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/sched.h>
  39 #include <linux/kernel.h>
  40 #include <linux/param.h>
  41 #include <linux/string.h>
  42 #include <linux/mm.h>
  43 #include <linux/interrupt.h>
  44 #include <linux/timex.h>
  45 #include <linux/kernel_stat.h>
  46 #include <linux/mc146818rtc.h>
  47 #include <linux/time.h>
  48 #include <linux/init.h>
  49 #include <linux/profile.h>
  50
  51 #include <asm/segment.h>
  52 #include <asm/io.h>
  53 #include <asm/processor.h>
  54 #include <asm/nvram.h>
  55 #include <asm/cache.h>
  56 #include <asm/machdep.h>
  57 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  58 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
  59 #endif
  60 #include <asm/uaccess.h>
  61
  62 #include <asm/time.h>
  63 #include <asm/ppcdebug.h>
  64 #include <asm/prom.h>
  65
  66 void smp_local_timer_interrupt(struct pt_regs *);
  67
  68 u64 jiffies_64 = INITIAL_JIFFIES;
  69
  70 /* keep track of when we need to update the rtc */
  71 time_t last_rtc_update;
  72 extern int piranha_simulator;
  73 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
  74 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
  75 unsigned long iSeries_recal_tb = 0;
  76 static unsigned long first_settimeofday = 1;
  77 #endif
  78
  79 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
  80
  81 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
  82 unsigned long tb_ticks_per_usec;
  83 unsigned long tb_ticks_per_sec;
  84 unsigned long next_xtime_sync_tb;
  85 unsigned long xtime_sync_interval;
  86 unsigned long tb_to_xs;
  87 unsigned      tb_to_us;
  88 unsigned long processor_freq;
  89 spinlock_t rtc_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  90
  91 struct gettimeofday_struct do_gtod;
  92
  93 extern unsigned long wall_jiffies;
  94 extern unsigned long lpEvent_count;
  95 extern int smp_tb_synchronized;
  96
  97 void ppc_adjtimex(void);
  98
  99 static unsigned adjusting_time = 0;
 100
 101 /*
 102  * The profiling function is SMP safe. (nothing can mess
 103  * around with "current", and the profiling counters are
 104  * updated with atomic operations). This is especially
 105  * useful with a profiling multiplier != 1
 106  */
 107 static inline void ppc64_do_profile(struct pt_regs *regs)
 108 {
 109         unsigned long nip;
 110         extern unsigned long prof_cpu_mask;
 111         extern char _stext;
 112
 113         profile_hook(regs);
 114
 115         if (user_mode(regs))
 116                 return;
 117
 118         if (!prof_buffer)
 119                 return;
 120
 121         nip = instruction_pointer(regs);
 122
 123         /*
 124          * Only measure the CPUs specified by /proc/irq/prof_cpu_mask.
 125          * (default is all CPUs.)
 126          */
 127         if (!((1<<smp_processor_id()) & prof_cpu_mask))
 128                 return;
 129
 130         nip -= (unsigned long) &_stext;
 131         nip >>= prof_shift;
 132         /*
 133          * Don't ignore out-of-bounds EIP values silently,
 134          * put them into the last histogram slot, so if
 135          * present, they will show up as a sharp peak.
 136          */
 137         if (nip > prof_len-1)
 138                 nip = prof_len-1;
 139         atomic_inc((atomic_t *)&prof_buffer[nip]);
 140 }
 141
 142 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
 143 {
 144         /*
 145          * update the rtc when needed, this should be performed on the
 146          * right fraction of a second. Half or full second ?
 147          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
 148          * Note that this update is basically only used through
 149          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
 150          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
 151          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
 152          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we
 153          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
 154          * resolution timers and decoupling time management from timer
 155          * interrupts. This is also wrong on the clocks
 156          * which require being written at the half second boundary.
 157          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
 158          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
 159          */
 160         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
 161              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
 162              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
 163              jiffies - wall_jiffies == 1) {
 164             struct rtc_time tm;
 165             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
 166             tm.tm_year -= 1900;
 167             tm.tm_mon -= 1;
 168             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
 169                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
 170             else
 171                 /* Try again one minute later */
 172                 last_rtc_update += 60;
 173         }
 174 }
 175
 176 /* Synchronize xtime with do_gettimeofday */
 177
 178 static __inline__ void timer_sync_xtime( unsigned long cur_tb )
 179 {
 180         struct timeval my_tv;
 181
 182         if ( cur_tb > next_xtime_sync_tb ) {
 183                 next_xtime_sync_tb = cur_tb + xtime_sync_interval;
 184                 do_gettimeofday( &my_tv );
 185                 if ( xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec ) {
 186                         xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
 187                         xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
 188                 }
 189         }
 190 }
 191
 192 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 193
 194 /*
 195  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
 196  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
 197  * returned by the service processor for the timebase frequency.
