Automatic merge of /spare/repo/libata-dev branch ahci-msi
[linux-2.6] / arch / ppc64 / kernel / time.c
1 /*
2  * 
3  * Common time routines among all ppc machines.
4  *
5  * Written by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) to merge
6  * Paul Mackerras' version and mine for PReP and Pmac.
7  * MPC8xx/MBX changes by Dan Malek (dmalek@jlc.net).
8  * Converted for 64-bit by Mike Corrigan (mikejc@us.ibm.com)
9  *
10  * First round of bugfixes by Gabriel Paubert (paubert@iram.es)
11  * to make clock more stable (2.4.0-test5). The only thing
12  * that this code assumes is that the timebases have been synchronized
13  * by firmware on SMP and are never stopped (never do sleep
14  * on SMP then, nap and doze are OK).
15  * 
16  * Speeded up do_gettimeofday by getting rid of references to
17  * xtime (which required locks for consistency). (mikejc@us.ibm.com)
18  *
19  * TODO (not necessarily in this file):
20  * - improve precision and reproducibility of timebase frequency
21  * measurement at boot time. (for iSeries, we calibrate the timebase
22  * against the Titan chip's clock.)
23  * - for astronomical applications: add a new function to get
24  * non ambiguous timestamps even around leap seconds. This needs
25  * a new timestamp format and a good name.
26  *
27  * 1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
28  *             "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
29  *
30  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
31  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
32  *      as published by the Free Software Foundation; either version
33  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
34  */
35
36 #include <linux/config.h>
37 #include <linux/errno.h>
38 #include <linux/module.h>
39 #include <linux/sched.h>
40 #include <linux/kernel.h>
41 #include <linux/param.h>
42 #include <linux/string.h>
43 #include <linux/mm.h>
44 #include <linux/interrupt.h>
45 #include <linux/timex.h>
46 #include <linux/kernel_stat.h>
47 #include <linux/mc146818rtc.h>
48 #include <linux/time.h>
49 #include <linux/init.h>
50 #include <linux/profile.h>
51 #include <linux/cpu.h>
52 #include <linux/security.h>
53
54 #include <asm/segment.h>
55 #include <asm/io.h>
56 #include <asm/processor.h>
57 #include <asm/nvram.h>
58 #include <asm/cache.h>
59 #include <asm/machdep.h>
60 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
61 #include <asm/iSeries/ItLpQueue.h>
62 #include <asm/iSeries/HvCallXm.h>
63 #endif
64 #include <asm/uaccess.h>
65 #include <asm/time.h>
66 #include <asm/ppcdebug.h>
67 #include <asm/prom.h>
68 #include <asm/sections.h>
69 #include <asm/systemcfg.h>
70
71 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
72
73 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
74
75 /* keep track of when we need to update the rtc */
76 time_t last_rtc_update;
77 extern int piranha_simulator;
78 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
79 unsigned long iSeries_recal_titan = 0;
80 unsigned long iSeries_recal_tb = 0; 
81 static unsigned long first_settimeofday = 1;
82 #endif
83
84 #define XSEC_PER_SEC (1024*1024)
85
86 unsigned long tb_ticks_per_jiffy;
87 unsigned long tb_ticks_per_usec = 100; /* sane default */
88 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
95 unsigned long tb_to_ns_scale;
96 unsigned long tb_to_ns_shift;
97
98 struct gettimeofday_struct do_gtod;
99
100 extern unsigned long wall_jiffies;
101 extern unsigned long lpevent_count;
102 extern int smp_tb_synchronized;
103
104 extern struct timezone sys_tz;
105
106 void ppc_adjtimex(void);
107
108 static unsigned adjusting_time = 0;
109
110 static __inline__ void timer_check_rtc(void)
111 {
112         /*
113          * update the rtc when needed, this should be performed on the
114          * right fraction of a second. Half or full second ?
115          * Full second works on mk48t59 clocks, others need testing.
116          * Note that this update is basically only used through 
117          * the adjtimex system calls. Setting the HW clock in
118          * any other way is a /dev/rtc and userland business.
119          * This is still wrong by -0.5/+1.5 jiffies because of the
120          * timer interrupt resolution and possible delay, but here we 
121          * hit a quantization limit which can only be solved by higher
122          * resolution timers and decoupling time management from timer
123          * interrupts. This is also wrong on the clocks
124          * which require being written at the half second boundary.
