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
  52 #include <asm/segment.h>
  53 #include <asm/io.h>
  54 #include <asm/processor.h>
  55 #include <asm/nvram.h>
  56 #include <asm/cache.h>
  57 #include <asm/machdep.h>
  58 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  59 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
  60 #endif
  61 #include <asm/uaccess.h>
  62 #include <asm/time.h>
  63 #include <asm/ppcdebug.h>
  64 #include <asm/prom.h>
  65 #include <asm/sections.h>
  66
  67 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs *);
  68
  69 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
  70
  71 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
  72
  73 /* keep track of when we need to update the rtc */
  74 time_t last_rtc_update;
  75 extern int piranha_simulator;
  76 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  77 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
  78 unsigned long iSeries_recal_tb = 0;
  79 static unsigned long first_settimeofday = 1;
  80 #endif
  81
  82 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
  83
  84 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
  85 unsigned long tb_ticks_per_usec;
  86 unsigned long tb_ticks_per_sec;
  87 unsigned long next_xtime_sync_tb;
  88 unsigned long xtime_sync_interval;
  89 unsigned long tb_to_xs;
  90 unsigned      tb_to_us;
  91 unsigned long processor_freq;
  92 spinlock_t rtc_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  93
  94 unsigned long tb_to_ns_scale;
  95 unsigned long tb_to_ns_shift;
  96
  97 struct gettimeofday_struct do_gtod;
  98
  99 extern unsigned long wall_jiffies;
 100 extern unsigned long lpEvent_count;
 101 extern int smp_tb_synchronized;
 102
 103 void ppc_adjtimex(void);
 104
 105 static unsigned adjusting_time = 0;
 106
 107 /*
 108  * The profiling function is SMP safe. (nothing can mess
 109  * around with "current", and the profiling counters are
 110  * updated with atomic operations). This is especially
 111  * useful with a profiling multiplier != 1
 112  */
 113 static inline void ppc64_do_profile(struct pt_regs *regs)
 114 {
 115         unsigned long nip;
 116         extern unsigned long prof_cpu_mask;
 117
 118         profile_hook(regs);
 119
 120         if (user_mode(regs))
 121                 return;
 122
 123         if (!prof_buffer)
 124                 return;
 125
 126         nip = instruction_pointer(regs);
 127
 128         /*
 129          * Only measure the CPUs specified by /proc/irq/prof_cpu_mask.
 130          * (default is all CPUs.)
 131          */
 132         if (!((1<<smp_processor_id()) & prof_cpu_mask))
 133                 return;
 134
 135         nip -= (unsigned long)_stext;
 136         nip >>= prof_shift;
 137         /*
 138          * Don't ignore out-of-bounds EIP values silently,
 139          * put them into the last histogram slot, so if
 140          * present, they will show up as a sharp peak.
 141          */
 142         if (nip > prof_len-1)
 143                 nip = prof_len-1;
 144         atomic_inc((atomic_t *)&prof_buffer[nip]);
 145 }
 146
 147 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
 148 {
 149         /*
 150          * update the rtc when needed, this should be performed on the
 151          * right fraction of a second. Half or full second ?
 152          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
 153          * Note that this update is basically only used through
 154          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
 155          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
 156          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
 157          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we
 158          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
 159          * resolution timers and decoupling time management from timer
 160          * interrupts. This is also wrong on the clocks
 161          * which require being written at the half second boundary.
