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 <asm/trace.h>
  60
  61 #include <asm/io.h>
  62 #include <asm/processor.h>
  63 #include <asm/nvram.h>
  64 #include <asm/cache.h>
  65 #include <asm/machdep.h>
  66 #include <asm/uaccess.h>
  67 #include <asm/time.h>
  68 #include <asm/prom.h>
  69 #include <asm/irq.h>
  70 #include <asm/div64.h>
  71 #include <asm/smp.h>
  72 #include <asm/vdso_datapage.h>
  73 #include <asm/firmware.h>
  74 #include <asm/cputime.h>
  75
  76 /* powerpc clocksource/clockevent code */
  77
  78 #include <linux/clockchips.h>
  79 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  80
  81 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *);
  82 static struct clocksource clocksource_rtc = {
  83         .name         = "rtc",
  84         .rating       = 400,
  85         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  86         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  87         .read         = rtc_read,
  88 };
  89
  90 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *);
  91 static struct clocksource clocksource_timebase = {
  92         .name         = "timebase",
  93         .rating       = 400,
  94         .flags        = CLOCK_SOURCE_IS_CONTINUOUS,
  95         .mask         = CLOCKSOURCE_MASK(64),
  96         .read         = timebase_read,
  97 };
  98
  99 #define DECREMENTER_MAX 0x7fffffff
 100
 101 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 102                                       struct clock_event_device *dev);
 103 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *evt);
 104
 105 struct clock_event_device decrementer_clockevent = {
 106         .name                   = "decrementer",
 107         .rating                 = 200,
 108         .irq                    = 0,
 109         .set_next_event         = decrementer_set_next_event,
 110         .set_state_shutdown     = decrementer_shutdown,
 111         .tick_resume            = decrementer_shutdown,
 112         .features               = CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT |
 113                                   CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP,
 114 };
 115 EXPORT_SYMBOL(decrementer_clockevent);
 116
 117 DEFINE_PER_CPU(u64, decrementers_next_tb);
 118 static DEFINE_PER_CPU(struct clock_event_device, decrementers);
 119
 120 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
 121
 122 #ifdef CONFIG_PPC64
 123 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   (((xsec) * max) / XSEC_PER_SEC)
 124 #else
 125 /* compute ((xsec << 12) * max) >> 32 */
 126 #define SCALE_XSEC(xsec, max)   mulhwu((xsec) << 12, max)
 127 #endif
 128
 129 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
 130 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
 131 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
 132 unsigned long tb_ticks_per_sec;
 133 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_sec);        /* for cputime_t conversions */
 134
 135 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
 136 EXPORT_SYMBOL_GPL(rtc_lock);
 137
 138 static u64 tb_to_ns_scale __read_mostly;
 139 static unsigned tb_to_ns_shift __read_mostly;
 140 static u64 boot_tb __read_mostly;
 141
 142 extern struct timezone sys_tz;
 143 static long timezone_offset;
 144
 145 unsigned long ppc_proc_freq;
 146 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_proc_freq);
 147 unsigned long ppc_tb_freq;
 148 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc_tb_freq);
 149
 150 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 151 /*
 152  * Factors for converting from cputime_t (timebase ticks) to
 153  * jiffies, microseconds, seconds, and clock_t (1/USER_HZ seconds).
 154  * These are all stored as 0.64 fixed-point binary fractions.
 155  */
 156 u64 __cputime_jiffies_factor;
 157 EXPORT_SYMBOL(__cputime_jiffies_factor);
 158 u64 __cputime_usec_factor;
 159 EXPORT_SYMBOL(__cputime_usec_factor);
 160 u64 __cputime_sec_factor;
 161 EXPORT_SYMBOL(__cputime_sec_factor);
 162 u64 __cputime_clockt_factor;
 163 EXPORT_SYMBOL(__cputime_clockt_factor);
 164 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_last_delta);
 165 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cputime_scaled_last_delta);
 166
 167 cputime_t cputime_one_jiffy;
 168
 169 void (*dtl_consumer)(struct dtl_entry *, u64);
 170
 171 static void calc_cputime_factors(void)
 172 {
 173         struct div_result res;
 174
 175         div128_by_32(HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 176         __cputime_jiffies_factor = res.result_low;
 177         div128_by_32(1000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 178         __cputime_usec_factor = res.result_low;
 179         div128_by_32(1, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 180         __cputime_sec_factor = res.result_low;
 181         div128_by_32(USER_HZ, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 182         __cputime_clockt_factor = res.result_low;
 183 }
 184
 185 /*
 186  * Read the SPURR on systems that have it, otherwise the PURR,
 187  * or if that doesn't exist return the timebase value passed in.