125          * We should have an rtc call that only sets the minutes and
126          * seconds like on Intel to avoid problems with non UTC clocks.
127          */
128         if ( (time_status & STA_UNSYNC) == 0 &&
129              xtime.tv_sec - last_rtc_update >= 659 &&
130              abs((xtime.tv_nsec/1000) - (1000000-1000000/HZ)) < 500000/HZ &&
131              jiffies - wall_jiffies == 1) {
132             struct rtc_time tm;
133             to_tm(xtime.tv_sec+1, &tm);
134             tm.tm_year -= 1900;
135             tm.tm_mon -= 1;
136             if (ppc_md.set_rtc_time(&tm) == 0)
137                 last_rtc_update = xtime.tv_sec+1;
138             else
139                 /* Try again one minute later */
140                 last_rtc_update += 60;
141         }
142 }
143
144 /*
145  * This version of gettimeofday has microsecond resolution.
146  */
147 static inline void __do_gettimeofday(struct timeval *tv, unsigned long tb_val)
148 {
149         unsigned long sec, usec, tb_ticks;
150         unsigned long xsec, tb_xsec;
151         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
152         unsigned long temp_tb_to_xs, temp_stamp_xsec;
153
154         /*
155          * These calculations are faster (gets rid of divides)
156          * if done in units of 1/2^20 rather than microseconds.
157          * The conversion to microseconds at the end is done
158          * without a divide (and in fact, without a multiply)
159          */
160         temp_varp = do_gtod.varp;
161         tb_ticks = tb_val - temp_varp->tb_orig_stamp;
162         temp_tb_to_xs = temp_varp->tb_to_xs;
163         temp_stamp_xsec = temp_varp->stamp_xsec;
164         tb_xsec = mulhdu( tb_ticks, temp_tb_to_xs );
165         xsec = temp_stamp_xsec + tb_xsec;
166         sec = xsec / XSEC_PER_SEC;
167         xsec -= sec * XSEC_PER_SEC;
168         usec = (xsec * USEC_PER_SEC)/XSEC_PER_SEC;
169
170         tv->tv_sec = sec;
171         tv->tv_usec = usec;
172 }
173
174 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
175 {
176         __do_gettimeofday(tv, get_tb());
177 }
178
179 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
180
181 /* Synchronize xtime with do_gettimeofday */ 
182
183 static inline void timer_sync_xtime(unsigned long cur_tb)
184 {
185         struct timeval my_tv;
186
187         __do_gettimeofday(&my_tv, cur_tb);
188
189         if (xtime.tv_sec <= my_tv.tv_sec) {
190                 xtime.tv_sec = my_tv.tv_sec;
191                 xtime.tv_nsec = my_tv.tv_usec * 1000;
192         }
193 }
194
195 /*
196  * When the timebase - tb_orig_stamp gets too big, we do a manipulation
197  * between tb_orig_stamp and stamp_xsec. The goal here is to keep the
198  * difference tb - tb_orig_stamp small enough to always fit inside a
199  * 32 bits number. This is a requirement of our fast 32 bits userland
200  * implementation in the vdso. If we "miss" a call to this function
201  * (interrupt latency, CPU locked in a spinlock, ...) and we end up
202  * with a too big difference, then the vdso will fallback to calling
203  * the syscall
204  */
205 static __inline__ void timer_recalc_offset(unsigned long cur_tb)
206 {
207         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
208         unsigned temp_idx;
209         unsigned long offset, new_stamp_xsec, new_tb_orig_stamp;
210
211         if (((cur_tb - do_gtod.varp->tb_orig_stamp) & 0x80000000u) == 0)
212                 return;
213
214         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
215         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
216
217         new_tb_orig_stamp = cur_tb;
218         offset = new_tb_orig_stamp - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
219         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + mulhdu(offset, do_gtod.varp->tb_to_xs);
220
221         temp_varp->tb_to_xs = do_gtod.varp->tb_to_xs;
222         temp_varp->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
223         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
224         smp_mb();
225         do_gtod.varp = temp_varp;
226         do_gtod.var_idx = temp_idx;
227
228         ++(systemcfg->tb_update_count);
229         smp_wmb();
230         systemcfg->tb_orig_stamp = new_tb_orig_stamp;
231         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
232         smp_wmb();
233         ++(systemcfg->tb_update_count);
234 }
235
236 #ifdef CONFIG_SMP
237 unsigned long profile_pc(struct pt_regs *regs)
238 {
239         unsigned long pc = instruction_pointer(regs);
240
241         if (in_lock_functions(pc))
242                 return regs->link;
243
244         return pc;
245 }
246 EXPORT_SYMBOL(profile_pc);
247 #endif
248
249 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
250
251 /* 
252  * This function recalibrates the timebase based on the 49-bit time-of-day
253  * value in the Titan chip.  The Titan is much more accurate than the value
254  * returned by the service processor for the timebase frequency.  
