arch/ppc64/kernel/time.c

   1 /*
   2  *
   3  * Common time routines among all ppc machines.
   4  *
   5  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
   6  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
   7  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
   8  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
   9  *
  10  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
  11  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
  12  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
  13  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
  14  * on SMP then, nap and doze are OK).
  15  *
  16  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
  17  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
  18  *
  19  * TODO (not necessarily in this file):
  20  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
  21  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
  22  * against the Titan chip's clock.)
  23  * - for astronomical applications: add a new function to get
  24  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
  25  * a new timestamp format and a good name.
  26  *
  27  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  28  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  29  *
  30  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
  31  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
  32  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  33  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  34  */
  35
  36 #include <linux/config.h>
  37 #include <linux/errno.h>
  38 #include <linux/module.h>
  39 #include <linux/sched.h>
  40 #include <linux/kernel.h>
  41 #include <linux/param.h>
  42 #include <linux/string.h>
  43 #include <linux/mm.h>
  44 #include <linux/interrupt.h>
  45 #include <linux/timex.h>
  46 #include <linux/kernel_stat.h>
  47 #include <linux/mc146818rtc.h>
  48 #include <linux/time.h>
  49 #include <linux/init.h>
  50 #include <linux/profile.h>
  51 #include <linux/cpu.h>
  52 #include <linux/security.h>
  53
  54 #include <asm/segment.h>
  55 #include <asm/io.h>
  56 #include <asm/processor.h>
  57 #include <asm/nvram.h>
  58 #include <asm/cache.h>
  59 #include <asm/machdep.h>
  60 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  61 #include <asm/iSeries/ItLpQueue.h>
  62 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
  63 #endif
  64 #include <asm/uaccess.h>
  65 #include <asm/time.h>
  66 #include <asm/ppcdebug.h>
  67 #include <asm/prom.h>
  68 #include <asm/sections.h>
  69
  70 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs *);
  71
  72 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
  73
  74 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
  75
  76 /* keep track of when we need to update the rtc */
  77 time_t last_rtc_update;
  78 extern int piranha_simulator;
  79 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  80 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
  81 unsigned long iSeries_recal_tb = 0;
  82 static unsigned long first_settimeofday = 1;
  83 #endif
  84
  85 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
  86
  87 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
  88 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
  89 unsigned long tb_ticks_per_sec;
  90 unsigned long next_xtime_sync_tb;
  91 unsigned long xtime_sync_interval;
  92 unsigned long tb_to_xs;
  93 unsigned      tb_to_us;
  94 unsigned long processor_freq;
  95 spinlock_t rtc_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  96
  97 unsigned long tb_to_ns_scale;
  98 unsigned long tb_to_ns_shift;
  99
 100 struct gettimeofday_struct do_gtod;
 101
 102 extern unsigned long wall_jiffies;
 103 extern unsigned long lpevent_count;
 104 extern int smp_tb_synchronized;
 105
 106 extern struct timezone sys_tz;
 107
 108 void ppc_adjtimex(void);
 109
 110 static unsigned adjusting_time = 0;
 111
 112 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
 113 {
 114         /*
 115          * update the rtc when needed, this should be performed on the
 116          * right fraction of a second. Half or full second ?
 117          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
 118          * Note that this update is basically only used through
 119          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
 120          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
 121          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
 122          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we
 123          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
 124          * resolution timers and decoupling time management from timer
 125          * interrupts. This is also wrong on the clocks
 126          * which require being written at the half second boundary.
