Merge refs/heads/devtree from rsync://oak/kernels/iseries/work/.git
[linux-2.6.git] / 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/io.h>
55 #include <asm/processor.h>
56 #include <asm/nvram.h>
57 #include <asm/cache.h>
58 #include <asm/machdep.h>
59 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
60 #include <asm/iSeries/ItLpQueue.h>
61 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
62 #endif
63 #include <asm/uaccess.h>
64 #include <asm/time.h>
65 #include <asm/ppcdebug.h>
66 #include <asm/prom.h>
67 #include <asm/sections.h>
68 #include <asm/systemcfg.h>
69 #include <asm/firmware.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 EXPORT_SYMBOL_GPL(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 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 unsigned long ppc_proc_freq;
111 unsigned long ppc_tb_freq;
112
113 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
114 {
115         /*
116          * update the rtc when needed, this should be performed on the
117          * right fraction of a second. Half or full second ?
118          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
119          * Note that this update is basically only used through 
120          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
121          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
122          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
123          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we 
124          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
125          * resolution timers and decoupling time management from timer
126          * interrupts. This is also wrong on the clocks
127          * which require being written at the half second boundary.
128          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
129          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
130          */
131         if (ntp_synced() &&
132              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
133              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
134              jiffies - wall_jiffies == 1) {
135             struct rtc_time tm;
136             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
137             tm.tm_year -= 1900;
138             tm.tm_mon -= 1;
139             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
140                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
141             else
142                 /* Try again one minute later */
143                 last_rtc_update += 60;
144         }
145 }
146
147 /*
148  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
149  */
150 static inline void __do_gettimeofday(struct timeval *tv, unsigned long tb_val)
151 {
152         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
153         unsigned long xsec, tb_xsec;
154         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
155         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
156
157         /*
158          * These calculations are faster (gets rid of divides)
159          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
160          * The conversion to microseconds at the end is done
161          * without a divide (and in fact, without a multiply)
162          */
163         temp_varp = do_gtod.varp;
164         tb_ticks = tb_val - temp_varp->tb_orig_stamp;
165         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
166         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
167         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
168         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
169         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
170         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
171         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
172
173         tv->tv_sec = sec;
174         tv->tv_usec = usec;
175 }
176
177 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
178 {
179         __do_gettimeofday(tv, get_tb());
180 }
181
182 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
183
184 /* Synchronize xtime with do_gettimeofday */ 
185
186 static inline void timer_sync_xtime(unsigned long cur_tb)
187 {
188         struct timeval my_tv;
189
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  * When the timebase - tb_orig_stamp gets too big, we do a manipulation
200  * between tb_orig_stamp and stamp_xsec. The goal here is to keep the
201  * difference tb - tb_orig_stamp small enough to always fit inside a
202  * 32 bits number. This is a requirement of our fast 32 bits userland
203  * implementation in the vdso. If we "miss" a call to this function
204  * (interrupt latency, CPU locked in a spinlock, ...) and we end up
205  * with a too big difference, then the vdso will fallback to calling
206  * the syscall
207  */
208 static __inline__ void timer_recalc_offset(unsigned long cur_tb)
209 {
210         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
211         unsigned temp_idx;
212         unsigned long offset, new_stamp_xsec, new_tb_orig_stamp;
213
214         if (((cur_tb - do_gtod.varp->tb_orig_stamp) & 0x80000000u) == 0)
215                 return;
216
217         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
218         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
219
220         new_tb_orig_stamp = cur_tb;
221         offset = new_tb_orig_stamp - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
222         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + mulhdu(offset, do_gtod.varp->tb_to_xs);
223
224         temp_varp->tb_to_xs = do_gtod.varp->tb_to_xs;
225         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
226         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
227         smp_mb();
228         do_gtod.varp = temp_varp;
229         do_gtod.var_idx = temp_idx;
230
231         ++(systemcfg->tb_update_count);
232         smp_wmb();
233         systemcfg->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
234         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
235         smp_wmb();
236         ++(systemcfg->tb_update_count);
237 }
238
239 #ifdef CONFIG_SMP
240 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
241 {
242         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
243
244         if (in_lock_functions(pc))
245                 return regs->link;
246
247         return pc;
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
250 #endif
251
252 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
253
254 /* 
255  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
256  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
257  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
258  */
259
260 static void iSeries_tb_recal(void)
261 {
262         struct div_result divres;
263         unsigned long titan, tb;
264         tb = get_tb();
265         titan = HvCallXm_loadTod();
266         if ( iSeries_recal_titan ) {
267                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
268                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
269                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
270                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
271                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
272                 char sign = '+';                
273                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
274                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
275
276                 if ( tick_diff < 0 ) {
277                         tick_diff = -tick_diff;
278                         sign = '-';
279                 }
280                 if ( tick_diff ) {
281                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
282                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
283                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
284                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
285                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
286                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
287                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
288                                 tb_to_xs = divres.result_low;
289                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
290                                 systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
291                                 systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
292                         }
293                         else {
294                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
295                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
296                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
297                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
298                         }
299                 }
300         }
301         iSeries_recal_titan = titan;
302         iSeries_recal_tb = tb;
303 }
304 #endif
305
306 /*
307  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
308  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
309  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
310  * decrementer is less than the current value in the hardware
311  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
312  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
313  * call will not be needed)
314  */
315
316 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
317
318 /*
319  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
320  * with interrupts disabled.
