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 181         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 182 }
 183
 184 /*
 185  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 186  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 187  */
 188 static u64 read_spurr(u64 tb)
 189 {
 190         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 191                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 192         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 193                 return mfspr(SPRN_PURR);
 194         return tb;
 195 }
 196
 197 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 198
 199 /*
 200  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 201  * Should be called with interrupts disabled.
 202  */
 203 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 204 {
 205         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 206         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 207         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 208         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 209         u64 tb_delta;
 210         u64 stolen = 0;
 211         u64 dtb;
 212
 213         if (!dtl)
 214                 return 0;
 215
 216         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 217                 return 0;
 218         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 219                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 220                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 221                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 222                 barrier();
 223                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 224                         /* buffer has overflowed */
 225                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 226                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 227                         continue;
 228                 }
 229                 if (dtb > stop_tb)
 230                         break;
 231                 if (dtl_consumer)
 232                         dtl_consumer(dtl, i);
 233                 stolen += tb_delta;
 234                 ++i;
 235                 ++dtl;
 236                 if (dtl == dtl_end)
 237                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 238         }
 239         local_paca->dtl_ridx = i;
 240         local_paca->dtl_curr = dtl;
 241         return stolen;
 242 }
 243
 244 /*
 245  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 246  * Called on entry from user mode.
 247  */
 248 void notrace accumulate_stolen_time(void)
 249 {
 250         u64 sst, ust;
 251
 252         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 253
 254         /* We are called early in the exception entry, before
 255          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 256          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 257          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 258          * complain
 259          */
 260         local_paca->soft_enabled = 0;
 261
 262         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 263         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 264         local_paca->system_time -= sst;
 265         local_paca->user_time -= ust;
 266         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 267
 268         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 269 }
 270
 271 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 272 {
 273         u64 stolen = 0;
 274
 275         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx)) {
 276                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 277                 get_paca()->system_time -= stolen;
 278         }
 279
 280         stolen += get_paca()->stolen_time;
 281         get_paca()->stolen_time = 0;
 282         return stolen;
 283 }
 284
 285 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 286 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 287 {
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 292
 293 /*
 294  * Account time for a transition between system, hard irq
 295  * or soft irq state.
 296  */
 297 static u64 vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 298                         u64 *sys_scaled, u64 *stolen)
 299 {
 300         u64 now, nowscaled, deltascaled;
 301         u64 udelta, delta, user_scaled;
 302
 303         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 304
 305         now = mftb();
 306         nowscaled = read_spurr(now);
 307         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 308         get_paca()->starttime = now;
 309         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 310         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 311
 312         *stolen = calculate_stolen_time(now);
 313
 314         delta = get_paca()->system_time;
 315         get_paca()->system_time = 0;
 316         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 317         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 318
 319         /*
 320          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 321          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 322          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 323          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 324          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 325          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 326          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 327          * used by account_process_tick.
 328          */
 329         *sys_scaled = delta;
 330         user_scaled = udelta;
 331         if (deltascaled != delta + udelta) {
 332                 if (udelta) {
 333                         *sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 334                         user_scaled = deltascaled - *sys_scaled;
 335                 } else {
 336                         *sys_scaled = deltascaled;
 337                 }
 338         }
 339         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 340
 341         return delta;
 342 }
 343
 344 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 345 {
 346         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 347
 348         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 349         account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 350         if (stolen)
 351                 account_steal_time(stolen);
 352 }
 353 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 354
 355 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 356 {
 357         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 358
 359         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 360         account_idle_time(delta + stolen);
 361 }
 362
 363 /*
 364  * Transfer the user time accumulated in the paca
 365  * by the exception entry and exit code to the generic
 366  * process user time records.
 367  * Must be called with interrupts disabled.