 162          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
 163          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
 164          */
 165         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
 166              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
 167              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
 168              jiffies - wall_jiffies == 1) {
 169             struct rtc_time tm;
 170             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
 171             tm.tm_year -= 1900;
 172             tm.tm_mon -= 1;
 173             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
 174                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
 175             else
 176                 /* Try again one minute later */
 177                 last_rtc_update += 60;
 178         }
 179 }
 180
 181 /* Synchronize xtime with do_gettimeofday */
 182
 183 static __inline__ void timer_sync_xtime( unsigned long cur_tb )
 184 {
 185         struct timeval my_tv;
 186
 187         if ( cur_tb > next_xtime_sync_tb ) {
 188                 next_xtime_sync_tb = cur_tb + xtime_sync_interval;
 189                 do_gettimeofday( &my_tv );
 190                 if ( xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec ) {
 191                         xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
 192                         xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
 193                 }
 194         }
 195 }
 196
 197 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 198
 199 /*
 200  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 201  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 202  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 203  */
 204
 205 static void iSeries_tb_recal(void)
 206 {
 207         struct div_result divres;
 208         unsigned long titan, tb;
 209         tb = get_tb();
 210         titan = HvCallXm_loadTod();
 211         if ( iSeries_recal_titan ) {
 212                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 213                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 214                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 215                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 216                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 217                 char sign = '+';
 218                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 219                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 220
 221                 if ( tick_diff < 0 ) {
 222                         tick_diff = -tick_diff;
 223                         sign = '-';
 224                 }
 225                 if ( tick_diff ) {
 226                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 227                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 228                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 229                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 230                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 231                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 232                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 233                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 234                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 235                         }
 236                         else {
 237                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 238                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 239                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 240                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 241                         }
 242                 }
 243         }
 244         iSeries_recal_titan = titan;
 245         iSeries_recal_tb = tb;
 246 }
 247 #endif
 248
 249 /*
 250  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 251  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 252  * in the ItLpPaca and call the hypervisor if the virtual
 253  * decrementer is less than the current value in the hardware
 254  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 255  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 256  * call will not be needed)
 257  */
 258
 259 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
 260
 261 /*
 262  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 263  * with interrupts disabled.
 264  */
 265 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 266 {
 267         int next_dec;
 268         unsigned long cur_tb;
 269         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 270         unsigned long cpu = smp_processor_id();
 271
 272         irq_enter();
 273
 274 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 275         ppc64_do_profile(regs);
 276 #endif
 277
 278         lpaca->xLpPaca.xIntDword.xFields.xDecrInt = 0;
 279
 280         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
 281
 282 #ifdef CONFIG_SMP
 283                 smp_local_timer_interrupt(regs);
 284 #endif
 285                 if (cpu == boot_cpuid) {
 286                         write_seqlock(&xtime_lock);
 287                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
 288                         do_timer(regs);
 289                         timer_sync_xtime( cur_tb );
 290                         timer_check_rtc();
 291                         write_sequnlock(&xtime_lock);
 292                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
 293                                 ppc_adjtimex();
 294                 }
 295                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
 296         }
 297
 298         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
 299         if (next_dec > lpaca->default_decr)
 300                 next_dec = lpaca->default_decr;
 301         set_dec(next_dec);
 302
 303 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 304         {
 305                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpQueuePtr;
 306                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
 307                         lpEvent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
 308         }
 309 #endif
 310
 311         irq_exit();
 312
 313         return 1;
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 318  *
 319  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 320  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 321  * are 64-bit unsigned numbers.
 322  */
 323 unsigned long long sched_clock(void)
 324 {
 325         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 326 }
 327
 328 /*
 329  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
 330  */
 331 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 332 {
 333         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
 334         unsigned long xsec, tb_xsec;
 335         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 336         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
 337
 338         /* These calculations are faster (gets rid of divides)
 339          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
 340          * The conversion to microseconds at the end is done
 341          * without a divide (and in fact, without a multiply) */
 342         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 343         temp_varp = do_gtod.varp;
 344         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
 345         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
 346         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
 347         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
 348         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
 349         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
 350         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
 351
 352         tv->tv_sec = sec;
 353         tv->tv_usec = usec;
 354 }
 355
 356 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 357
 358 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 359 {
 360         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
 361         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
 362         unsigned long flags;
 363         unsigned long delta_xsec;
 364         long int tb_delta;
 365         unsigned long new_xsec;
 366
 367         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 368                 return -EINVAL;
 369
 370         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 371         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
 372          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
 373          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
 374          * to the system time, in which case there is no point in writing
 375          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
 376          * settimeofday to perform this operation.