321  */
322 void timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
323 {
324         int next_dec;
325         unsigned long cur_tb;
326         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
327         unsigned long cpu = smp_processor_id();
328
329         irq_enter();
330
331         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
332
333         lpaca->lppaca.int_dword.fields.decr_int = 0;
334
335         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
336                 /*
337                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
338                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
339                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
340                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
341                  * is the case.
342                  */
343                 if (!cpu_is_offline(cpu))
344                         update_process_times(user_mode(regs));
345                 /*
346                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
347                  * should have been fixed up by now.
348                  */
349                 if (cpu == boot_cpuid) {
350                         write_seqlock(&xtime_lock);
351                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
352                         timer_recalc_offset(lpaca->next_jiffy_update_tb);
353                         do_timer(regs);
354                         timer_sync_xtime(lpaca->next_jiffy_update_tb);
355                         timer_check_rtc();
356                         write_sequnlock(&xtime_lock);
357                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
358                                 ppc_adjtimex();
359                 }
360                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
361         }
362         
363         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
364         if (next_dec > lpaca->default_decr)
365                 next_dec = lpaca->default_decr;
366         set_dec(next_dec);
367
368 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
369         if (hvlpevent_is_pending())
370                 process_hvlpevents(regs);
371 #endif
372
373         /* collect purr register values often, for accurate calculations */
374         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SPLPAR)) {
375                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
376                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
377         }
378
379         irq_exit();
380 }
381
382 /*
383  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
384  *
385  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
386  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
387  * are 64-bit unsigned numbers.
388  */
389 unsigned long long sched_clock(void)
390 {
391         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
392 }
393
394 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
395 {
396         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
397         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
398         unsigned long flags;
399         unsigned long delta_xsec;
400         long int tb_delta;
401         unsigned long new_xsec;
402
403         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
404                 return -EINVAL;
405
406         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
407         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
408          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
409          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
410          * to the system time, in which case there is no point in writing
411          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
412          * settimeofday to perform this operation.
413          */
414 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
415         if ( first_settimeofday ) {
416                 iSeries_tb_recal();
417                 first_settimeofday = 0;
418         }
419 #endif
420         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
421         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
422
423         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
424
425         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
426         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
427
428         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
429         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
430
431         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the 
432          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
433          */
434         last_rtc_update = new_sec - 658;
435
436         ntp_clear();
437
438         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.varp->tb_orig_stamp),
439                              do_gtod.varp->tb_to_xs );
440
441         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
442         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
443         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
444                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
445                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
446         }
447         else {
448                 /* This is only for the case where the user is setting the time
449                  * way back to a time such that the boot time would have been
450                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
451                  * the time to Jan 5, 1970 */
452                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
453                 do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
454                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec;
455                 systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
456         }
457
458         systemcfg->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
459         systemcfg->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
460
461         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
462         clock_was_set();
463         return 0;
464 }
465
466 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
467
468 #if defined(CONFIG_PPC_PSERIES) || defined(CONFIG_PPC_MAPLE) || defined(CONFIG_PPC_BPA) || defined(CONFIG_PPC_ISERIES)
469 void __init generic_calibrate_decr(void)
470 {
471         struct device_node *cpu;
472         struct div_result divres;
473         unsigned int *fp;
474         int node_found;
475
476         /*
477          * The cpu node should have a timebase-frequency property
478          * to tell us the rate at which the decrementer counts.