 188  */
 189 static u64 read_spurr(u64 tb)
 190 {
 191         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SPURR))
 192                 return mfspr(SPRN_SPURR);
 193         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_PURR))
 194                 return mfspr(SPRN_PURR);
 195         return tb;
 196 }
 197
 198 #ifdef CONFIG_PPC_SPLPAR
 199
 200 /*
 201  * Scan the dispatch trace log and count up the stolen time.
 202  * Should be called with interrupts disabled.
 203  */
 204 static u64 scan_dispatch_log(u64 stop_tb)
 205 {
 206         u64 i = local_paca->dtl_ridx;
 207         struct dtl_entry *dtl = local_paca->dtl_curr;
 208         struct dtl_entry *dtl_end = local_paca->dispatch_log_end;
 209         struct lppaca *vpa = local_paca->lppaca_ptr;
 210         u64 tb_delta;
 211         u64 stolen = 0;
 212         u64 dtb;
 213
 214         if (!dtl)
 215                 return 0;
 216
 217         if (i == be64_to_cpu(vpa->dtl_idx))
 218                 return 0;
 219         while (i < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 220                 dtb = be64_to_cpu(dtl->timebase);
 221                 tb_delta = be32_to_cpu(dtl->enqueue_to_dispatch_time) +
 222                         be32_to_cpu(dtl->ready_to_enqueue_time);
 223                 barrier();
 224                 if (i + N_DISPATCH_LOG < be64_to_cpu(vpa->dtl_idx)) {
 225                         /* buffer has overflowed */
 226                         i = be64_to_cpu(vpa->dtl_idx) - N_DISPATCH_LOG;
 227                         dtl = local_paca->dispatch_log + (i % N_DISPATCH_LOG);
 228                         continue;
 229                 }
 230                 if (dtb > stop_tb)
 231                         break;
 232                 if (dtl_consumer)
 233                         dtl_consumer(dtl, i);
 234                 stolen += tb_delta;
 235                 ++i;
 236                 ++dtl;
 237                 if (dtl == dtl_end)
 238                         dtl = local_paca->dispatch_log;
 239         }
 240         local_paca->dtl_ridx = i;
 241         local_paca->dtl_curr = dtl;
 242         return stolen;
 243 }
 244
 245 /*
 246  * Accumulate stolen time by scanning the dispatch trace log.
 247  * Called on entry from user mode.
 248  */
 249 void accumulate_stolen_time(void)
 250 {
 251         u64 sst, ust;
 252
 253         u8 save_soft_enabled = local_paca->soft_enabled;
 254
 255         /* We are called early in the exception entry, before
 256          * soft/hard_enabled are sync'ed to the expected state
 257          * for the exception. We are hard disabled but the PACA
 258          * needs to reflect that so various debug stuff doesn't
 259          * complain
 260          */
 261         local_paca->soft_enabled = 0;
 262
 263         sst = scan_dispatch_log(local_paca->starttime_user);
 264         ust = scan_dispatch_log(local_paca->starttime);
 265         local_paca->system_time -= sst;
 266         local_paca->user_time -= ust;
 267         local_paca->stolen_time += ust + sst;
 268
 269         local_paca->soft_enabled = save_soft_enabled;
 270 }
 271
 272 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 273 {
 274         u64 stolen = 0;
 275
 276         if (get_paca()->dtl_ridx != be64_to_cpu(get_lppaca()->dtl_idx)) {
 277                 stolen = scan_dispatch_log(stop_tb);
 278                 get_paca()->system_time -= stolen;
 279         }
 280
 281         stolen += get_paca()->stolen_time;
 282         get_paca()->stolen_time = 0;
 283         return stolen;
 284 }
 285
 286 #else /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 287 static inline u64 calculate_stolen_time(u64 stop_tb)
 288 {
 289         return 0;
 290 }
 291
 292 #endif /* CONFIG_PPC_SPLPAR */
 293
 294 /*
 295  * Account time for a transition between system, hard irq
 296  * or soft irq state.