 127          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
 128          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
 129          */
 130         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
 131              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
 132              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
 133              jiffies - wall_jiffies == 1) {
 134             struct rtc_time tm;
 135             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
 136             tm.tm_year -= 1900;
 137             tm.tm_mon -= 1;
 138             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
 139                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
 140             else
 141                 /* Try again one minute later */
 142                 last_rtc_update += 60;
 143         }
 144 }
 145
 146 /* Synchronize xtime with do_gettimeofday */
 147
 148 static __inline__ void timer_sync_xtime( unsigned long cur_tb )
 149 {
 150         struct timeval my_tv;
 151
 152         if ( cur_tb > next_xtime_sync_tb ) {
 153                 next_xtime_sync_tb = cur_tb + xtime_sync_interval;
 154                 do_gettimeofday( &my_tv );
 155                 if ( xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec ) {
 156                         xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
 157                         xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
 158                 }
 159         }
 160 }
 161
 162 #ifdef CONFIG_SMP
 163 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 164 {
 165         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 166
 167         if (in_lock_functions(pc))
 168                 return regs->link;
 169
 170         return pc;
 171 }
 172 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 173 #endif
 174
 175 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 176
 177 /*
 178  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 179  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 180  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 181  */
 182
 183 static void iSeries_tb_recal(void)
 184 {
 185         struct div_result divres;
 186         unsigned long titan, tb;
 187         tb = get_tb();
 188         titan = HvCallXm_loadTod();
 189         if ( iSeries_recal_titan ) {
 190                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 191                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 192                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 193                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 194                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 195                 char sign = '+';
 196                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 197                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 198
 199                 if ( tick_diff < 0 ) {
 200                         tick_diff = -tick_diff;
 201                         sign = '-';
 202                 }
 203                 if ( tick_diff ) {
 204                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 205                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 206                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 207                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 208                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 209                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 210                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 211                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 212                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 213                                 systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 214                                 systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
 215                         }
 216                         else {
 217                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 218                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 219                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 220                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 221                         }
 222                 }
 223         }
 224         iSeries_recal_titan = titan;
 225         iSeries_recal_tb = tb;
 226 }
 227 #endif
 228
 229 /*
 230  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 231  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 232  * in the ItLpPaca and call the hypervisor if the virtual
 233  * decrementer is less than the current value in the hardware
 234  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 235  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 236  * call will not be needed)
 237  */
 238
 239 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
 240
 241 /*
 242  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 243  * with interrupts disabled.
 244  */
 245 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 246 {
 247         int next_dec;
 248         unsigned long cur_tb;
 249         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 250         unsigned long cpu = smp_processor_id();
 251
 252         irq_enter();
 253
 254 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 255         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 256 #endif
 257
 258         lpaca->lppaca.xIntDword.xFields.xDecrInt = 0;
 259
 260         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
 261
 262 #ifdef CONFIG_SMP
 263                 /*
 264                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
 265                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
 266                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
 267                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
 268                  * is the case.
 269                  */
 270                 if (!cpu_is_offline(cpu))
 271                         smp_local_timer_interrupt(regs);
 272 #endif
 273                 /*
 274                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
 275                  * should have been fixed up by now.
 276                  */
 277                 if (cpu == boot_cpuid) {
 278                         write_seqlock(&xtime_lock);
 279                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
 280                         do_timer(regs);
 281 #ifndef CONFIG_SMP
 282                         update_process_times(user_mode(regs));
 283 #endif
 284                         timer_sync_xtime( cur_tb );
 285                         timer_check_rtc();
 286                         write_sequnlock(&xtime_lock);
 287                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
 288                                 ppc_adjtimex();
 289                 }
 290                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
 291         }
 292
 293         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
 294         if (next_dec > lpaca->default_decr)
 295                 next_dec = lpaca->default_decr;
 296         set_dec(next_dec);
 297
 298 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 299         {
 300                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpqueue_ptr;
 301                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
 302                         lpevent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
 303         }
 304 #endif
 305
 306         irq_exit();
 307
 308         return 1;
 309 }
 310
 311 /*
 312  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 313  *
 314  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 315  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 316  * are 64-bit unsigned numbers.
 317  */
 318 unsigned long long sched_clock(void)
 319 {
 320         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 321 }
 322
 323 /*
 324  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
 325  */
 326 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 327 {
 328         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
 329         unsigned long xsec, tb_xsec;
 330         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 331         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
 332
 333         /* These calculations are faster (gets rid of divides)
 334          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
 335          * The conversion to microseconds at the end is done
 336          * without a divide (and in fact, without a multiply) */
 337         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 338         temp_varp = do_gtod.varp;
 339         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
 340         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
 341         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
 342         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
 343         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
 344         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
 345         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
 346
 347         tv->tv_sec = sec;
 348         tv->tv_usec = usec;
 349 }
 350
 351 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 352
 353 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 354 {
 355         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
 356         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
 357         unsigned long flags;
 358         unsigned long delta_xsec;
 359         long int tb_delta;
 360         unsigned long new_xsec;
 361
 362         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 363                 return -EINVAL;
 364
 365         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 366         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
 367          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
 368          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
 369          * to the system time, in which case there is no point in writing
 370          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
 371          * settimeofday to perform this operation.