479          */
480         cpu = of_find_node_by_type(NULL, "cpu");
481
482         ppc_tb_freq = DEFAULT_TB_FREQ;          /* hardcoded default */
483         node_found = 0;
484         if (cpu != 0) {
485                 fp = (unsigned int *)get_property(cpu, "timebase-frequency",
486                                                   NULL);
487                 if (fp != 0) {
488                         node_found = 1;
489                         ppc_tb_freq = *fp;
490                 }
491         }
492         if (!node_found)
493                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating decrementer frequency "
494                                 "(not found)\n");
495
496         ppc_proc_freq = DEFAULT_PROC_FREQ;
497         node_found = 0;
498         if (cpu != 0) {
499                 fp = (unsigned int *)get_property(cpu, "clock-frequency",
500                                                   NULL);
501                 if (fp != 0) {
502                         node_found = 1;
503                         ppc_proc_freq = *fp;
504                 }
505         }
506         if (!node_found)
507                 printk(KERN_ERR "WARNING: Estimating processor frequency "
508                                 "(not found)\n");
509
510         of_node_put(cpu);
511
512         printk(KERN_INFO "time_init: decrementer frequency = %lu.%.6lu MHz\n",
513                ppc_tb_freq/1000000, ppc_tb_freq%1000000);
514         printk(KERN_INFO "time_init: processor frequency   = %lu.%.6lu MHz\n",
515                ppc_proc_freq/1000000, ppc_proc_freq%1000000);
516
517         tb_ticks_per_jiffy = ppc_tb_freq / HZ;
518         tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_jiffy * HZ;
519         tb_ticks_per_usec = ppc_tb_freq / 1000000;
520         tb_to_us = mulhwu_scale_factor(ppc_tb_freq, 1000000);
521         div128_by_32(1024*1024, 0, tb_ticks_per_sec, &divres);
522         tb_to_xs = divres.result_low;
523
524         setup_default_decr();
525 }
526 #endif
527
528 void __init time_init(void)
529 {
530         /* This function is only called on the boot processor */
531         unsigned long flags;
532         struct rtc_time tm;
533         struct div_result res;
534         unsigned long scale, shift;
535
536         ppc_md.calibrate_decr();
537
538         /*
539          * Compute scale factor for sched_clock.
540          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
541          * which is the timebase frequency.
542          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
543          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
544          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
545          * giving us the scale factor and shift count to use in
546          * sched_clock().
547          */
548         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
549         scale = res.result_low;
550         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
551                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
552                 res.result_high >>= 1;
553         }
554         tb_to_ns_scale = scale;
555         tb_to_ns_shift = shift;
556
557 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
558         if (!piranha_simulator)
559 #endif
560                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
561
562         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
563         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
564                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
565         tb_last_stamp = get_tb();
566         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
567         do_gtod.var_idx = 0;
568         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
569         get_paca()->next_jiffy_update_tb = tb_last_stamp + tb_ticks_per_jiffy;
570         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
571         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
572         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
573         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
574         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
575         systemcfg->tb_update_count = 0;
576         systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
577         systemcfg->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
578         systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
579
580         time_freq = 0;
581
582         xtime.tv_nsec = 0;
583         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
584         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
585                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
586         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
587
588         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
589         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
590 }
591
592 /* 
593  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
594  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized 
595  * with ntpd.
596  *
597  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to 
598  * adjust the frequency.