 368  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 369  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 370  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 371  */
 372 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 373 {
 374         cputime_t utime, utimescaled;
 375
 376         utime = get_paca()->user_time;
 377         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 378         get_paca()->user_time = 0;
 379         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 380         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 381         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 382 }
 383
 384 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 385 #define calc_cputime_factors()
 386 #endif
 387
 388 void __delay(unsigned long loops)
 389 {
 390         unsigned long start;
 391         int diff;
 392
 393         if (__USE_RTC()) {
 394                 start = get_rtcl();
 395                 do {
 396                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 397                         diff = get_rtcl() - start;
 398                         if (diff < 0)
 399                                 diff += 1000000000;
 400                 } while (diff < loops);
 401         } else {
 402                 start = get_tbl();
 403                 while (get_tbl() - start < loops)
 404                         HMT_low();
 405                 HMT_medium();
 406         }
 407 }
 408 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 409
 410 void udelay(unsigned long usecs)
 411 {
 412         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 413 }
 414 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 415
 416 #ifdef CONFIG_SMP
 417 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 418 {
 419         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 420
 421         if (in_lock_functions(pc))
 422                 return regs->link;
 423
 424         return pc;
 425 }
 426 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 427 #endif
 428
 429 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 430
 431 /*
 432  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 433  */
 434 #ifdef CONFIG_PPC64
 435 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 436 {
 437         unsigned long x;
 438
 439         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 440                 : "=r" (x)
 441                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 442         return x;
 443 }
 444
 445 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 446 {
 447         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 448                 "r" (1),
 449                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 450 }
 451
 452 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 453 {
 454         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 455                 "r" (0),
 456                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 457 }
 458
 459 #else /* 32-bit */
 460
 461 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 462
 463 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 464 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 465 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 466
 467 #endif /* 32 vs 64 bit */
 468
 469 void arch_irq_work_raise(void)
 470 {
 471         preempt_disable();
 472         set_irq_work_pending_flag();
 473         set_dec(1);
 474         preempt_enable();
 475 }
 476
 477 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 478
 479 #define test_irq_work_pending() 0
 480 #define clear_irq_work_pending()
 481
 482 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 483
 484 static void __timer_interrupt(void)
 485 {
 486         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 487         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 488         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 489         u64 now;
 490
 491         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 492
 493         if (test_irq_work_pending()) {
 494                 clear_irq_work_pending();
 495                 irq_work_run();
 496         }
 497
 498         now = get_tb_or_rtc();
 499         if (now >= *next_tb) {
 500                 *next_tb = ~(u64)0;
 501                 if (evt->event_handler)
 502                         evt->event_handler(evt);
 503                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 504         } else {
 505                 now = *next_tb - now;
 506                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 507                         set_dec((int)now);
 508                 /* We may have raced with new irq work */
 509                 if (test_irq_work_pending())
 510                         set_dec(1);
 511                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 512         }
 513
 514 #ifdef CONFIG_PPC64
 515         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 516         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 517                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 518                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 519         }
 520 #endif
 521
 522         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 523 }
 524
 525 /*
 526  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 527  * with interrupts disabled.
 528  */
 529 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 530 {
 531         struct pt_regs *old_regs;
 532         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 533
 534         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 535          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 536          */
 537         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 538
 539         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 540          * offline, just ignore these and we also need to set
 541          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 542          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 543          * here infinitely :(
 544          */
 545         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 546                 *next_tb = ~(u64)0;
 547                 return;
 548         }
 549
 550         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 551          * bumped to its maximum value
 552          */
 553         may_hard_irq_enable();
 554
 555
 556 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 557         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 558                 do_IRQ(regs);
 559 #endif
 560
 561         old_regs = set_irq_regs(regs);
 562         irq_enter();
 563
 564         __timer_interrupt();
 565         irq_exit();
 566         set_irq_regs(old_regs);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 571  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 572  * to clear them, as they are edge-triggered.
 573  */
 574 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 575 {
 576 }
 577
 578 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 579 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 580 {
 581         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 582          * with suspending.
 583          */
 584
 585         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 586         local_irq_disable();
 587         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 588 }
 589
 590 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 591 {
 592         local_irq_enable();
 593 }
 594
 595 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 596 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 597 {
 598         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 599                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 600         generic_suspend_disable_irqs();
 601 }
 602
 603 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 604 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 605 {
 606         generic_suspend_enable_irqs();
 607         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 608                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 609 }
 610 #endif
 611
 612 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 613 {
 614         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 615 }
 616 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 617
 618 /*
 619  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 620  *
 621  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 622  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 623  * are 64-bit unsigned numbers.
 624  */
 625 unsigned long long sched_clock(void)
 626 {
 627         if (__USE_RTC())
 628                 return get_rtc();
 629         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 630 }
 631
 632
 633 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 634
 635 /*
 636  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 637  * kernels.
 638  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 639  */
 640 unsigned long long running_clock(void)
 641 {
 642         /*
 643          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 644          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 645          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 646          *
 647          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 648          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 649          */
 650         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 651             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 652                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 653
 654         /*
 655          * This is a next best approximation without a VTB.
 656          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 657          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 658          * VTB so it makes no difference anyway.