 297  */
 298 static u64 vtime_delta(struct task_struct *tsk,
 299                         u64 *sys_scaled, u64 *stolen)
 300 {
 301         u64 now, nowscaled, deltascaled;
 302         u64 udelta, delta, user_scaled;
 303
 304         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 305
 306         now = mftb();
 307         nowscaled = read_spurr(now);
 308         get_paca()->system_time += now - get_paca()->starttime;
 309         get_paca()->starttime = now;
 310         deltascaled = nowscaled - get_paca()->startspurr;
 311         get_paca()->startspurr = nowscaled;
 312
 313         *stolen = calculate_stolen_time(now);
 314
 315         delta = get_paca()->system_time;
 316         get_paca()->system_time = 0;
 317         udelta = get_paca()->user_time - get_paca()->utime_sspurr;
 318         get_paca()->utime_sspurr = get_paca()->user_time;
 319
 320         /*
 321          * Because we don't read the SPURR on every kernel entry/exit,
 322          * deltascaled includes both user and system SPURR ticks.
 323          * Apportion these ticks to system SPURR ticks and user
 324          * SPURR ticks in the same ratio as the system time (delta)
 325          * and user time (udelta) values obtained from the timebase
 326          * over the same interval.  The system ticks get accounted here;
 327          * the user ticks get saved up in paca->user_time_scaled to be
 328          * used by account_process_tick.
 329          */
 330         *sys_scaled = delta;
 331         user_scaled = udelta;
 332         if (deltascaled != delta + udelta) {
 333                 if (udelta) {
 334                         *sys_scaled = deltascaled * delta / (delta + udelta);
 335                         user_scaled = deltascaled - *sys_scaled;
 336                 } else {
 337                         *sys_scaled = deltascaled;
 338                 }
 339         }
 340         get_paca()->user_time_scaled += user_scaled;
 341
 342         return delta;
 343 }
 344
 345 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 346 {
 347         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 348
 349         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 350         account_system_time(tsk, 0, delta, sys_scaled);
 351         if (stolen)
 352                 account_steal_time(stolen);
 353 }
 354 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_system);
 355
 356 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 357 {
 358         u64 delta, sys_scaled, stolen;
 359
 360         delta = vtime_delta(tsk, &sys_scaled, &stolen);
 361         account_idle_time(delta + stolen);
 362 }
 363
 364 /*
 365  * Transfer the user time accumulated in the paca
 366  * by the exception entry and exit code to the generic
 367  * process user time records.
 368  * Must be called with interrupts disabled.
 369  * Assumes that vtime_account_system/idle() has been called
 370  * recently (i.e. since the last entry from usermode) so that
 371  * get_paca()->user_time_scaled is up to date.
 372  */
 373 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 374 {
 375         cputime_t utime, utimescaled;
 376
 377         utime = get_paca()->user_time;
 378         utimescaled = get_paca()->user_time_scaled;
 379         get_paca()->user_time = 0;
 380         get_paca()->user_time_scaled = 0;
 381         get_paca()->utime_sspurr = 0;
 382         account_user_time(tsk, utime, utimescaled);
 383 }
 384
 385 #else /* ! CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 386 #define calc_cputime_factors()
 387 #endif
 388
 389 void __delay(unsigned long loops)
 390 {
 391         unsigned long start;
 392         int diff;
 393
 394         if (__USE_RTC()) {
 395                 start = get_rtcl();
 396                 do {
 397                         /* the RTCL register wraps at 1000000000 */
 398                         diff = get_rtcl() - start;
 399                         if (diff < 0)
 400                                 diff += 1000000000;
 401                 } while (diff < loops);
 402         } else {
 403                 start = get_tbl();
 404                 while (get_tbl() - start < loops)
 405                         HMT_low();
 406                 HMT_medium();
 407         }
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL(__delay);
 410
 411 void udelay(unsigned long usecs)
 412 {
 413         __delay(tb_ticks_per_usec * usecs);
 414 }
 415 EXPORT_SYMBOL(udelay);
 416
 417 #ifdef CONFIG_SMP
 418 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 419 {
 420         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 421
 422         if (in_lock_functions(pc))
 423                 return regs->link;
 424
 425         return pc;
 426 }
 427 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 428 #endif
 429
 430 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 431
 432 /*
 433  * 64-bit uses a byte in the PACA, 32-bit uses a per-cpu variable...