255  */
256
257 static void iSeries_tb_recal(void)
258 {
259         struct div_result divres;
260         unsigned long titan, tb;
261         tb = get_tb();
262         titan = HvCallXm_loadTod();
263         if ( iSeries_recal_titan ) {
264                 unsigned long tb_ticks = tb - iSeries_recal_tb;
265                 unsigned long titan_usec = (titan - iSeries_recal_titan) >> 12;
266                 unsigned long new_tb_ticks_per_sec   = (tb_ticks * USEC_PER_SEC)/titan_usec;
267                 unsigned long new_tb_ticks_per_jiffy = (new_tb_ticks_per_sec+(HZ/2))/HZ;
268                 long tick_diff = new_tb_ticks_per_jiffy - tb_ticks_per_jiffy;
269                 char sign = '+';                
270                 /* make sure tb_ticks_per_sec and tb_ticks_per_jiffy are consistent */
271                 new_tb_ticks_per_sec = new_tb_ticks_per_jiffy * HZ;
272
273                 if ( tick_diff < 0 ) {
274                         tick_diff = -tick_diff;
275                         sign = '-';
276                 }
277                 if ( tick_diff ) {
278                         if ( tick_diff < tb_ticks_per_jiffy/25 ) {
279                                 printk( "Titan recalibrate: new tb_ticks_per_jiffy = %lu (%c%ld)\n",
280                                                 new_tb_ticks_per_jiffy, sign, tick_diff );
281                                 tb_ticks_per_jiffy = new_tb_ticks_per_jiffy;
282                                 tb_ticks_per_sec   = new_tb_ticks_per_sec;
283                                 div128_by_32( XSEC_PER_SEC, 0, tb_ticks_per_sec, &divres );
284                                 do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
285                                 tb_to_xs = divres.result_low;
286                                 do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
287                                 systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
288                                 systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
289                         }
290                         else {
291                                 printk( "Titan recalibrate: FAILED (difference > 4 percent)\n"
292                                         "                   new tb_ticks_per_jiffy = %lu\n"
293                                         "                   old tb_ticks_per_jiffy = %lu\n",
294                                         new_tb_ticks_per_jiffy, tb_ticks_per_jiffy );
295                         }
296                 }
297         }
298         iSeries_recal_titan = titan;
299         iSeries_recal_tb = tb;
300 }
301 #endif
302
303 /*
304  * For iSeries shared processors, we have to let the hypervisor
305  * set the hardware decrementer.  We set a virtual decrementer
306  * in the lppaca and call the hypervisor if the virtual
307  * decrementer is less than the current value in the hardware
308  * decrementer. (almost always the new decrementer value will
309  * be greater than the current hardware decementer so the hypervisor
310  * call will not be needed)
311  */
312
313 unsigned long tb_last_stamp __cacheline_aligned_in_smp;
314
315 /*
316  * timer_interrupt - gets called when the decrementer overflows,
317  * with interrupts disabled.
318  */
319 int timer_interrupt(struct pt_regs * regs)
320 {
321         int next_dec;
322         unsigned long cur_tb;
323         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
324         unsigned long cpu = smp_processor_id();
325
326         irq_enter();
327
328         profile_tick(CPU_PROFILING, regs);
329
330         lpaca->lppaca.int_dword.fields.decr_int = 0;
331
332         while (lpaca->next_jiffy_update_tb <= (cur_tb = get_tb())) {
333                 /*
334                  * We cannot disable the decrementer, so in the period
335                  * between this cpu's being marked offline in cpu_online_map
336                  * and calling stop-self, it is taking timer interrupts.
337                  * Avoid calling into the scheduler rebalancing code if this
338                  * is the case.
339                  */
340                 if (!cpu_is_offline(cpu))
341                         update_process_times(user_mode(regs));
342                 /*
343                  * No need to check whether cpu is offline here; boot_cpuid
344                  * should have been fixed up by now.