599  */
600
601 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
602
603 void ppc_adjtimex(void)
604 {
605         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
606         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
607         long delta_freq, ltemp;
608         struct div_result divres; 
609         unsigned long flags;
610         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
611         unsigned temp_idx;
612         long singleshot_ppm = 0;
613
614         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
615            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
616            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
617         if ( time_offset < 0 ) {
618                 ltemp = -time_offset;
619                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
620                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
621                 ltemp = -ltemp;
622         }
623         else {
624                 ltemp = time_offset;
625                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
626                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
627         }
628         
629         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
630         if ( time_adjust ) {
631 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
632                 printk("ppc_adjtimex: ");
633                 if ( adjusting_time == 0 )
634                         printk("starting ");
635                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
636 #endif  
637         
638                 adjusting_time = 1;
639                 
640                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
641                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;  
642                 /*
643                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
644                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
645                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
646                  */
647                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
648                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */ 
649                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
650                 if ( time_adjust < 0 )
651                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
652         }
653         else {
654 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
655                 if ( adjusting_time )
656                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
657 #endif
658                 adjusting_time = 0;
659         }
660         
661         /* Add up all of the frequency adjustments */
662         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
663         
664         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
665         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
666         if ( delta_freq < 0 ) {
667                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
668                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
669         }
670         else {
671                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
672                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
673         }
674         
675 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
676         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
677         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
678 #endif
679                                 
680         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of 
681            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This 
682            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
683            which guarantees that the current time remains the same */ 
684         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
685         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
686         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
687         new_tb_to_xs = divres.result_low;
688         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
689
690         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
691         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
692
693         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
694            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
695            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
696
697         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
698         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
699
700         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
701         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
702         temp_varp->tb_orig_stamp = do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
703         smp_mb();
704         do_gtod.varp = temp_varp;
705         do_gtod.var_idx = temp_idx;
706
707         /*
708          * tb_update_count is used to allow the problem state gettimeofday code
709          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
710          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
711          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
712          * the two values of tb_update_count match and are even then the
713          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
714          * loops back and reads them again until this criteria is met.
715          */
716         ++(systemcfg->tb_update_count);
717         smp_wmb();
718         systemcfg->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
719         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
720         smp_wmb();
721         ++(systemcfg->tb_update_count);
722
723         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
724
725 }
726
727
728 #define TICK_SIZE tick
729 #define FEBRUARY        2
730 #define STARTOFTIME     1970
731 #define SECDAY          86400L
732 #define SECYR           (SECDAY * 365)
733 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
734 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
735 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
736
737 static int month_days[12] = {
738         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
739 };
740
741 /*
742  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
743  */
744 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
745 {
746         int leapsToDate;
747         int lastYear;
748         int day;
749         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
750
751         lastYear=tm->tm_year-1;
752
753         /*
754          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
755          */
756         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
757
758         /*
759          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
760          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
761          *
762          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
763          */
764         if((tm->tm_year%4==0) &&
765            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
766            (tm->tm_mon>2))
767         {
768                 /*
769                  * We are past Feb. 29 in a leap year
770                  */
771                 day=1;
772         }
773         else
774         {
775                 day=0;
776         }
777
778         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
779                    tm->tm_mday;
780
781         tm->tm_wday=day%7;
782 }
783
784 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
785 {
786         register int    i;
787         register long   hms, day;
788
789         day = tim / SECDAY;
790         hms = tim % SECDAY;
791
792         /* Hours, minutes, seconds are easy */
793         tm->tm_hour = hms / 3600;
794         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
795         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
796
797         /* Number of years in days */
798         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
799                 day -= days_in_year(i);
800         tm->tm_year = i;
801
802         /* Number of months in days left */
803         if (leapyear(tm->tm_year))
804                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
805         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
806                 day -= days_in_month(i);
807         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
808         tm->tm_mon = i;
809
810         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
811         tm->tm_mday = day + 1;
812
813         /*
814          * Determine the day of week
815          */
816         GregorianDay(tm);
817 }
818
819 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
820 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
821  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
822  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
823  * is optimistic considering the stability of most processor clock
824  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
825  * is measured but does not harm.
826  */
827 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
828         unsigned mlt=0, tmp, err;
829         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
830          * but safe and compact method to find the multiplier.
831          */
832   
833         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
834                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
835         }
836   
837         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
838          * A side effect of this is that if outscale is too large
839          * the returned value will be zero.
840          * Many corner cases have been checked and seem to work,
841          * some might have been forgotten in the test however.
842          */
843   
844         err = inscale*(mlt+1);
845         if (err <= inscale/2) mlt++;
846         return mlt;
847   }
848
849 /*
850  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
851  * result.
852  */
853
854 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
855                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
856 {
857         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
858
859         a = dividend_high >> 32;
860         b = dividend_high & 0xffffffff;
861         c = dividend_low >> 32;
862         d = dividend_low & 0xffffffff;
863
864         w = a/divisor;
865         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
866
867         x = (ra + b)/divisor;
868         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
869
870         y = (rb + c)/divisor;
871         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
872
873         z = (rc + d)/divisor;
874
875         dr->result_high = (w << 32) + x;
876         dr->result_low  = (y << 32) + z;
877
878 }
879