 434  */
 435 #ifdef CONFIG_PPC64
 436 static inline unsigned long test_irq_work_pending(void)
 437 {
 438         unsigned long x;
 439
 440         asm volatile("lbz %0,%1(13)"
 441                 : "=r" (x)
 442                 : "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 443         return x;
 444 }
 445
 446 static inline void set_irq_work_pending_flag(void)
 447 {
 448         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 449                 "r" (1),
 450                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 451 }
 452
 453 static inline void clear_irq_work_pending(void)
 454 {
 455         asm volatile("stb %0,%1(13)" : :
 456                 "r" (0),
 457                 "i" (offsetof(struct paca_struct, irq_work_pending)));
 458 }
 459
 460 #else /* 32-bit */
 461
 462 DEFINE_PER_CPU(u8, irq_work_pending);
 463
 464 #define set_irq_work_pending_flag()     __this_cpu_write(irq_work_pending, 1)
 465 #define test_irq_work_pending()         __this_cpu_read(irq_work_pending)
 466 #define clear_irq_work_pending()        __this_cpu_write(irq_work_pending, 0)
 467
 468 #endif /* 32 vs 64 bit */
 469
 470 void arch_irq_work_raise(void)
 471 {
 472         preempt_disable();
 473         set_irq_work_pending_flag();
 474         set_dec(1);
 475         preempt_enable();
 476 }
 477
 478 #else  /* CONFIG_IRQ_WORK */
 479
 480 #define test_irq_work_pending() 0
 481 #define clear_irq_work_pending()
 482
 483 #endif /* CONFIG_IRQ_WORK */
 484
 485 static void __timer_interrupt(void)
 486 {
 487         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 488         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 489         struct clock_event_device *evt = this_cpu_ptr(&decrementers);
 490         u64 now;
 491
 492         trace_timer_interrupt_entry(regs);
 493
 494         if (test_irq_work_pending()) {
 495                 clear_irq_work_pending();
 496                 irq_work_run();
 497         }
 498
 499         now = get_tb_or_rtc();
 500         if (now >= *next_tb) {
 501                 *next_tb = ~(u64)0;
 502                 if (evt->event_handler)
 503                         evt->event_handler(evt);
 504                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_event);
 505         } else {
 506                 now = *next_tb - now;
 507                 if (now <= DECREMENTER_MAX)
 508                         set_dec((int)now);
 509                 /* We may have raced with new irq work */
 510                 if (test_irq_work_pending())
 511                         set_dec(1);
 512                 __this_cpu_inc(irq_stat.timer_irqs_others);
 513         }
 514
 515 #ifdef CONFIG_PPC64
 516         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 517         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
 518                 struct cpu_usage *cu = this_cpu_ptr(&cpu_usage_array);
 519                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 520         }
 521 #endif
 522
 523         trace_timer_interrupt_exit(regs);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 528  * with interrupts disabled.
 529  */
 530 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 531 {
 532         struct pt_regs *old_regs;
 533         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 534
 535         /* Ensure a positive value is written to the decrementer, or else
 536          * some CPUs will continue to take decrementer exceptions.
 537          */
 538         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 539
 540         /* Some implementations of hotplug will get timer interrupts while
 541          * offline, just ignore these and we also need to set
 542          * decrementers_next_tb as MAX to make sure __check_irq_replay
 543          * don't replay timer interrupt when return, otherwise we'll trap
 544          * here infinitely :(
 545          */
 546         if (!cpu_online(smp_processor_id())) {
 547                 *next_tb = ~(u64)0;
 548                 return;
 549         }
 550
 551         /* Conditionally hard-enable interrupts now that the DEC has been
 552          * bumped to its maximum value
 553          */
 554         may_hard_irq_enable();
 555
 556
 557 #if defined(CONFIG_PPC32) && defined(CONFIG_PPC_PMAC)
 558         if (atomic_read(&ppc_n_lost_interrupts) != 0)
 559                 do_IRQ(regs);
 560 #endif
 561
 562         old_regs = set_irq_regs(regs);
 563         irq_enter();
 564
 565         __timer_interrupt();
 566         irq_exit();
 567         set_irq_regs(old_regs);
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Hypervisor decrementer interrupts shouldn't occur but are sometimes
 572  * left pending on exit from a KVM guest.  We don't need to do anything
 573  * to clear them, as they are edge-triggered.