345                  */
346                 if (cpu == boot_cpuid) {
347                         write_seqlock(&xtime_lock);
348                         tb_last_stamp = lpaca->next_jiffy_update_tb;
349                         timer_recalc_offset(lpaca->next_jiffy_update_tb);
350                         do_timer(regs);
351                         timer_sync_xtime(lpaca->next_jiffy_update_tb);
352                         timer_check_rtc();
353                         write_sequnlock(&xtime_lock);
354                         if ( adjusting_time && (time_adjust == 0) )
355                                 ppc_adjtimex();
356                 }
357                 lpaca->next_jiffy_update_tb += tb_ticks_per_jiffy;
358         }
359         
360         next_dec = lpaca->next_jiffy_update_tb - cur_tb;
361         if (next_dec > lpaca->default_decr)
362                 next_dec = lpaca->default_decr;
363         set_dec(next_dec);
364
365 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
366         {
367                 struct ItLpQueue *lpq = lpaca->lpqueue_ptr;
368                 if (lpq && ItLpQueue_isLpIntPending(lpq))
369                         lpevent_count += ItLpQueue_process(lpq, regs);
370         }
371 #endif
372
373 /* collect purr register values often, for accurate calculations */
374 #if defined(CONFIG_PPC_PSERIES)
375         if (cur_cpu_spec->firmware_features & FW_FEATURE_SPLPAR) {
376                 struct cpu_usage *cu = &__get_cpu_var(cpu_usage_array);
377                 cu->current_tb = mfspr(SPRN_PURR);
378         }
379 #endif
380
381         irq_exit();
382
383         return 1;
384 }
385
386 /*
387  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
388  *
389  * Note: mulhdu(a, b) (multiply high double unsigned) returns
390  * the high 64 bits of a * b, i.e. (a * b) >> 64, where a and b
391  * are 64-bit unsigned numbers.
392  */
393 unsigned long long sched_clock(void)
394 {
395         return mulhdu(get_tb(), tb_to_ns_scale) << tb_to_ns_shift;
396 }
397
398 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
399 {
400         time_t wtm_sec, new_sec = tv->tv_sec;
401         long wtm_nsec, new_nsec = tv->tv_nsec;
402         unsigned long flags;
403         unsigned long delta_xsec;
404         long int tb_delta;
405         unsigned long new_xsec;
406
407         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
408                 return -EINVAL;
409
410         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
411         /* Updating the RTC is not the job of this code. If the time is
412          * stepped under NTP, the RTC will be update after STA_UNSYNC
413          * is cleared. Tool like clock/hwclock either copy the RTC
414          * to the system time, in which case there is no point in writing
415          * to the RTC again, or write to the RTC but then they don't call
416          * settimeofday to perform this operation.
417          */
418 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
419         if ( first_settimeofday ) {
420                 iSeries_tb_recal();
421                 first_settimeofday = 0;
422         }
423 #endif
424         tb_delta = tb_ticks_since(tb_last_stamp);
425         tb_delta += (jiffies - wall_jiffies) * tb_ticks_per_jiffy;
426
427         new_nsec -= tb_delta / tb_ticks_per_usec / 1000;
428
429         wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - new_sec);
430         wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - new_nsec);
431
432         set_normalized_timespec(&xtime, new_sec, new_nsec);
433         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
434
435         /* In case of a large backwards jump in time with NTP, we want the 
436          * clock to be updated as soon as the PLL is again in lock.
437          */
438         last_rtc_update = new_sec - 658;
439
440         time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
441         time_status |= STA_UNSYNC;
442         time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
443         time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
444
445         delta_xsec = mulhdu( (tb_last_stamp-do_gtod.varp->tb_orig_stamp),
446                              do_gtod.varp->tb_to_xs );
447
448         new_xsec = (new_nsec * XSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_SEC;
449         new_xsec += new_sec * XSEC_PER_SEC;
450         if ( new_xsec > delta_xsec ) {
451                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
452                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec - delta_xsec;
453         }
454         else {
455                 /* This is only for the case where the user is setting the time
456                  * way back to a time such that the boot time would have been
457                  * before 1970 ... eg. we booted ten days ago, and we are setting
458                  * the time to Jan 5, 1970 */
459                 do_gtod.varp->stamp_xsec = new_xsec;
460                 do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
461                 systemcfg->stamp_xsec = new_xsec;
462                 systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
463         }
464
465         systemcfg->tz_minuteswest = sys_tz.tz_minuteswest;
466         systemcfg->tz_dsttime = sys_tz.tz_dsttime;
467
468         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
469         clock_was_set();
470         return 0;
471 }
472
473 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
474
475 void __init time_init(void)
476 {
477         /* This function is only called on the boot processor */
478         unsigned long flags;
479         struct rtc_time tm;
480         struct div_result res;
481         unsigned long scale, shift;
482
483         ppc_md.calibrate_decr();
484
485         /*
486          * Compute scale factor for sched_clock.