 659          */
 660         return local_clock() - cputime_to_nsecs(kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL]);
 661 }
 662 #endif
 663
 664 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 665 {
 666         struct device_node *cpu;
 667         const __be32 *fp;
 668         int found = 0;
 669
 670         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 671         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 672
 673         if (cpu) {
 674                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 675                 if (fp) {
 676                         found = 1;
 677                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 678                 }
 679
 680                 of_node_put(cpu);
 681         }
 682
 683         return found;
 684 }
 685
 686 static void start_cpu_decrementer(void)
 687 {
 688 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 689         unsigned int tcr;
 690
 691         /* Clear any pending timer interrupts */
 692         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 693
 694         tcr = mfspr(SPRN_TCR);
 695         /*
 696          * The watchdog may have already been enabled by u-boot. So leave
 697          * TRC[WP] (Watchdog Period) alone.
 698          */
 699         tcr &= TCR_WP_MASK;     /* Clear all bits except for TCR[WP] */
 700         tcr |= TCR_DIE;         /* Enable decrementer */
 701         mtspr(SPRN_TCR, tcr);
 702 #endif
 703 }
 704
 705 void __init generic_calibrate_decr(void)
 706 {
 707         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 708
 709         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 710             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 711
 712                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 713                                 "(not found)\n");
 714         }
 715
 716         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 717
 718         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 719             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 720
 721                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 722                                 "(not found)\n");
 723         }
 724 }
 725
 726 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 727 {
 728         struct rtc_time tm;
 729
 730         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 731                 return -ENODEV;
 732
 733         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 734         tm.tm_year -= 1900;
 735         tm.tm_mon -= 1;
 736
 737         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 738 }
 739
 740 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 741 {
 742         struct rtc_time tm;
 743         static int first = 1;
 744
 745         ts->tv_nsec = 0;
 746         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 747         if (first) {
 748                 first = 0;
 749                 if (ppc_md.time_init)
 750                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 751
 752                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 753                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 754                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 755                         return;
 756                 }
 757         }
 758         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 759                 ts->tv_sec = 0;
 760                 return;
 761         }
 762         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 763
 764         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 765                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 766 }
 767
 768 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 769 {
 770         __read_persistent_clock(ts);
 771
 772         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 773         if (ts->tv_sec < 0) {
 774                 ts->tv_sec = 0;
 775                 ts->tv_nsec = 0;
 776         }
 777
 778 }
 779
 780 /* clocksource code */
 781 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 782 {
 783         return (cycle_t)get_rtc();
 784 }
 785
 786 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 787 {
 788         return (cycle_t)get_tb();
 789 }
 790
 791 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 792                          struct clocksource *clock, u32 mult, cycle_t cycle_last)
 793 {
 794         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 795         u32 frac_sec;
 796
 797         if (clock != &clocksource_timebase)
 798                 return;
 799
 800         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 801         ++vdso_data->tb_update_count;
 802         smp_mb();
 803
 804         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 805         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 806         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 807         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 808         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 809
 810         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 811         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 812         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 813
 814         /*
 815          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 816          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 817          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 818          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 819          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 820          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 821          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 822          * We expect the caller to have done the first increment of
 823          * vdso_data->tb_update_count already.
 824          */
 825         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 826         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 827         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 828         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 829         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 830         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 831         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 832         vdso_data->hrtimer_res = hrtimer_resolution;
 833         smp_wmb();
 834         ++(vdso_data->tb_update_count);
 835 }
 836
 837 void update_vsyscall_tz(void)
 838 {
 839         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 840         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 841 }
 842
 843 static void __init clocksource_init(void)
 844 {
 845         struct clocksource *clock;
 846
 847         if (__USE_RTC())
 848                 clock = &clocksource_rtc;
 849         else
 850                 clock = &clocksource_timebase;
 851
 852         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 853                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 854                        clock->name);
 855                 return;
 856         }
 857
 858         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 859                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 860 }
 861
 862 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 863                                       struct clock_event_device *dev)
 864 {
 865         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 866         set_dec(evt);
 867
 868         /* We may have raced with new irq work */
 869         if (test_irq_work_pending())
 870                 set_dec(1);
 871
 872         return 0;
 873 }
 874
 875 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 876 {
 877         decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 878         return 0;
 879 }
 880
 881 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 882 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 883 {
 884         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 885
 886         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 887         __timer_interrupt();
 888 }
 889
 890 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 891 {
 892         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 893
 894         *dec = decrementer_clockevent;
 895         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 896
 897         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 898                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 899
 900         clockevents_register_device(dec);
 901 }
 902
 903 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 904 {
 905         int cpu = smp_processor_id();
 906
 907         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 908
 909         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 910                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 911         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 912                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 913
 914         register_decrementer_clockevent(cpu);
 915 }
 916
 917 void secondary_cpu_time_init(void)
 918 {
 919         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 920          * such as BookE
 921          */
 922         start_cpu_decrementer();
 923
 924         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 925          * call here ! */
 926         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 927 }
 928
 929 /* This function is only called on the boot processor */
 930 void __init time_init(void)
 931 {
 932         struct div_result res;
 933         u64 scale;
 934         unsigned shift;
 935
 936         if (__USE_RTC()) {
 937                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 938                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 939         } else {
 940                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 941                 ppc_md.calibrate_decr();
 942                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 943                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 944                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 945                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 946         }
 947
 948         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 949         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 950         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 951         calc_cputime_factors();
 952         setup_cputime_one_jiffy();
 953
 954         /*
 955          * Compute scale factor for sched_clock.