 377          */
 378 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 379         if ( first_settimeofday ) {
 380                 iSeries_tb_recal();
 381                 first_settimeofday = 0;
 382         }
 383 #endif
 384         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
 385         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
 386
 387         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
 388
 389         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
 390         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
 391
 392         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
 393         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 394
 395         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the
 396          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
 397          */
 398         last_rtc_update = new_sec - 658;
 399
 400         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 401         time_status |= STA_UNSYNC;
 402         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 403         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 404
 405         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.tb_orig_stamp), do_gtod.varp->tb_to_xs );
 406         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
 407         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
 408         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
 409                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 410         }
 411         else {
 412                 /* This is only for the case where the user is setting the time
 413                  * way back to a time such that the boot time would have been
 414                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
 415                  * the time to Jan 5, 1970 */
 416                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
 417                 do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 418         }
 419
 420         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 421         clock_was_set();
 422         return 0;
 423 }
 424
 425 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 426
 427 /*
 428  * This function is a copy of the architecture independent function
 429  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 430  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 431  * do_settimeofday get updated too.
 432  */
 433 long ppc64_sys32_stime(int __user * tptr)
 434 {
 435         int value;
 436         struct timespec myTimeval;
 437
 438         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 439                 return -EPERM;
 440
 441         if (get_user(value, tptr))
 442                 return -EFAULT;
 443
 444         myTimeval.tv_sec = value;
 445         myTimeval.tv_nsec = 0;
 446
 447         do_settimeofday(&myTimeval);
 448
 449         return 0;
 450 }
 451
 452 /*
 453  * This function is a copy of the architecture independent function
 454  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 455  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 456  * do_settimeofday get updated too.
 457  */
 458 long ppc64_sys_stime(long __user * tptr)
 459 {
 460         long value;
 461         struct timespec myTimeval;
 462
 463         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 464                 return -EPERM;
 465
 466         if (get_user(value, tptr))
 467                 return -EFAULT;
 468
 469         myTimeval.tv_sec = value;
 470         myTimeval.tv_nsec = 0;
 471
 472         do_settimeofday(&myTimeval);
 473
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 void __init time_init(void)
 478 {
 479         /* This function is only called on the boot processor */
 480         unsigned long flags;
 481         struct rtc_time tm;
 482         struct div_result res;
 483         unsigned long scale, shift;
 484
 485         ppc_md.calibrate_decr();
 486
 487         /*
 488          * Compute scale factor for sched_clock.
 489          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 490          * which is the timebase frequency.
 491          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 492          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 493          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 494          * giving us the scale factor and shift count to use in
 495          * sched_clock().
 496          */
 497         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 498         scale = res.result_low;
 499         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 500                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 501                 res.result_high >>= 1;
 502         }
 503         tb_to_ns_scale = scale;
 504         tb_to_ns_shift = shift;
 505
 506 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 507         if (!piranha_simulator)
 508 #endif
 509                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
 510
 511         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 512         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
 513                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 514         tb_last_stamp = get_tb();
 515         do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 516         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 517         do_gtod.var_idx = 0;
 518         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 519         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 520         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 521         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 522
 523         xtime_sync_interval = tb_ticks_per_sec - (tb_ticks_per_sec/8);
 524         next_xtime_sync_tb = tb_last_stamp + xtime_sync_interval;
 525
 526         time_freq = 0;
 527
 528         xtime.tv_nsec = 0;
 529         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
 530         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 531                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 532         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 533
 534         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
 535         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 536 }
 537
 538 /*
 539  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
 540  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized
 541  * with ntpd.
 542  *
 543  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to
 544  * adjust the frequency.