 198  */
 199
 200 static void iSeries_tb_recal(void)
 201 {
 202         struct div_result divres;
 203         unsigned long titan, tb;
 204         tb = get_tb();
 205         titan = HvCallXm_loadTod();
 206         if ( iSeries_recal_titan ) {
 207                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
 208                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
 209                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
 210                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
 211                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
 212                 char sign = '+';
 213                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
 214                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
 215
 216                 if ( tick_diff < 0 ) {
 217                         tick_diff = -tick_diff;
 218                         sign = '-';
 219                 }
 220                 if ( tick_diff ) {
 221                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
 222                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
 223                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
 224                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
 225                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
 226                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
 227                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 228                                 tb_to_xs = divres.result_low;
 229                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 230                         }
 231                         else {
 232                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
 233                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
 234                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
 235                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
 236                         }
 237                 }
 238         }
 239         iSeries_recal_titan = titan;
 240         iSeries_recal_tb = tb;
 241 }
 242 #endif
 243
 244 /*
 245  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
 246  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
 247  * in the ItLpPaca and call the hypervisor if the virtual
 248  * decrementer is less than the current value in the hardware
 249  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
 250  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
 251  * call will not be needed)
 252  */
 253
 254 unsigned long tb_last_stamp=0;
 255
 256 /*
 257  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
 258  * with interrupts disabled.
 259  */
 260 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
 261 {
 262         int next_dec;
 263         unsigned long cur_tb;
 264         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 265         unsigned long cpu = lpaca->xPacaIndex;
 266
 267         irq_enter();
 268
 269 #ifndef CONFIG_PPC_ISERIES
 270         ppc64_do_profile(regs);
 271 #endif
 272
 273         lpaca->xLpPaca.xIntDword.xFields.xDecrInt = 0;
 274
 275         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
 276
 277 #ifdef CONFIG_SMP
 278                 smp_local_timer_interrupt(regs);
 279 #endif
 280                 if (cpu == boot_cpuid) {
 281                         write_seqlock(&xtime_lock);
 282                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
 283                         do_timer(regs);
 284                         timer_sync_xtime( cur_tb );
 285                         timer_check_rtc();
 286                         write_sequnlock(&xtime_lock);
 287                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
 288                                 ppc_adjtimex();
 289                 }
 290                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
 291         }
 292
 293         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
 294         if (next_dec > lpaca->default_decr)
 295                 next_dec = lpaca->default_decr;
 296         set_dec(next_dec);
 297
 298 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 299         {
 300                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpQueuePtr;
 301                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
 302                         lpEvent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
 303         }
 304 #endif
 305
 306         irq_exit();
 307
 308         return 1;
 309 }
 310
 311
 312 /*
 313  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
 314  */
 315 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 316 {
 317         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
 318         unsigned long xsec, tb_xsec;
 319         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 320         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
 321
 322         /* These calculations are faster (gets rid of divides)
 323          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
 324          * The conversion to microseconds at the end is done
 325          * without a divide (and in fact, without a multiply) */
 326         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 327         temp_varp = do_gtod.varp;
 328         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
 329         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
 330         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
 331         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
 332         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
 333         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
 334         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
 335
 336         tv->tv_sec = sec;
 337         tv->tv_usec = usec;
 338 }
 339
 340 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 341 {
 342         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
 343         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
 344         unsigned long flags;
 345         unsigned long delta_xsec;
 346         long int tb_delta;
 347         unsigned long new_xsec;
 348
 349         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 350                 return -EINVAL;
 351
 352         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 353         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
 354          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
 355          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
 356          * to the system time, in which case there is no point in writing
 357          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
 358          * settimeofday to perform this operation.