 372          */
 373 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 374         if ( first_settimeofday ) {
 375                 iSeries_tb_recal();
 376                 first_settimeofday = 0;
 377         }
 378 #endif
 379         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
 380         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
 381
 382         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
 383
 384         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
 385         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
 386
 387         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
 388         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 389
 390         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the
 391          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
 392          */
 393         last_rtc_update = new_sec - 658;
 394
 395         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 396         time_status |= STA_UNSYNC;
 397         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 398         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 399
 400         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.tb_orig_stamp), do_gtod.varp->tb_to_xs );
 401         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
 402         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
 403         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
 404                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 405                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 406         }
 407         else {
 408                 /* This is only for the case where the user is setting the time
 409                  * way back to a time such that the boot time would have been
 410                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
 411                  * the time to Jan 5, 1970 */
 412                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
 413                 do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 414                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec;
 415                 systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 416         }
 417
 418         systemcfg->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 419         systemcfg->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 420
 421         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 422         clock_was_set();
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 427
 428 /*
 429  * This function is a copy of the architecture independent function
 430  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 431  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 432  * do_settimeofday get updated too.
 433  */
 434 long ppc64_sys32_stime(int __user * tptr)
 435 {
 436         int value;
 437         struct timespec myTimeval;
 438         int err;
 439
 440         if (get_user(value, tptr))
 441                 return -EFAULT;
 442
 443         myTimeval.tv_sec = value;
 444         myTimeval.tv_nsec = 0;
 445
 446         err = security_settime(&myTimeval, NULL);
 447         if (err)
 448                 return err;
 449
 450         do_settimeofday(&myTimeval);
 451
 452         return 0;
 453 }
 454
 455 /*
 456  * This function is a copy of the architecture independent function
 457  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 458  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 459  * do_settimeofday get updated too.
 460  */
 461 long ppc64_sys_stime(long __user * tptr)
 462 {
 463         long value;
 464         struct timespec myTimeval;
 465         int err;
 466
 467         if (get_user(value, tptr))
 468                 return -EFAULT;
 469
 470         myTimeval.tv_sec = value;
 471         myTimeval.tv_nsec = 0;
 472
 473         err = security_settime(&myTimeval, NULL);
 474         if (err)
 475                 return err;
 476
 477         do_settimeofday(&myTimeval);
 478
 479         return 0;
 480 }
 481
 482 void __init time_init(void)
 483 {
 484         /* This function is only called on the boot processor */
 485         unsigned long flags;
 486         struct rtc_time tm;
 487         struct div_result res;
 488         unsigned long scale, shift;
 489
 490         ppc_md.calibrate_decr();
 491
 492         /*
 493          * Compute scale factor for sched_clock.
 494          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 495          * which is the timebase frequency.
 496          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 497          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 498          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 499          * giving us the scale factor and shift count to use in
 500          * sched_clock().
 501          */
 502         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 503         scale = res.result_low;
 504         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 505                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 506                 res.result_high >>= 1;
 507         }
 508         tb_to_ns_scale = scale;
 509         tb_to_ns_shift = shift;
 510
 511 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 512         if (!piranha_simulator)
 513 #endif
 514                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
 515
 516         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 517         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
 518                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 519         tb_last_stamp = get_tb();
 520         do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 521         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 522         do_gtod.var_idx = 0;
 523         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 524         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 525         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 526         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 527         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 528         systemcfg->tb_update_count = 0;
 529         systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 530         systemcfg->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 531         systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
 532
 533         xtime_sync_interval = tb_ticks_per_sec - (tb_ticks_per_sec/8);
 534         next_xtime_sync_tb = tb_last_stamp + xtime_sync_interval;
 535
 536         time_freq = 0;
 537
 538         xtime.tv_nsec = 0;
 539         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
 540         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 541                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 542         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 543
 544         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
 545         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 546 }
 547
 548 /*
 549  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
 550  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized
 551  * with ntpd.
 552  *
 553  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to
 554  * adjust the frequency.