 574  */
 575 void hdec_interrupt(struct pt_regs *regs)
 576 {
 577 }
 578
 579 #ifdef CONFIG_SUSPEND
 580 static void generic_suspend_disable_irqs(void)
 581 {
 582         /* Disable the decrementer, so that it doesn't interfere
 583          * with suspending.
 584          */
 585
 586         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 587         local_irq_disable();
 588         set_dec(DECREMENTER_MAX);
 589 }
 590
 591 static void generic_suspend_enable_irqs(void)
 592 {
 593         local_irq_enable();
 594 }
 595
 596 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 597 void arch_suspend_disable_irqs(void)
 598 {
 599         if (ppc_md.suspend_disable_irqs)
 600                 ppc_md.suspend_disable_irqs();
 601         generic_suspend_disable_irqs();
 602 }
 603
 604 /* Overrides the weak version in kernel/power/main.c */
 605 void arch_suspend_enable_irqs(void)
 606 {
 607         generic_suspend_enable_irqs();
 608         if (ppc_md.suspend_enable_irqs)
 609                 ppc_md.suspend_enable_irqs();
 610 }
 611 #endif
 612
 613 unsigned long long tb_to_ns(unsigned long long ticks)
 614 {
 615         return mulhdu(ticks, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 616 }
 617 EXPORT_SYMBOL_GPL(tb_to_ns);
 618
 619 /*
 620  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 621  *
 622  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 623  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 624  * are 64-bit unsigned numbers.
 625  */
 626 unsigned long long sched_clock(void)
 627 {
 628         if (__USE_RTC())
 629                 return get_rtc();
 630         return mulhdu(get_tb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 631 }
 632
 633
 634 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 635
 636 /*
 637  * Running clock - attempts to give a view of time passing for a virtualised
 638  * kernels.
 639  * Uses the VTB register if available otherwise a next best guess.
 640  */
 641 unsigned long long running_clock(void)
 642 {
 643         /*
 644          * Don't read the VTB as a host since KVM does not switch in host
 645          * timebase into the VTB when it takes a guest off the CPU, reading the
 646          * VTB would result in reading 'last switched out' guest VTB.
 647          *
 648          * Host kernels are often compiled with CONFIG_PPC_PSERIES checked, it
 649          * would be unsafe to rely only on the #ifdef above.
 650          */
 651         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) &&
 652             cpu_has_feature(CPU_FTR_ARCH_207S))
 653                 return mulhdu(get_vtb() - boot_tb, tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 654
 655         /*
 656          * This is a next best approximation without a VTB.
 657          * On a host which is running bare metal there should never be any stolen
 658          * time and on a host which doesn't do any virtualisation TB *should* equal
 659          * VTB so it makes no difference anyway.
 660          */
 661         return local_clock() - cputime_to_nsecs(kcpustat_this_cpu->cpustat[CPUTIME_STEAL]);
 662 }
 663 #endif
 664
 665 static int __init get_freq(char *name, int cells, unsigned long *val)
 666 {
 667         struct device_node *cpu;
 668         const __be32 *fp;
 669         int found = 0;
 670
 671         /* The cpu node should have timebase and clock frequency properties */
 672         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
 673
 674         if (cpu) {
 675                 fp = of_get_property(cpu, name, NULL);
 676                 if (fp) {
 677                         found = 1;
 678                         *val = of_read_ulong(fp, cells);
 679                 }
 680
 681                 of_node_put(cpu);
 682         }
 683
 684         return found;
 685 }
 686
 687 static void start_cpu_decrementer(void)
 688 {
 689 #if defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x)
 690         /* Clear any pending timer interrupts */
 691         mtspr(SPRN_TSR, TSR_ENW | TSR_WIS | TSR_DIS | TSR_FIS);
 692
 693         /* Enable decrementer interrupt */
 694         mtspr(SPRN_TCR, TCR_DIE);
 695 #endif /* defined(CONFIG_BOOKE) || defined(CONFIG_40x) */
 696 }
 697
 698 void __init generic_calibrate_decr(void)
 699 {
 700         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
 701
