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 #include <asm/systemcfg.h>
  70
  71 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
  72
  73 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
  74
  75 /* keep track of when we need to update the rtc */
  76 time_t last_rtc_update;
  77 extern int piranha_simulator;
  78 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  79 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
  80 unsigned long iSeries_recal_tb = 0;
  81 static unsigned long first_settimeofday = 1;
  82 #endif
  83
  84 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
  85
  86 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
  87 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
  88 EXPORT_SYMBOL(tb_ticks_per_usec);
  89 unsigned long tb_ticks_per_sec;
  90 unsigned long tb_to_xs;
  91 unsigned      tb_to_us;
  92 unsigned long processor_freq;
  93 DEFINE_SPINLOCK(rtc_lock);
  94
  95 unsigned long tb_to_ns_scale;
  96 unsigned long tb_to_ns_shift;
  97
  98 struct gettimeofday_struct do_gtod;
  99
 100 extern unsigned long wall_jiffies;
 101 extern unsigned long lpevent_count;
 102 extern int smp_tb_synchronized;
 103
 104 extern struct timezone sys_tz;
 105
 106 void ppc_adjtimex(void);
 107
 108 static unsigned adjusting_time = 0;
 109
 110 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
 111 {
 112         /*
 113          * update the rtc when needed, this should be performed on the
 114          * right fraction of a second. Half or full second ?
 115          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
 116          * Note that this update is basically only used through
 117          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
 118          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
 119          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
 120          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we
 121          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
 122          * resolution timers and decoupling time management from timer
 123          * interrupts. This is also wrong on the clocks
 124          * which require being written at the half second boundary.
 125          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
 126          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
 127          */
 128         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
 129              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
 130              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
 131              jiffies - wall_jiffies == 1) {
 132             struct rtc_time tm;
 133             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
 134             tm.tm_year -= 1900;
 135             tm.tm_mon -= 1;
 136             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
 137                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
 138             else
 139                 /* Try again one minute later */
 140                 last_rtc_update += 60;
 141         }
 142 }
 143
 144 /*
 145  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
 146  */
 147 static inline void __do_gettimeofday(struct timeval *tv, unsigned long tb_val)
 148 {
 149         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
 150         unsigned long xsec, tb_xsec;
 151         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 152         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
 153
 154         /*
 155          * These calculations are faster (gets rid of divides)
 156          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
 157          * The conversion to microseconds at the end is done
 158          * without a divide (and in fact, without a multiply)
 159          */
 160         temp_varp = do_gtod.varp;
 161         tb_ticks = tb_val - temp_varp->tb_orig_stamp;
 162         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
 163         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
 164         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
 165         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
 166         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
 167         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
 168         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
 169
 170         tv->tv_sec = sec;
 171         tv->tv_usec = usec;
 172 }
 173
 174 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 175 {
 176         __do_gettimeofday(tv, get_tb());
 177 }
 178
 179 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 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         __do_gettimeofday(&my_tv, cur_tb);
 188
 189         if (xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec) {
 190                 xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
 191                 xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
 192         }
 193 }
 194
 195 /*
 196  * When the timebase - tb_orig_stamp gets too big, we do a manipulation
 197  * between tb_orig_stamp and stamp_xsec. The goal here is to keep the
 198  * difference tb - tb_orig_stamp small enough to always fit inside a
 199  * 32 bits number. This is a requirement of our fast 32 bits userland
 200  * implementation in the vdso. If we "miss" a call to this function
 201  * (interrupt latency, CPU locked in a spinlock, ...) and we end up
 202  * with a too big difference, then the vdso will fallback to calling
 203  * the syscall
 204  */
 205 static __inline__ void timer_recalc_offset(unsigned long cur_tb)
 206 {
 207         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 208         unsigned temp_idx;
 209         unsigned long offset, new_stamp_xsec, new_tb_orig_stamp;
 210
 211         if (((cur_tb - do_gtod.varp->tb_orig_stamp) & 0x80000000u) == 0)
 212                 return;
 213
 214         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
 215         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
 216
 217         new_tb_orig_stamp = cur_tb;
 218         offset = new_tb_orig_stamp - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
 219         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + mulhdu(offset, do_gtod.varp->tb_to_xs);
 220
 221         temp_varp->tb_to_xs = do_gtod.varp->tb_to_xs;
 222         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
 223         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 224         smp_mb();
 225         do_gtod.varp = temp_varp;
 226         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 227
 228         ++(systemcfg->tb_update_count);
 229         smp_wmb();
 230         systemcfg->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
 231         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 232         smp_wmb();
 233         ++(systemcfg->tb_update_count);
 234 }
 235
 236 #ifdef CONFIG_SMP
 237 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
 238 {
 239         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
 240
 241         if (in_lock_functions(pc))
 242                 return regs->link;
 243
 244         return pc;
 245 }
 246 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
 247 #endif
 248
 249 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 250
