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