 702         if (!get_freq("ibm,extended-timebase-frequency", 2, &ppc_tb_freq) &&
 703             !get_freq("timebase-frequency", 1, &ppc_tb_freq)) {
 704
 705                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
 706                                 "(not found)\n");
 707         }
 708
 709         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;      /* hardcoded default */
 710
 711         if (!get_freq("ibm,extended-clock-frequency", 2, &ppc_proc_freq) &&
 712             !get_freq("clock-frequency", 1, &ppc_proc_freq)) {
 713
 714                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
 715                                 "(not found)\n");
 716         }
 717 }
 718
 719 int update_persistent_clock(struct timespec now)
 720 {
 721         struct rtc_time tm;
 722
 723         if (!ppc_md.set_rtc_time)
 724                 return -ENODEV;
 725
 726         to_tm(now.tv_sec + 1 + timezone_offset, &tm);
 727         tm.tm_year -= 1900;
 728         tm.tm_mon -= 1;
 729
 730         return ppc_md.set_rtc_time(&tm);
 731 }
 732
 733 static void __read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 734 {
 735         struct rtc_time tm;
 736         static int first = 1;
 737
 738         ts->tv_nsec = 0;
 739         /* XXX this is a litle fragile but will work okay in the short term */
 740         if (first) {
 741                 first = 0;
 742                 if (ppc_md.time_init)
 743                         timezone_offset = ppc_md.time_init();
 744
 745                 /* get_boot_time() isn't guaranteed to be safe to call late */
 746                 if (ppc_md.get_boot_time) {
 747                         ts->tv_sec = ppc_md.get_boot_time() - timezone_offset;
 748                         return;
 749                 }
 750         }
 751         if (!ppc_md.get_rtc_time) {
 752                 ts->tv_sec = 0;
 753                 return;
 754         }
 755         ppc_md.get_rtc_time(&tm);
 756
 757         ts->tv_sec = mktime(tm.tm_year+1900, tm.tm_mon+1, tm.tm_mday,
 758                             tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 759 }
 760
 761 void read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 762 {
 763         __read_persistent_clock(ts);
 764
 765         /* Sanitize it in case real time clock is set below EPOCH */
 766         if (ts->tv_sec < 0) {
 767                 ts->tv_sec = 0;
 768                 ts->tv_nsec = 0;
 769         }
 770
 771 }
 772
 773 /* clocksource code */
 774 static cycle_t rtc_read(struct clocksource *cs)
 775 {
 776         return (cycle_t)get_rtc();
 777 }
 778
 779 static cycle_t timebase_read(struct clocksource *cs)
 780 {
 781         return (cycle_t)get_tb();
 782 }
 783
 784 void update_vsyscall_old(struct timespec *wall_time, struct timespec *wtm,
 785                          struct clocksource *clock, u32 mult, cycle_t cycle_last)
 786 {
 787         u64 new_tb_to_xs, new_stamp_xsec;
 788         u32 frac_sec;
 789
 790         if (clock != &clocksource_timebase)
 791                 return;
 792
 793         /* Make userspace gettimeofday spin until we're done. */
 794         ++vdso_data->tb_update_count;
 795         smp_mb();
 796
 797         /* 19342813113834067 ~= 2^(20+64) / 1e9 */
 798         new_tb_to_xs = (u64) mult * (19342813113834067ULL >> clock->shift);
 799         new_stamp_xsec = (u64) wall_time->tv_nsec * XSEC_PER_SEC;
 800         do_div(new_stamp_xsec, 1000000000);
 801         new_stamp_xsec += (u64) wall_time->tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 802
 803         BUG_ON(wall_time->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC);
 804         /* this is tv_nsec / 1e9 as a 0.32 fraction */
 805         frac_sec = ((u64) wall_time->tv_nsec * 18446744073ULL) >> 32;
 806
 807         /*
 808          * tb_update_count is used to allow the userspace gettimeofday code
 809          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 810          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 811          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 812          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 813          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 814          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 815          * We expect the caller to have done the first increment of
 816          * vdso_data->tb_update_count already.