 251 /*
 252  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 253  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 254  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 255  */
 256
 257 static void iSeries_tb_recal(void)
 258 {
 259         struct div_result divres;
 260         unsigned long titan, tb;
 261         tb = get_tb();
 262         titan = HvCallXm_loadTod();
 263         if ( iSeries_recal_titan ) {
 264                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 265                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 266                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 267                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 268                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 269                 char sign = '+';
 270                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 271                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 272
 273                 if ( tick_diff < 0 ) {
 274                         tick_diff = -tick_diff;
 275                         sign = '-';
 276                 }
 277                 if ( tick_diff ) {
 278                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 279                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 280                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 281                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 282                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 283                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 284                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 285                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 286                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 287                                 systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 288                                 systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
 289                         }
 290                         else {
 291                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 292                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 293                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 294                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 295                         }
 296                 }
 297         }
 298         iSeries_recal_titan = titan;
 299         iSeries_recal_tb = tb;
 300 }
 301 #endif
 302
 303 /*
 304  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 305  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 306  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
 307  * decrementer is less than the current value in the hardware
 308  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 309  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 310  * call will not be needed)
 311  */
 312
 313 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
 314
 315 /*
 316  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 317  * with interrupts disabled.
 318  */
 319 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 320 {
 321         int next_dec;
 322         unsigned long cur_tb;
 323         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 324         unsigned long cpu = smp_processor_id();
 325
 326         irq_enter();
 327
 328         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
 329
 330         lpaca->lppaca.int_dword.fields.decr_int = 0;
 331
 332         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
 333                 /*
 334                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
 335                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
 336                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
 337                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
 338                  * is the case.
 339                  */
 340                 if (!cpu_is_offline(cpu))
 341                         update_process_times(user_mode(regs));
 342                 /*
 343                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
 344                  * should have been fixed up by now.
 345                  */
 346                 if (cpu == boot_cpuid) {
 347                         write_seqlock(&xtime_lock);
 348                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
 349                         timer_recalc_offset(lpaca->next_jiffy_update_tb);
 350                         do_timer(regs);
 351                         timer_sync_xtime(lpaca->next_jiffy_update_tb);
 352                         timer_check_rtc();
 353                         write_sequnlock(&xtime_lock);
 354                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
 355                                 ppc_adjtimex();
 356                 }
 357                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
 358         }
 359
 360         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
 361         if (next_dec > lpaca->default_decr)
 362                 next_dec = lpaca->default_decr;
 363         set_dec(next_dec);
 364
 365 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 366         {
 367                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpqueue_ptr;
 368                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
 369                         lpevent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
 370         }
 371 #endif
 372
 373 /* collect purr register values often, for accurate calculations */
 374 #if defined(CONFIG_PPC_PSERIES)
 375         if (cur_cpu_spec->firmware_features & FW_FEATURE_SPLPAR) {
 376                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
 377                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
 378         }
 379 #endif
 380
 381         irq_exit();
 382
 383         return 1;
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 388  *
 389  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 390  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 391  * are 64-bit unsigned numbers.
 392  */
 393 unsigned long long sched_clock(void)
 394 {
 395         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 396 }
 397
 398 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 399 {
 400         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
 401         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
 402         unsigned long flags;
 403         unsigned long delta_xsec;
 404         long int tb_delta;
 405         unsigned long new_xsec;
 406
 407         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 408                 return -EINVAL;
 409
 410         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 411         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
 412          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
 413          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
 414          * to the system time, in which case there is no point in writing
 415          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
 416          * settimeofday to perform this operation.