487          * The calibrate_decr() function has set tb_ticks_per_sec,
488          * which is the timebase frequency.
489          * We compute 1e9 * 2^64 / tb_ticks_per_sec and interpret
490          * the 128-bit result as a 64.64 fixed-point number.
491          * We then shift that number right until it is less than 1.0,
492          * giving us the scale factor and shift count to use in
493          * sched_clock().
494          */
495         div128_by_32(1000000000, 0, tb_ticks_per_sec, &res);
496         scale = res.result_low;
497         for (shift = 0; res.result_high != 0; ++shift) {
498                 scale = (scale >> 1) | (res.result_high << 63);
499                 res.result_high >>= 1;
500         }
501         tb_to_ns_scale = scale;
502         tb_to_ns_shift = shift;
503
504 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
505         if (!piranha_simulator)
506 #endif
507                 ppc_md.get_boot_time(&tm);
508
509         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
510         xtime.tv_sec = mktime(tm.tm_year + 1900, tm.tm_mon + 1, tm.tm_mday,
511                               tm.tm_hour, tm.tm_min, tm.tm_sec);
512         tb_last_stamp = get_tb();
513         do_gtod.varp = &do_gtod.vars[0];
514         do_gtod.var_idx = 0;
515         do_gtod.varp->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
516         get_paca()->next_jiffy_update_tb = tb_last_stamp + tb_ticks_per_jiffy;
517         do_gtod.varp->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
518         do_gtod.tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
519         do_gtod.varp->tb_to_xs = tb_to_xs;
520         do_gtod.tb_to_us = tb_to_us;
521         systemcfg->tb_orig_stamp = tb_last_stamp;
522         systemcfg->tb_update_count = 0;
523         systemcfg->tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec;
524         systemcfg->stamp_xsec = xtime.tv_sec * XSEC_PER_SEC;
525         systemcfg->tb_to_xs = tb_to_xs;
526
527         time_freq = 0;
528
529         xtime.tv_nsec = 0;
530         last_rtc_update = xtime.tv_sec;
531         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
532                                 -xtime.tv_sec, -xtime.tv_nsec);
533         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
534
535         /* Not exact, but the timer interrupt takes care of this */
536         set_dec(tb_ticks_per_jiffy);
537 }
538
539 /* 
540  * After adjtimex is called, adjust the conversion of tb ticks
541  * to microseconds to keep do_gettimeofday synchronized 
542  * with ntpd.
543  *
544  * Use the time_adjust, time_freq and time_offset computed by adjtimex to 
545  * adjust the frequency.
546  */
547
548 /* #define DEBUG_PPC_ADJTIMEX 1 */
549
550 void ppc_adjtimex(void)
551 {
552         unsigned long den, new_tb_ticks_per_sec, tb_ticks, old_xsec, new_tb_to_xs, new_xsec, new_stamp_xsec;
553         unsigned long tb_ticks_per_sec_delta;
554         long delta_freq, ltemp;
555         struct div_result divres; 
556         unsigned long flags;
557         struct gettimeofday_vars * temp_varp;
558         unsigned temp_idx;
559         long singleshot_ppm = 0;
560
561         /* Compute parts per million frequency adjustment to accomplish the time adjustment
562            implied by time_offset to be applied over the elapsed time indicated by time_constant.