 817          */
 818         vdso_data->tb_orig_stamp = cycle_last;
 819         vdso_data->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 820         vdso_data->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 821         vdso_data->wtom_clock_sec = wtm->tv_sec;
 822         vdso_data->wtom_clock_nsec = wtm->tv_nsec;
 823         vdso_data->stamp_xtime = *wall_time;
 824         vdso_data->stamp_sec_fraction = frac_sec;
 825         smp_wmb();
 826         ++(vdso_data->tb_update_count);
 827 }
 828
 829 void update_vsyscall_tz(void)
 830 {
 831         vdso_data->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 832         vdso_data->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 833 }
 834
 835 static void __init clocksource_init(void)
 836 {
 837         struct clocksource *clock;
 838
 839         if (__USE_RTC())
 840                 clock = &clocksource_rtc;
 841         else
 842                 clock = &clocksource_timebase;
 843
 844         if (clocksource_register_hz(clock, tb_ticks_per_sec)) {
 845                 printk(KERN_ERR "clocksource: %s is already registered\n",
 846                        clock->name);
 847                 return;
 848         }
 849
 850         printk(KERN_INFO "clocksource: %s mult[%x] shift[%d] registered\n",
 851                clock->name, clock->mult, clock->shift);
 852 }
 853
 854 static int decrementer_set_next_event(unsigned long evt,
 855                                       struct clock_event_device *dev)
 856 {
 857         __this_cpu_write(decrementers_next_tb, get_tb_or_rtc() + evt);
 858         set_dec(evt);
 859
 860         /* We may have raced with new irq work */
 861         if (test_irq_work_pending())
 862                 set_dec(1);
 863
 864         return 0;
 865 }
 866
 867 static int decrementer_shutdown(struct clock_event_device *dev)
 868 {
 869         decrementer_set_next_event(DECREMENTER_MAX, dev);
 870         return 0;
 871 }
 872
 873 /* Interrupt handler for the timer broadcast IPI */
 874 void tick_broadcast_ipi_handler(void)
 875 {
 876         u64 *next_tb = this_cpu_ptr(&decrementers_next_tb);
 877
 878         *next_tb = get_tb_or_rtc();
 879         __timer_interrupt();
 880 }
 881
 882 static void register_decrementer_clockevent(int cpu)
 883 {
 884         struct clock_event_device *dec = &per_cpu(decrementers, cpu);
 885
 886         *dec = decrementer_clockevent;
 887         dec->cpumask = cpumask_of(cpu);
 888
 889         printk_once(KERN_DEBUG "clockevent: %s mult[%x] shift[%d] cpu[%d]\n",
 890                     dec->name, dec->mult, dec->shift, cpu);
 891
 892         clockevents_register_device(dec);
 893 }
 894
 895 static void __init init_decrementer_clockevent(void)
 896 {
 897         int cpu = smp_processor_id();
 898
 899         clockevents_calc_mult_shift(&decrementer_clockevent, ppc_tb_freq, 4);
 900
 901         decrementer_clockevent.max_delta_ns =
 902                 clockevent_delta2ns(DECREMENTER_MAX, &decrementer_clockevent);
 903         decrementer_clockevent.min_delta_ns =
 904                 clockevent_delta2ns(2, &decrementer_clockevent);
 905
 906         register_decrementer_clockevent(cpu);
 907 }
 908
 909 void secondary_cpu_time_init(void)
 910 {
 911         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 912          * such as BookE
 913          */
 914         start_cpu_decrementer();
 915
 916         /* FIME: Should make unrelatred change to move snapshot_timebase
 917          * call here ! */
 918         register_decrementer_clockevent(smp_processor_id());
 919 }
 920
 921 /* This function is only called on the boot processor */
 922 void __init time_init(void)
 923 {
 924         struct div_result res;
 925         u64 scale;
 926         unsigned shift;
 927
 928         if (__USE_RTC()) {
 929                 /* 601 processor: dec counts down by 128 every 128ns */
 930                 ppc_tb_freq = 1000000000;
 931         } else {
 932                 /* Normal PowerPC with timebase register */
 933                 ppc_md.calibrate_decr();
 934                 printk(KERN_DEBUG "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
 935                        ppc_tb_freq / 1000000, ppc_tb_freq % 1000000);
 936                 printk(KERN_DEBUG "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
 937                        ppc_proc_freq / 1000000, ppc_proc_freq % 1000000);
 938         }
 939
 940         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
 941         tb_ticks_per_sec = ppc_tb_freq;
 942         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
 943         calc_cputime_factors();
 944         setup_cputime_one_jiffy();
 945
 946         /*
 947          * Compute scale factor for sched_clock.
 948          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 949          * which is the timebase frequency.