 956          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 957          * which is the timebase frequency.
 958          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 959          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 960          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 961          * giving us the scale factor and shift count to use in
 962          * sched_clock().
 963          */
 964         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 965         scale = res.result_low;
 966         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 967                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 968                 res.result_high >>= 1;
 969         }
 970         tb_to_ns_scale = scale;
 971         tb_to_ns_shift = shift;
 972         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 973         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 974
 975         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 976         if (timezone_offset) {
 977                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 978                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 979         }
 980
 981         vdso_data->tb_update_count = 0;
 982         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 983
 984         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 985          * such as BookE
 986          */
 987         start_cpu_decrementer();
 988
 989         /* Register the clocksource */
 990         clocksource_init();
 991
 992         init_decrementer_clockevent();
 993         tick_setup_hrtimer_broadcast();
 994
 995 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
 996         of_clk_init(NULL);
 997 #endif
 998 }
 999
1000
1001 #define FEBRUARY        2
1002 #define STARTOFTIME     1970
1003 #define SECDAY          86400L
1004 #define SECYR           (SECDAY * 365)
1005 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
1006                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
1007 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1008 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1009
1010 static int month_days[12] = {
1011         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1012 };
1013
1014 /*
1015  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
1016  */
1017 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
1018 {
1019         int leapsToDate;
1020         int lastYear;
1021         int day;
1022         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
1023
1024         lastYear = tm->tm_year - 1;
1025
1026         /*
1027          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
1028          */
1029         leapsToDate = lastYear / 4 - lastYear / 100 + lastYear / 400;
1030
1031         /*
1032          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
1033          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
1034          *
1035          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 was
1036          */
1037         day = tm->tm_mon > 2 && leapyear(tm->tm_year);
1038
1039         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
1040                    tm->tm_mday;
1041
1042         tm->tm_wday = day % 7;
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL_GPL(GregorianDay);
1045
1046 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1047 {
1048         register int    i;
1049         register long   hms, day;
1050
1051         day = tim / SECDAY;
1052         hms = tim % SECDAY;
1053
1054         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1055         tm->tm_hour = hms / 3600;
1056         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1057         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1058
1059         /* Number of years in days */
1060         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1061                 day -= days_in_year(i);
1062         tm->tm_year = i;
1063
1064         /* Number of months in days left */
1065         if (leapyear(tm->tm_year))
1066                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1067         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1068                 day -= days_in_month(i);
1069         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1070         tm->tm_mon = i;
1071
1072         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1073         tm->tm_mday = day + 1;
1074
1075         /*
1076          * Determine the day of week
1077          */
1078         GregorianDay(tm);
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1081
1082 /*
1083  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1084  * result.
1085  */
1086 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1087                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1088 {
1089         unsigned long a, b, c, d;
1090         unsigned long w, x, y, z;
1091         u64 ra, rb, rc;
1092
1093         a = dividend_high >> 32;
1094         b = dividend_high & 0xffffffff;
1095         c = dividend_low >> 32;
1096         d = dividend_low & 0xffffffff;
1097
1098         w = a / divisor;
1099         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1100
1101         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1102         x = ra;
1103
1104         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1105         y = rb;
1106
1107         do_div(rc, divisor);
1108         z = rc;
1109
1110         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1111         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1112
1113 }
1114
1115 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1116 void calibrate_delay(void)
1117 {
1118         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1119          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1120          */
1121         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1122 }
1123
1124 static int __init rtc_init(void)
1125 {
1126         struct platform_device *pdev;
1127
1128         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1129                 return -ENODEV;
1130
1131         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1132
1133         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1134 }
1135
1136 device_initcall(rtc_init);