 555  */
 556
 557 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
 558
 559 void ppc_adjtimex(void)
 560 {
 561         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
 562         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
 563         long delta_freq, ltemp;
 564         struct div_result divres;
 565         unsigned long flags;
 566         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 567         unsigned temp_idx;
 568         long singleshot_ppm = 0;
 569
 570         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
 571            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
 572            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
 573         if ( time_offset < 0 ) {
 574                 ltemp = -time_offset;
 575                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 576                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 577                 ltemp = -ltemp;
 578         }
 579         else {
 580                 ltemp = time_offset;
 581                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 582                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 583         }
 584
 585         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
 586         if ( time_adjust ) {
 587 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 588                 printk("ppc_adjtimex: ");
 589                 if ( adjusting_time == 0 )
 590                         printk("starting ");
 591                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
 592 #endif
 593
 594                 adjusting_time = 1;
 595
 596                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
 597                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;
 598                 /*
 599                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
 600                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
 601                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
 602                  */
 603                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
 604                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */
 605                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
 606                 if ( time_adjust < 0 )
 607                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
 608         }
 609         else {
 610 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 611                 if ( adjusting_time )
 612                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
 613 #endif
 614                 adjusting_time = 0;
 615         }
 616
 617         /* Add up all of the frequency adjustments */
 618         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
 619
 620         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
 621         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
 622         if ( delta_freq < 0 ) {
 623                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 624                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
 625         }
 626         else {
 627                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 628                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
 629         }
 630
 631 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 632         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
 633         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
 634 #endif
 635
 636         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of
 637            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This
 638            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
 639            which guarantees that the current time remains the same */
 640         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 641         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
 642         new_tb_to_xs = divres.result_low;
 643         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
 644
 645         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
 646         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
 647         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
 648
 649         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
 650            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
 651            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
 652
 653         if (do_gtod.var_idx == 0) {
 654                 temp_varp = &do_gtod.vars[1];
 655                 temp_idx  = 1;
 656         }
 657         else {
 658                 temp_varp = &do_gtod.vars[0];
 659                 temp_idx  = 0;
 660         }
 661         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 662         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 663         mb();
 664         do_gtod.varp = temp_varp;
 665         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 666
 667         /*
 668          * tb_update_count is used to allow the problem state gettimeofday code
 669          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 670          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 671          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 672          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 673          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 674          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 675          */
 676         ++(systemcfg->tb_update_count);
 677         wmb();
 678         systemcfg->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 679         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 680         wmb();
 681         ++(systemcfg->tb_update_count);
 682
 683         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
 684
 685 }
 686
 687
 688 #define TICK_SIZE tick
 689 #define FEBRUARY        2
 690 #define STARTOFTIME     1970
 691 #define SECDAY          86400L
 692 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 693 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
 694 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 695 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 696
 697 static int month_days[12] = {
 698         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 699 };
 700
 701 /*
 702  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 703  */
 704 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 705 {
 706         int leapsToDate;
 707         int lastYear;
 708         int day;
 709         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 710
 711         lastYear=tm->tm_year-1;
 712
 713         /*
 714          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 715          */
 716         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
 717
 718         /*
 719          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 720          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 721          *
 722          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
 723          */
 724         if((tm->tm_year%4==0) &&
 725            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
 726            (tm->tm_mon>2))
 727         {
 728                 /*
 729                  * We are past Feb. 29 in a leap year
 730                  */
 731                 day=1;
 732         }
 733         else
 734         {
 735                 day=0;
 736         }
 737
 738         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 739                    tm->tm_mday;
 740
 741         tm->tm_wday=day%7;
 742 }
 743
 744 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 745 {
 746         register int    i;
 747         register long   hms, day;
 748
 749         day = tim / SECDAY;
 750         hms = tim % SECDAY;
 751
 752         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 753         tm->tm_hour = hms / 3600;
 754         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 755         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 756
 757         /* Number of years in days */
 758         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 759                 day -= days_in_year(i);
 760         tm->tm_year = i;
 761
 762         /* Number of months in days left */
 763         if (leapyear(tm->tm_year))
 764                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 765         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 766                 day -= days_in_month(i);
 767         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 768         tm->tm_mon = i;
 769
 770         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 771         tm->tm_mday = day + 1;
 772
 773         /*
 774          * Determine the day of week
 775          */
 776         GregorianDay(tm);
 777 }
 778
 779 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
 780 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
 781  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
 782  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
 783  * is optimistic considering the stability of most processor clock
 784  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
 785  * is measured but does not harm.
 786  */
 787 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
 788         unsigned mlt=0, tmp, err;
 789         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
 790          * but safe and compact method to find the multiplier.
 791          */
 792
 793         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
 794                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
 795         }
 796
 797         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
 798          * A side effect of this is that if outscale is too large
 799          * the returned value will be zero.
 800          * Many corner cases have been checked and seem to work,
 801          * some might have been forgotten in the test however.
 802          */
 803
 804         err = inscale*(mlt+1);
 805         if (err <= inscale/2) mlt++;
 806         return mlt;
 807   }
 808
 809 /*
 810  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 811  * result.
 812  */
 813
 814 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
 815                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
 816 {
 817         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
 818
 819         a = dividend_high >> 32;
 820         b = dividend_high & 0xffffffff;
 821         c = dividend_low >> 32;
 822         d = dividend_low & 0xffffffff;
 823
 824         w = a/divisor;
 825         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
 826
 827         x = (ra + b)/divisor;
 828         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
 829
 830         y = (rb + c)/divisor;
 831         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
 832
 833         z = (rc + d)/divisor;
 834
 835         dr->result_high = (w << 32) + x;
 836         dr->result_low  = (y << 32) + z;
 837
 838 }
 839