 950          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 951          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 952          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 953          * giving us the scale factor and shift count to use in
 954          * sched_clock().
 955          */
 956         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 957         scale = res.result_low;
 958         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 959                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 960                 res.result_high >>= 1;
 961         }
 962         tb_to_ns_scale = scale;
 963         tb_to_ns_shift = shift;
 964         /* Save the current timebase to pretty up CONFIG_PRINTK_TIME */
 965         boot_tb = get_tb_or_rtc();
 966
 967         /* If platform provided a timezone (pmac), we correct the time */
 968         if (timezone_offset) {
 969                 sys_tz.tz_minuteswest = -timezone_offset / 60;
 970                 sys_tz.tz_dsttime = 0;
 971         }
 972
 973         vdso_data->tb_update_count = 0;
 974         vdso_data->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 975
 976         /* Start the decrementer on CPUs that have manual control
 977          * such as BookE
 978          */
 979         start_cpu_decrementer();
 980
 981         /* Register the clocksource */
 982         clocksource_init();
 983
 984         init_decrementer_clockevent();
 985         tick_setup_hrtimer_broadcast();
 986
 987 #ifdef CONFIG_COMMON_CLK
 988         of_clk_init(NULL);
 989 #endif
 990 }
 991
 992
 993 #define FEBRUARY        2
 994 #define STARTOFTIME     1970
 995 #define SECDAY          86400L
 996 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 997 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0 && \
 998                                  ((year) % 100 != 0 || (year) % 400 == 0))
 999 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
1000 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
1001
1002 static int month_days[12] = {
1003         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
1004 };
1005
1006 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
1007 {
1008         register int    i;
1009         register long   hms, day;
1010
1011         day = tim / SECDAY;
1012         hms = tim % SECDAY;
1013
1014         /* Hours, minutes, seconds are easy */
1015         tm->tm_hour = hms / 3600;
1016         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
1017         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
1018
1019         /* Number of years in days */
1020         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
1021                 day -= days_in_year(i);
1022         tm->tm_year = i;
1023
1024         /* Number of months in days left */
1025         if (leapyear(tm->tm_year))
1026                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
1027         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
1028                 day -= days_in_month(i);
1029         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
1030         tm->tm_mon = i;
1031
1032         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
1033         tm->tm_mday = day + 1;
1034
1035         /*
1036          * No-one uses the day of the week.
1037          */
1038         tm->tm_wday = -1;
1039 }
1040 EXPORT_SYMBOL(to_tm);
1041
1042 /*
1043  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
1044  * result.
1045  */
1046 void div128_by_32(u64 dividend_high, u64 dividend_low,
1047                   unsigned divisor, struct div_result *dr)
1048 {
1049         unsigned long a, b, c, d;
1050         unsigned long w, x, y, z;
1051         u64 ra, rb, rc;
1052
1053         a = dividend_high >> 32;
1054         b = dividend_high & 0xffffffff;
1055         c = dividend_low >> 32;
1056         d = dividend_low & 0xffffffff;
1057
1058         w = a / divisor;
1059         ra = ((u64)(a - (w * divisor)) << 32) + b;
1060
1061         rb = ((u64) do_div(ra, divisor) << 32) + c;
1062         x = ra;
1063
1064         rc = ((u64) do_div(rb, divisor) << 32) + d;
1065         y = rb;
1066
1067         do_div(rc, divisor);
1068         z = rc;
1069
1070         dr->result_high = ((u64)w << 32) + x;
1071         dr->result_low  = ((u64)y << 32) + z;
1072
1073 }
1074
1075 /* We don't need to calibrate delay, we use the CPU timebase for that */
1076 void calibrate_delay(void)
1077 {
1078         /* Some generic code (such as spinlock debug) use loops_per_jiffy
1079          * as the number of __delay(1) in a jiffy, so make it so
1080          */
1081         loops_per_jiffy = tb_ticks_per_jiffy;
1082 }
1083
1084 static int __init rtc_init(void)
1085 {
1086         struct platform_device *pdev;
1087
1088         if (!ppc_md.get_rtc_time)
1089                 return -ENODEV;
1090
1091         pdev = platform_device_register_simple("rtc-generic", -1, NULL, 0);
1092
1093         return PTR_ERR_OR_ZERO(pdev);
1094 }
1095
1096 device_initcall(rtc_init);