 417          */
 418 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 419         if ( first_settimeofday ) {
 420                 iSeries_tb_recal();
 421                 first_settimeofday = 0;
 422         }
 423 #endif
 424         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
 425         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
 426
 427         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
 428
 429         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
 430         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
 431
 432         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
 433         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 434
 435         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the
 436          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
 437          */
 438         last_rtc_update = new_sec - 658;
 439
 440         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 441         time_status |= STA_UNSYNC;
 442         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 443         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 444
 445         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.varp->tb_orig_stamp),
 446                              do_gtod.varp->tb_to_xs );
 447
 448         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
 449         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
 450         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
 451                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 452                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 453         }
 454         else {
 455                 /* This is only for the case where the user is setting the time
 456                  * way back to a time such that the boot time would have been
 457                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
 458                  * the time to Jan 5, 1970 */
 459                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
 460                 do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 461                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec;
 462                 systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 463         }
 464
 465         systemcfg->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
 466         systemcfg->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
 467
 468         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 469         clock_was_set();
 470         return 0;
 471 }
 472
 473 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 474
 475 void __init time_init(void)
 476 {
 477         /* This function is only called on the boot processor */
 478         unsigned long flags;
 479         struct rtc_time tm;
 480         struct div_result res;
 481         unsigned long scale, shift;
 482
 483         ppc_md.calibrate_decr();
 484
 485         /*
 486          * Compute scale factor for sched_clock.
 487          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 488          * which is the timebase frequency.
 489          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 490          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 491          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 492          * giving us the scale factor and shift count to use in
 493          * sched_clock().
 494          */
 495         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 496         scale = res.result_low;
 497         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 498                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 499                 res.result_high >>= 1;
 500         }
 501         tb_to_ns_scale = scale;
 502         tb_to_ns_shift = shift;
 503
 504 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 505         if (!piranha_simulator)
 506 #endif
 507                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
 508
 509         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 510         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
 511                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 512         tb_last_stamp = get_tb();
 513         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 514         do_gtod.var_idx = 0;
 515         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 516         get_paca()->next_jiffy_update_tb = tb_last_stamp + tb_ticks_per_jiffy;
 517         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 518         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 519         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 520         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 521         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 522         systemcfg->tb_update_count = 0;
 523         systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 524         systemcfg->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 525         systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
 526
 527         time_freq = 0;
 528
 529         xtime.tv_nsec = 0;
 530         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
 531         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 532                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 533         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 534
 535         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
 536         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 537 }
 538
 539 /*
 540  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
 541  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized
 542  * with ntpd.
 543  *
 544  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to
 545  * adjust the frequency.
 546  */
 547
 548 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
 549
 550 void ppc_adjtimex(void)
 551 {
 552         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
 553         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
 554         long delta_freq, ltemp;
 555         struct div_result divres;
 556         unsigned long flags;
 557         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 558         unsigned temp_idx;
 559         long singleshot_ppm = 0;
 560
 561         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
 562            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
 563            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
 564         if ( time_offset < 0 ) {
 565                 ltemp = -time_offset;
 566                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 567                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 568                 ltemp = -ltemp;
 569         }
 570         else {
 571                 ltemp = time_offset;
 572                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 573                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 574         }
 575
 576         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
 577         if ( time_adjust ) {
 578 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 579                 printk("ppc_adjtimex: ");
 580                 if ( adjusting_time == 0 )
 581                         printk("starting ");
 582                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
 583 #endif
 584
 585                 adjusting_time = 1;
 586
 587                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
 588                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;
 589                 /*
 590                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
 591                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
 592                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
 593                  */
 594                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
 595                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */
 596                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
 597                 if ( time_adjust < 0 )
 598                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
 599         }
 600         else {
 601 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 602                 if ( adjusting_time )
 603                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
 604 #endif
 605                 adjusting_time = 0;
 606         }
 607
 608         /* Add up all of the frequency adjustments */
 609         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
 610
 611         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
 612         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
 613         if ( delta_freq < 0 ) {
 614                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 615                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
 616         }
 617         else {
 618                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 619                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
 620         }
 621
 622 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 623         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
 624         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
 625 #endif
 626
 627         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of
 628            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This
 629            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
 630            which guarantees that the current time remains the same */
 631         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
 632         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
 633         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
 634         new_tb_to_xs = divres.result_low;
 635         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
 636
 637         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
 638         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
 639
 640         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
 641            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
 642            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
 643
 644         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
 645         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
 646
 647         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 648         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 649         temp_varp->tb_orig_stamp = do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
 650         smp_mb();
 651         do_gtod.varp = temp_varp;
 652         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 653
 654         /*
 655          * tb_update_count is used to allow the problem state gettimeofday code
 656          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
 657          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
 658          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
 659          * the two values of tb_update_count match and are even then the
 660          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
 661          * loops back and reads them again until this criteria is met.