563            Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq. */
564         if ( time_offset < 0 ) {
565                 ltemp = -time_offset;
566                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
567                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
568                 ltemp = -ltemp;
569         }
570         else {
571                 ltemp = time_offset;
572                 ltemp <<= SHIFT_USEC - SHIFT_UPDATE;
573                 ltemp >>= SHIFT_KG + time_constant;
574         }
575         
576         /* If there is a single shot time adjustment in progress */
577         if ( time_adjust ) {
578 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
579                 printk("ppc_adjtimex: ");
580                 if ( adjusting_time == 0 )
581                         printk("starting ");
582                 printk("single shot time_adjust = %ld\n", time_adjust);
583 #endif  
584         
585                 adjusting_time = 1;
586                 
587                 /* Compute parts per million frequency adjustment to match time_adjust */
588                 singleshot_ppm = tickadj * HZ;  
589                 /*
590                  * The adjustment should be tickadj*HZ to match the code in
591                  * linux/kernel/timer.c, but experiments show that this is too
592                  * large. 3/4 of tickadj*HZ seems about right
593                  */
594                 singleshot_ppm -= singleshot_ppm / 4;
595                 /* Use SHIFT_USEC to get it into the same units as time_freq */ 
596                 singleshot_ppm <<= SHIFT_USEC;
597                 if ( time_adjust < 0 )
598                         singleshot_ppm = -singleshot_ppm;
599         }
600         else {
601 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
602                 if ( adjusting_time )
603                         printk("ppc_adjtimex: ending single shot time_adjust\n");
604 #endif
605                 adjusting_time = 0;
606         }
607         
608         /* Add up all of the frequency adjustments */
609         delta_freq = time_freq + ltemp + singleshot_ppm;
610         
611         /* Compute a new value for tb_ticks_per_sec based on the frequency adjustment */
612         den = 1000000 * (1 << (SHIFT_USEC - 8));
613         if ( delta_freq < 0 ) {
614                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( (-delta_freq) >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
615                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec + tb_ticks_per_sec_delta;
616         }
617         else {
618                 tb_ticks_per_sec_delta = ( tb_ticks_per_sec * ( delta_freq >> (SHIFT_USEC - 8))) / den;
619                 new_tb_ticks_per_sec = tb_ticks_per_sec - tb_ticks_per_sec_delta;
620         }
621         
622 #ifdef DEBUG_PPC_ADJTIMEX
623         printk("ppc_adjtimex: ltemp = %ld, time_freq = %ld, singleshot_ppm = %ld\n", ltemp, time_freq, singleshot_ppm);
624         printk("ppc_adjtimex: tb_ticks_per_sec - base = %ld  new = %ld\n", tb_ticks_per_sec, new_tb_ticks_per_sec);
625 #endif
626                                 
627         /* Compute a new value of tb_to_xs (used to convert tb to microseconds and a new value of 
628            stamp_xsec which is the time (in 1/2^20 second units) corresponding to tb_orig_stamp.  This 
629            new value of stamp_xsec compensates for the change in frequency (implied by the new tb_to_xs)
630            which guarantees that the current time remains the same */ 
631         write_seqlock_irqsave( &xtime_lock, flags );
632         tb_ticks = get_tb() - do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
633         div128_by_32( 1024*1024, 0, new_tb_ticks_per_sec, &divres );
634         new_tb_to_xs = divres.result_low;
635         new_xsec = mulhdu( tb_ticks, new_tb_to_xs );
636
637         old_xsec = mulhdu( tb_ticks, do_gtod.varp->tb_to_xs );
638         new_stamp_xsec = do_gtod.varp->stamp_xsec + old_xsec - new_xsec;
639
640         /* There are two copies of tb_to_xs and stamp_xsec so that no lock is needed to access and use these
641            values in do_gettimeofday.  We alternate the copies and as long as a reasonable time elapses between
642            changes, there will never be inconsistent values.  ntpd has a minimum of one minute between updates */
643
644         temp_idx = (do_gtod.var_idx == 0);
645         temp_varp = &do_gtod.vars[temp_idx];
646
647         temp_varp->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
648         temp_varp->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
649         temp_varp->tb_orig_stamp = do_gtod.varp->tb_orig_stamp;
650         smp_mb();
651         do_gtod.varp = temp_varp;
652         do_gtod.var_idx = temp_idx;
653
654         /*
655          * tb_update_count is used to allow the problem state gettimeofday code
656          * to assure itself that it sees a consistent view of the tb_to_xs and
657          * stamp_xsec variables.  It reads the tb_update_count, then reads
658          * tb_to_xs and stamp_xsec and then reads tb_update_count again.  If
659          * the two values of tb_update_count match and are even then the
660          * tb_to_xs and stamp_xsec values are consistent.  If not, then it
661          * loops back and reads them again until this criteria is met.