 359          */
 360 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 361         if ( first_settimeofday ) {
 362                 iSeries_tb_recal();
 363                 first_settimeofday = 0;
 364         }
 365 #endif
 366         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
 367         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
 368
 369         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
 370
 371         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
 372         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
 373
 374         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
 375         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 376
 377         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the
 378          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
 379          */
 380         last_rtc_update = new_sec - 658;
 381
 382         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 383         time_status |= STA_UNSYNC;
 384         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 385         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 386
 387         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.tb_orig_stamp), do_gtod.varp->tb_to_xs );
 388         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
 389         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
 390         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
 391                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
 392         }
 393         else {
 394                 /* This is only for the case where the user is setting the time
 395                  * way back to a time such that the boot time would have been
 396                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
 397                  * the time to Jan 5, 1970 */
 398                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
 399                 do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 400         }
 401
 402         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 403         return 0;
 404 }
 405
 406 /*
 407  * This function is a copy of the architecture independent function
 408  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 409  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 410  * do_settimeofday get updated too.
 411  */
 412 long ppc64_sys32_stime(int* tptr)
 413 {
 414         int value;
 415         struct timespec myTimeval;
 416
 417         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 418                 return -EPERM;
 419
 420         if (get_user(value, tptr))
 421                 return -EFAULT;
 422
 423         myTimeval.tv_sec = value;
 424         myTimeval.tv_nsec = 0;
 425
 426         do_settimeofday(&myTimeval);
 427
 428         return 0;
 429 }
 430
 431 /*
 432  * This function is a copy of the architecture independent function
 433  * but which calls do_settimeofday rather than setting the xtime
 434  * fields itself.  This way, the fields which are used for
 435  * do_settimeofday get updated too.
 436  */
 437 long ppc64_sys_stime(long* tptr)
 438 {
 439         long value;
 440         struct timespec myTimeval;
 441
 442         if (!capable(CAP_SYS_TIME))
 443                 return -EPERM;
 444
 445         if (get_user(value, tptr))
 446                 return -EFAULT;
 447
 448         myTimeval.tv_sec = value;
 449         myTimeval.tv_nsec = 0;
 450
 451         do_settimeofday(&myTimeval);
 452
 453         return 0;
 454 }
 455
 456 void __init time_init(void)
 457 {
 458         /* This function is only called on the boot processor */
 459         unsigned long flags;
 460         struct rtc_time tm;
 461
 462         ppc_md.calibrate_decr();
 463
 464 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 465         if (!piranha_simulator)
 466 #endif
 467                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
 468
 469         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 470         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
 471                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
 472         tb_last_stamp = get_tb();
 473         do_gtod.tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
 474         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
 475         do_gtod.var_idx = 0;
 476         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
 477         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
 478         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
 479         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
 480
 481         xtime_sync_interval = tb_ticks_per_sec - (tb_ticks_per_sec/8);
 482         next_xtime_sync_tb = tb_last_stamp + xtime_sync_interval;
 483
 484         time_freq = 0;
 485
 486         xtime.tv_nsec = 0;
 487         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
 488         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 489                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
 490         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 491
 492         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
 493         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
 494 }
 495
 496 /*
 497  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
 498  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized
 499  * with ntpd.
 500  *
 501  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to
 502  * adjust the frequency.
