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