 545  */
 546
 547 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
 548
 549 void ppc_adjtimex(void)
 550 {
 551         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
 552         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
 553         long delta_freq, ltemp;
 554         struct div_result divres;
 555         unsigned long flags;
 556         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 557         unsigned temp_idx;
 558         long singleshot_ppm = 0;
 559
 560         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
 561            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
 562            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
 563         if ( time_offset < 0 ) {
 564                 ltemp = -time_offset;
 565                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 566                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 567                 ltemp = -ltemp;
 568         }
 569         else {
 570                 ltemp = time_offset;
 571                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 572                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 573         }
 574
 575         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
 576         if ( time_adjust ) {
 577 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 578                 printk("ppc_adjtimex: ");
 579                 if ( adjusting_time == 0 )
 580                         printk("starting ");
 581                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
 582 #endif
 583
 584                 adjusting_time = 1;
 585
 586                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
 587                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;
 588                 /*
 589                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
 590                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
 591                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
 592                  */
 593                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
 594                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */
 595                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
 596                 if ( time_adjust < 0 )
 597                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
 598         }
 599         else {
 600 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 601                 if ( adjusting_time )
 602                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
 603 #endif
 604                 adjusting_time = 0;
 605         }
 606
 607         /* Add up all of the frequency adjustments */
 608         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
 609
 610         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
 611         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
 612         if ( delta_freq < 0 ) {
 613                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 614                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
 615         }
 616         else {
 617                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 618                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
 619         }
 620
 621 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 622         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
 623         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
 624 #endif
 625
 626         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of
 627            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This
 628            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
 629            which guarantees that the current time remains the same */
 630         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 631         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
 632         new_tb_to_xs = divres.result_low;
 633         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
 634
 635         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
 636         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
 637         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
 638
 639         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
 640            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
 641            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
 642
 643         if (do_gtod.var_idx == 0) {
 644                 temp_varp = &do_gtod.vars[1];
 645                 temp_idx  = 1;
 646         }
 647         else {
 648                 temp_varp = &do_gtod.vars[0];
 649                 temp_idx  = 0;
 650         }
 651         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 652         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 653         mb();
 654         do_gtod.varp = temp_varp;
 655         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 656
 657         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
 658
 659 }
 660
 661
 662 #define TICK_SIZE tick
 663 #define FEBRUARY        2
 664 #define STARTOFTIME     1970
 665 #define SECDAY          86400L
 666 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 667 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
 668 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 669 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 670
 671 static int month_days[12] = {
 672         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 673 };
 674
 675 /*
 676  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 677  */
 678 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 679 {
 680         int leapsToDate;
 681         int lastYear;
 682         int day;
 683         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 684
 685         lastYear=tm->tm_year-1;
 686
 687         /*
 688          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 689          */
 690         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
 691
 692         /*
 693          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 694          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 695          *
 696          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
 697          */
 698         if((tm->tm_year%4==0) &&
 699            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
 700            (tm->tm_mon>2))
 701         {
 702                 /*
 703                  * We are past Feb. 29 in a leap year
 704                  */
 705                 day=1;
 706         }
 707         else
 708         {
 709                 day=0;
 710         }
 711
 712         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 713                    tm->tm_mday;
 714
 715         tm->tm_wday=day%7;
 716 }
 717
 718 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 719 {
 720         register int    i;
 721         register long   hms, day;
 722
 723         day = tim / SECDAY;
 724         hms = tim % SECDAY;
 725
 726         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 727         tm->tm_hour = hms / 3600;
 728         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 729         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 730
 731         /* Number of years in days */
 732         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 733                 day -= days_in_year(i);
 734         tm->tm_year = i;
 735
 736         /* Number of months in days left */
 737         if (leapyear(tm->tm_year))
 738                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 739         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 740                 day -= days_in_month(i);
 741         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 742         tm->tm_mon = i;
 743
 744         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 745         tm->tm_mday = day + 1;
 746
 747         /*
 748          * Determine the day of week
 749          */
 750         GregorianDay(tm);
 751 }
 752
 753 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
 754 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
 755  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
 756  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
 757  * is optimistic considering the stability of most processor clock
 758  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
 759  * is measured but does not harm.
 760  */
 761 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
 762         unsigned mlt=0, tmp, err;
 763         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
 764          * but safe and compact method to find the multiplier.
 765          */
 766
 767         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
 768                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
 769         }
 770
 771         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
 772          * A side effect of this is that if outscale is too large
 773          * the returned value will be zero.
 774          * Many corner cases have been checked and seem to work,
 775          * some might have been forgotten in the test however.
 776          */
 777
 778         err = inscale*(mlt+1);
 779         if (err <= inscale/2) mlt++;
 780         return mlt;
 781   }
 782
 783 /*
 784  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 785  * result.
 786  */
 787
 788 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
 789                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
 790 {
 791         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
 792
 793         a = dividend_high >> 32;
 794         b = dividend_high & 0xffffffff;
 795         c = dividend_low >> 32;
 796         d = dividend_low & 0xffffffff;
 797
 798         w = a/divisor;
 799         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
 800
 801         x = (ra + b)/divisor;
 802         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
 803
 804         y = (rb + c)/divisor;
 805         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
 806
 807         z = (rc + d)/divisor;
 808
 809         dr->result_high = (w << 32) + x;
 810         dr->result_low  = (y << 32) + z;
 811
 812 }
 813