 662          */
 663         ++(systemcfg->tb_update_count);
 664         smp_wmb();
 665         systemcfg->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 666         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 667         smp_wmb();
 668         ++(systemcfg->tb_update_count);
 669
 670         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
 671
 672 }
 673
 674
 675 #define TICK_SIZE tick
 676 #define FEBRUARY        2
 677 #define STARTOFTIME     1970
 678 #define SECDAY          86400L
 679 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 680 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
 681 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 682 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 683
 684 static int month_days[12] = {
 685         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 686 };
 687
 688 /*
 689  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 690  */
 691 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 692 {
 693         int leapsToDate;
 694         int lastYear;
 695         int day;
 696         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 697
 698         lastYear=tm->tm_year-1;
 699
 700         /*
 701          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 702          */
 703         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
 704
 705         /*
 706          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 707          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 708          *
 709          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
 710          */
 711         if((tm->tm_year%4==0) &&
 712            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
 713            (tm->tm_mon>2))
 714         {
 715                 /*
 716                  * We are past Feb. 29 in a leap year
 717                  */
 718                 day=1;
 719         }
 720         else
 721         {
 722                 day=0;
 723         }
 724
 725         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 726                    tm->tm_mday;
 727
 728         tm->tm_wday=day%7;
 729 }
 730
 731 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 732 {
 733         register int    i;
 734         register long   hms, day;
 735
 736         day = tim / SECDAY;
 737         hms = tim % SECDAY;
 738
 739         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 740         tm->tm_hour = hms / 3600;
 741         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 742         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 743
 744         /* Number of years in days */
 745         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 746                 day -= days_in_year(i);
 747         tm->tm_year = i;
 748
 749         /* Number of months in days left */
 750         if (leapyear(tm->tm_year))
 751                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 752         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 753                 day -= days_in_month(i);
 754         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 755         tm->tm_mon = i;
 756
 757         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 758         tm->tm_mday = day + 1;
 759
 760         /*
 761          * Determine the day of week
 762          */
 763         GregorianDay(tm);
 764 }
 765
 766 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
 767 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
 768  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
 769  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
 770  * is optimistic considering the stability of most processor clock
 771  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
 772  * is measured but does not harm.
 773  */
 774 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
 775         unsigned mlt=0, tmp, err;
 776         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
 777          * but safe and compact method to find the multiplier.
 778          */
 779
 780         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
 781                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
 782         }
 783
 784         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
 785          * A side effect of this is that if outscale is too large
 786          * the returned value will be zero.
 787          * Many corner cases have been checked and seem to work,
 788          * some might have been forgotten in the test however.
 789          */
 790
 791         err = inscale*(mlt+1);
 792         if (err <= inscale/2) mlt++;
 793         return mlt;
 794   }
 795
 796 /*
 797  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 798  * result.
 799  */
 800
 801 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
 802                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
 803 {
 804         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
 805
 806         a = dividend_high >> 32;
 807         b = dividend_high & 0xffffffff;
 808         c = dividend_low >> 32;
 809         d = dividend_low & 0xffffffff;
 810
 811         w = a/divisor;
 812         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
 813
 814         x = (ra + b)/divisor;
 815         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
 816
 817         y = (rb + c)/divisor;
 818         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
 819
 820         z = (rc + d)/divisor;
 821
 822         dr->result_high = (w << 32) + x;
 823         dr->result_low  = (y << 32) + z;
 824
 825 }
 826