 503  */
 504
 505 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
 506
 507 void ppc_adjtimex(void)
 508 {
 509         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
 510         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
 511         long delta_freq, ltemp;
 512         struct div_result divres;
 513         unsigned long flags;
 514         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
 515         unsigned temp_idx;
 516         long singleshot_ppm = 0;
 517
 518         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
 519            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
 520            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
 521         if ( time_offset < 0 ) {
 522                 ltemp = -time_offset;
 523                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 524                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 525                 ltemp = -ltemp;
 526         }
 527         else {
 528                 ltemp = time_offset;
 529                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
 530                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
 531         }
 532
 533         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
 534         if ( time_adjust ) {
 535 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 536                 printk("ppc_adjtimex: ");
 537                 if ( adjusting_time == 0 )
 538                         printk("starting ");
 539                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
 540 #endif
 541
 542                 adjusting_time = 1;
 543
 544                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
 545                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;
 546                 /*
 547                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
 548                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
 549                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
 550                  */
 551                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
 552                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */
 553                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
 554                 if ( time_adjust < 0 )
 555                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
 556         }
 557         else {
 558 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 559                 if ( adjusting_time )
 560                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
 561 #endif
 562                 adjusting_time = 0;
 563         }
 564
 565         /* Add up all of the frequency adjustments */
 566         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
 567
 568         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
 569         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
 570         if ( delta_freq < 0 ) {
 571                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 572                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
 573         }
 574         else {
 575                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
 576                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
 577         }
 578
 579 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
 580         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
 581         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
 582 #endif
 583
 584         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of
 585            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This
 586            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
 587            which guarantees that the current time remains the same */
 588         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.tb_orig_stamp;
 589         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
 590         new_tb_to_xs = divres.result_low;
 591         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
 592
 593         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
 594         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
 595         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
 596
 597         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
 598            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
 599            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
 600
 601         if (do_gtod.var_idx == 0) {
 602                 temp_varp = &do_gtod.vars[1];
 603                 temp_idx  = 1;
 604         }
 605         else {
 606                 temp_varp = &do_gtod.vars[0];
 607                 temp_idx  = 0;
 608         }
 609         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
 610         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
 611         mb();
 612         do_gtod.varp = temp_varp;
 613         do_gtod.var_idx = temp_idx;
 614
 615         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
 616
 617 }
 618
 619
 620 #define TICK_SIZE tick
 621 #define FEBRUARY        2
 622 #define STARTOFTIME     1970
 623 #define SECDAY          86400L
 624 #define SECYR           (SECDAY * 365)
 625 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
 626 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
 627 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
 628
 629 static int month_days[12] = {
 630         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
 631 };
 632
 633 /*
 634  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
 635  */
 636 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
 637 {
 638         int leapsToDate;
 639         int lastYear;
 640         int day;
 641         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
 642
 643         lastYear=tm->tm_year-1;
 644
 645         /*
 646          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
 647          */
 648         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
 649
 650         /*
 651          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
 652          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
 653          *
 654          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
 655          */
 656         if((tm->tm_year%4==0) &&
 657            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
 658            (tm->tm_mon>2))
 659         {
 660                 /*
 661                  * We are past Feb. 29 in a leap year
 662                  */
 663                 day=1;
 664         }
 665         else
 666         {
 667                 day=0;
 668         }
 669
 670         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
 671                    tm->tm_mday;
 672
 673         tm->tm_wday=day%7;
 674 }
 675
 676 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
 677 {
 678         register int    i;
 679         register long   hms, day;
 680
 681         day = tim / SECDAY;
 682         hms = tim % SECDAY;
 683
 684         /* Hours, minutes, seconds are easy */
 685         tm->tm_hour = hms / 3600;
 686         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
 687         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
 688
 689         /* Number of years in days */
 690         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
 691                 day -= days_in_year(i);
 692         tm->tm_year = i;
 693
 694         /* Number of months in days left */
 695         if (leapyear(tm->tm_year))
 696                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
 697         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
 698                 day -= days_in_month(i);
 699         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
 700         tm->tm_mon = i;
 701
 702         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
 703         tm->tm_mday = day + 1;
 704
 705         /*
 706          * Determine the day of week
 707          */
 708         GregorianDay(tm);
 709 }
 710
 711 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
 712 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
 713  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
 714  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
 715  * is optimistic considering the stability of most processor clock
 716  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
 717  * is measured but does not harm.
 718  */
 719 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
 720         unsigned mlt=0, tmp, err;
 721         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
 722          * but safe and compact method to find the multiplier.
 723          */
 724
 725         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
 726                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
 727         }
 728
 729         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
 730          * A side effect of this is that if outscale is too large
 731          * the returned value will be zero.
 732          * Many corner cases have been checked and seem to work,
 733          * some might have been forgotten in the test however.
 734          */
 735
 736         err = inscale*(mlt+1);
 737         if (err <= inscale/2) mlt++;
 738         return mlt;
 739   }
 740
 741 /*
 742  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
 743  * result.
 744  */
 745
 746 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
 747                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
 748 {
 749         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
 750
 751         a = dividend_high >> 32;
 752         b = dividend_high & 0xffffffff;
 753         c = dividend_low >> 32;
 754         d = dividend_low & 0xffffffff;
 755
 756         w = a/divisor;
 757         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
 758
 759         x = (ra + b)/divisor;
 760         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
 761
 762         y = (rb + c)/divisor;
 763         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
 764
 765         z = (rc + d)/divisor;
 766
 767         dr->result_high = (w << 32) + x;
 768         dr->result_low  = (y << 32) + z;
 769
 770 }
 771