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/ItLpQueue.h>
  60 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
  61 #endif
  62 #include <asm/uaccess.h>
  63 #include <asm/time.h>
  64 #include <asm/ppcdebug.h>
  65 #include <asm/prom.h>
  66 #include <asm/sections.h>
  67
  68 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs *);
  69
  70 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
  71
  72 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
  73
  74 /* keep track of when we need to update the rtc */
  75 time_t last_rtc_update;
  76 extern int piranha_simulator;
  77 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  78 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
  79 unsigned long iSeries_recal_tb = 0;
  80 static unsigned long first_settimeofday = 1;
  81 #endif
  82
  83 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
  84
  85 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
  86 unsigned long tb_ticks_per_usec;
  87 unsigned long tb_ticks_per_sec;
  88 unsigned long next_xtime_sync_tb;
  89 unsigned long xtime_sync_interval;
  90 unsigned long tb_to_xs;
  91 unsigned      tb_to_us;
  92 unsigned long processor_freq;
  93 spinlock_t rtc_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  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 void ppc_adjtimex(void);
 105
 106 static unsigned adjusting_time = 0;
 107
 108 /*
 109  * The profiling function is SMP safe. (nothing can mess
 110  * around with "current", and the profiling counters are
 111  * updated with atomic operations). This is especially
 112  * useful with a profiling multiplier != 1
 113  */
 114 static inline void ppc64_do_profile(struct pt_regs *regs)
 115 {
 116         unsigned long nip;
 117         extern unsigned long prof_cpu_mask;
 118
 119         profile_hook(regs);
 120
 121         if (user_mode(regs))
 122                 return;
 123
 124         if (!prof_buffer)
 125                 return;
 126
 127         nip = instruction_pointer(regs);
 128
 129         /*
 130          * Only measure the CPUs specified by /proc/irq/prof_cpu_mask.
 131          * (default is all CPUs.)
 132          */
 133         if (!((1<<smp_processor_id()) & prof_cpu_mask))
 134                 return;
 135
 136         nip -= (unsigned long)_stext;
 137         nip >>= prof_shift;
 138         /*
 139          * Don't ignore out-of-bounds EIP values silently,
 140          * put them into the last histogram slot, so if
 141          * present, they will show up as a sharp peak.
 142          */
 143         if (nip > prof_len-1)
 144                 nip = prof_len-1;
 145         atomic_inc((atomic_t *)&prof_buffer[nip]);
 146 }
 147
 148 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
 149 {
 150         /*
 151          * update the rtc when needed, this should be performed on the
 152          * right fraction of a second. Half or full second ?
 153          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
 154          * Note that this update is basically only used through
 155          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
 156          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
 157          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
 158          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we
 159          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
 160          * resolution timers and decoupling time management from timer
 161          * interrupts. This is also wrong on the clocks
 162          * which require being written at the half second boundary.
 163          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
 164          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
 165          */
 166         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
 167              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
 168              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
 169              jiffies - wall_jiffies == 1) {
 170             struct rtc_time tm;
 171             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
 172             tm.tm_year -= 1900;
 173             tm.tm_mon -= 1;
 174             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
 175                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
 176             else
 177                 /* Try again one minute later */
 178                 last_rtc_update += 60;
 179         }
 180 }
 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 );
 191                 if ( xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec ) {
 192                         xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
 193                         xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
 194                 }
 195         }
 196 }
 197
 198 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 199
 200 /*
 201  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 202  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 203  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 204  */
 205
 206 static void iSeries_tb_recal(void)
 207 {
 208         struct div_result divres;
 209         unsigned long titan, tb;
 210         tb = get_tb();
 211         titan = HvCallXm_loadTod();
 212         if ( iSeries_recal_titan ) {
 213                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 214                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 215                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 216                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 217                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 218                 char sign = '+';
 219                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 220                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 221
 222                 if ( tick_diff < 0 ) {
 223                         tick_diff = -tick_diff;
 224                         sign = '-';
 225                 }
 226                 if ( tick_diff ) {
 227                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 228                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 229                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 230                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 231                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 232                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 233                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 234                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 235                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 236                         }
 237                         else {
 238                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 239                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 240                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 241                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 242                         }
 243                 }
 244         }
 245         iSeries_recal_titan = titan;
 246         iSeries_recal_tb = tb;
 247 }
 248 #endif
 249
 250 /*
 251  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 252  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 253  * in the ItLpPaca and call the hypervisor if the virtual
 254  * decrementer is less than the current value in the hardware
 255  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 256  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 257  * call will not be needed)
 258  */
 259
 260 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
 261
 262 /*
 263  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 264  * with interrupts disabled.
 265  */
 266 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 267 {
 268         int next_dec;
 269         unsigned long cur_tb;
 270         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 271         unsigned long cpu = smp_processor_id();
 272
 273         irq_enter();
 274
 275 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 276         ppc64_do_profile(regs);
 277 #endif
 278
 279         lpaca->lppaca.xIntDword.xFields.xDecrInt = 0;
 280
 281         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
 282
 283 #ifdef CONFIG_SMP
 284                 smp_local_timer_interrupt(regs);
 285 #endif
 286                 if (cpu == boot_cpuid) {
 287                         write_seqlock(&xtime_lock);
 288                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
 289                         do_timer(regs);
 290                         timer_sync_xtime( cur_tb );
 291                         timer_check_rtc();
 292                         write_sequnlock(&xtime_lock);
 293                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
 294                                 ppc_adjtimex();
 295                 }
 296                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
 297         }
 298
 299         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
 300         if (next_dec > lpaca->default_decr)
 301                 next_dec = lpaca->default_decr;
 302         set_dec(next_dec);
 303
 304 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 305         {
 306                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpqueue_ptr;
 307                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
 308                         lpevent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
 309         }
 310 #endif
 311
 312         irq_exit();
 313
 314         return 1;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
 319  *
 320  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
 321  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
 322  * are 64-bit unsigned numbers.
 323  */
 324 unsigned long long sched_clock(void)
 325 {
 326         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
 327 }
 328
 329 /*
 330  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
 331  */
 332 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 333 {
 334         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
 335         unsigned long xsec, tb_xsec;
 336         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 337         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
 338
 339         /* These calculations are faster (gets rid of divides)
 340          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
 341          * The conversion to microseconds at the end is done
 342          * without a divide (and in fact, without a multiply) */
 343         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 344         temp_varp = do_gtod.varp;
 345         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
 346         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
 347         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
 348         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
 349         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
 350         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
 351         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
 352
 353         tv->tv_sec = sec;
 354         tv->tv_usec = usec;
 355 }
 356
 357 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 358
 359 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 360 {
 361         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
 362         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
 363         unsigned long flags;
 364         unsigned long delta_xsec;
 365         long int tb_delta;
 366         unsigned long new_xsec;
 367
 368         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 369                 return -EINVAL;
 370
 371         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 372         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
 373          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
 374          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
 375          * to the system time, in which case there is no point in writing
 376          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
 377          * settimeofday to perform this operation.
 378          */
 379 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 380         if ( first_settimeofday ) {
 381                 iSeries_tb_recal();
 382                 first_settimeofday = 0;
 383         }
 384 #endif
 385         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
 386         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
 387
 388         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
 389
 390         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
 391         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
 392
 393         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
 394         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 395
 396         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the
 397          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
 398          */
 399         last_rtc_update = new_sec - 658;
 400
 401         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 402         time_status |= STA_UNSYNC;
 403         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 404         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 405
 406         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.tb_orig_stamp), do_gtod.varp->tb_to_xs );
 407         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
 408         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
 409         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
 410                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 411         }
 412         else {
 413                 /* This is only for the case where the user is setting the time
 414                  * way back to a time such that the boot time would have been
 415                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
 416                  * the time to Jan 5, 1970 */
 417                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
 418                 do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 419         }
 420
 421         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 422         clock_was_set();
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 427
 428 /*
 429  * This function is a copy of the architecture independent function
 430  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 431  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 432  * do_settimeofday get updated too.
 433  */
 434 long ppc64_sys32_stime(int __user * tptr)
 435 {
 436         int value;
 437         struct timespec myTimeval;
 438
 439         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 440                 return -EPERM;
 441
 442         if (get_user(value, tptr))
 443                 return -EFAULT;
 444
 445         myTimeval.tv_sec = value;
 446         myTimeval.tv_nsec = 0;
 447
 448         do_settimeofday(&myTimeval);
 449
 450         return 0;
 451 }
 452
 453 /*
 454  * This function is a copy of the architecture independent function
 455  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 456  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 457  * do_settimeofday get updated too.
 458  */
 459 long ppc64_sys_stime(long __user * tptr)
 460 {
 461         long value;
 462         struct timespec myTimeval;
 463
 464         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 465                 return -EPERM;
 466
 467         if (get_user(value, tptr))
 468                 return -EFAULT;
 469
 470         myTimeval.tv_sec = value;
 471         myTimeval.tv_nsec = 0;
 472
 473         do_settimeofday(&myTimeval);
 474
 475         return 0;
 476 }
 477
 478 void __init time_init(void)
 479 {
 480         /* This function is only called on the boot processor */
 481         unsigned long flags;
 482         struct rtc_time tm;
 483         struct div_result res;
 484         unsigned long scale, shift;
 485
 486         ppc_md.calibrate_decr();
 487
 488         /*
 489          * Compute scale factor for sched_clock.
 490          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
 491          * which is the timebase frequency.
 492          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
 493          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
 494          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
 495          * giving us the scale factor and shift count to use in
 496          * sched_clock().
 497          */
 498         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
 499         scale = res.result_low;
 500         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
 501                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
 502                 res.result_high >>= 1;
 503         }
 504         tb_to_ns_scale = scale;
 505         tb_to_ns_shift = shift;
 506
 507 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 508         if (!piranha_simulator)
 509 #endif
 510                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
 511
 512         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 513         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
 514                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 515         tb_last_stamp = get_tb();
 516         do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 517         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 518         do_gtod.var_idx = 0;
 519         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 520         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 521         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 522         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 523
 524         xtime_sync_interval = tb_ticks_per_sec - (tb_ticks_per_sec/8);
 525         next_xtime_sync_tb = tb_last_stamp + xtime_sync_interval;
 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         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 632         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
 633         new_tb_to_xs = divres.result_low;
 634         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
 635
 636         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
 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         if (do_gtod.var_idx == 0) {
 645                 temp_varp = &do_gtod.vars[1];
 646                 temp_idx  = 1;
 647         }
 648         else {
 649                 temp_varp = &do_gtod.vars[0];
 650                 temp_idx  = 0;
 651         }
 652         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 653         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 654         mb();
 655         do_gtod.varp = temp_varp;
 656         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 657
 658         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
 659
 660 }
 661
 662
 663 #define TICK_SIZE tick
 664 #define FEBRUARY        2
 665 #define STARTOFTIME     1970
 666 #define SECDAY          86400L
 667 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 668 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
 669 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 670 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 671
 672 static int month_days[12] = {
 673         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 674 };
 675
 676 /*
 677  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 678  */
 679 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 680 {
 681         int leapsToDate;
 682         int lastYear;
 683         int day;
 684         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 685
 686         lastYear=tm->tm_year-1;
 687
 688         /*
 689          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 690          */
 691         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
 692
 693         /*
 694          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 695          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 696          *
 697          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
 698          */
 699         if((tm->tm_year%4==0) &&
 700            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
 701            (tm->tm_mon>2))
 702         {
 703                 /*
 704                  * We are past Feb. 29 in a leap year
 705                  */
 706                 day=1;
 707         }
 708         else
 709         {
 710                 day=0;
 711         }
 712
 713         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 714                    tm->tm_mday;
 715
 716         tm->tm_wday=day%7;
 717 }
 718
 719 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 720 {
 721         register int    i;
 722         register long   hms, day;
 723
 724         day = tim / SECDAY;
 725         hms = tim % SECDAY;
 726
 727         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 728         tm->tm_hour = hms / 3600;
 729         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 730         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 731
 732         /* Number of years in days */
 733         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 734                 day -= days_in_year(i);
 735         tm->tm_year = i;
 736
 737         /* Number of months in days left */
 738         if (leapyear(tm->tm_year))
 739                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 740         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 741                 day -= days_in_month(i);
 742         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 743         tm->tm_mon = i;
 744
 745         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 746         tm->tm_mday = day + 1;
 747
 748         /*
 749          * Determine the day of week
 750          */
 751         GregorianDay(tm);
 752 }
 753
 754 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
 755 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
 756  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
 757  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
 758  * is optimistic considering the stability of most processor clock
 759  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
 760  * is measured but does not harm.
 761  */
 762 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
 763         unsigned mlt=0, tmp, err;
 764         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
 765          * but safe and compact method to find the multiplier.
 766          */
 767
 768         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
 769                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
 770         }
 771
 772         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
 773          * A side effect of this is that if outscale is too large
 774          * the returned value will be zero.
 775          * Many corner cases have been checked and seem to work,
 776          * some might have been forgotten in the test however.
 777          */
 778
 779         err = inscale*(mlt+1);
 780         if (err <= inscale/2) mlt++;
 781         return mlt;
 782   }
 783
 784 /*
 785  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 786  * result.
 787  */
 788
 789 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
 790                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
 791 {
 792         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
 793
 794         a = dividend_high >> 32;
 795         b = dividend_high & 0xffffffff;
 796         c = dividend_low >> 32;
 797         d = dividend_low & 0xffffffff;
 798
 799         w = a/divisor;
 800         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
 801
 802         x = (ra + b)/divisor;
 803         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
 804
 805         y = (rb + c)/divisor;
 806         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
 807
 808         z = (rc + d)/divisor;
 809
 810         dr->result_high = (w << 32) + x;
 811         dr->result_low  = (y << 32) + z;
 812
 813 }
 814