662          */
663         ++(systemcfg->tb_update_count);
664         smp_wmb();
665         systemcfg->tb_to_xs = new_tb_to_xs;
666         systemcfg->stamp_xsec = new_stamp_xsec;
667         smp_wmb();
668         ++(systemcfg->tb_update_count);
669
670         write_sequnlock_irqrestore( &xtime_lock, flags );
671
672 }
673
674
675 #define TICK_SIZE tick
676 #define FEBRUARY        2
677 #define STARTOFTIME     1970
678 #define SECDAY          86400L
679 #define SECYR           (SECDAY * 365)
680 #define leapyear(year)          ((year) % 4 == 0)
681 #define days_in_year(a)         (leapyear(a) ? 366 : 365)
682 #define days_in_month(a)        (month_days[(a) - 1])
683
684 static int month_days[12] = {
685         31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31
686 };
687
688 /*
689  * This only works for the Gregorian calendar - i.e. after 1752 (in the UK)
690  */
691 void GregorianDay(struct rtc_time * tm)
692 {
693         int leapsToDate;
694         int lastYear;
695         int day;
696         int MonthOffset[] = { 0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334 };
697
698         lastYear=tm->tm_year-1;
699
700         /*
701          * Number of leap corrections to apply up to end of last year
702          */
703         leapsToDate = lastYear/4 - lastYear/100 + lastYear/400;
704
705         /*
706          * This year is a leap year if it is divisible by 4 except when it is
707          * divisible by 100 unless it is divisible by 400
708          *
709          * e.g. 1904 was a leap year, 1900 was not, 1996 is, and 2000 will be
710          */
711         if((tm->tm_year%4==0) &&
712            ((tm->tm_year%100!=0) || (tm->tm_year%400==0)) &&
713            (tm->tm_mon>2))
714         {
715                 /*
716                  * We are past Feb. 29 in a leap year
717                  */
718                 day=1;
719         }
720         else
721         {
722                 day=0;
723         }
724
725         day += lastYear*365 + leapsToDate + MonthOffset[tm->tm_mon-1] +
726                    tm->tm_mday;
727
728         tm->tm_wday=day%7;
729 }
730
731 void to_tm(int tim, struct rtc_time * tm)
732 {
733         register int    i;
734         register long   hms, day;
735
736         day = tim / SECDAY;
737         hms = tim % SECDAY;
738
739         /* Hours, minutes, seconds are easy */
740         tm->tm_hour = hms / 3600;
741         tm->tm_min = (hms % 3600) / 60;
742         tm->tm_sec = (hms % 3600) % 60;
743
744         /* Number of years in days */
745         for (i = STARTOFTIME; day >= days_in_year(i); i++)
746                 day -= days_in_year(i);
747         tm->tm_year = i;
748
749         /* Number of months in days left */
750         if (leapyear(tm->tm_year))
751                 days_in_month(FEBRUARY) = 29;
752         for (i = 1; day >= days_in_month(i); i++)
753                 day -= days_in_month(i);
754         days_in_month(FEBRUARY) = 28;
755         tm->tm_mon = i;
756
757         /* Days are what is left over (+1) from all that. */
758         tm->tm_mday = day + 1;
759
760         /*
761          * Determine the day of week
762          */
763         GregorianDay(tm);
764 }
765
766 /* Auxiliary function to compute scaling factors */
767 /* Actually the choice of a timebase running at 1/4 the of the bus
768  * frequency giving resolution of a few tens of nanoseconds is quite nice.
769  * It makes this computation very precise (27-28 bits typically) which
770  * is optimistic considering the stability of most processor clock
771  * oscillators and the precision with which the timebase frequency
772  * is measured but does not harm.
773  */
774 unsigned mulhwu_scale_factor(unsigned inscale, unsigned outscale) {
775         unsigned mlt=0, tmp, err;
776         /* No concern for performance, it's done once: use a stupid
777          * but safe and compact method to find the multiplier.
778          */
779   
780         for (tmp = 1U<<31; tmp != 0; tmp >>= 1) {
781                 if (mulhwu(inscale, mlt|tmp) < outscale) mlt|=tmp;
782         }
783   
784         /* We might still be off by 1 for the best approximation.
785          * A side effect of this is that if outscale is too large
786          * the returned value will be zero.
787          * Many corner cases have been checked and seem to work,
788          * some might have been forgotten in the test however.
789          */
790   
791         err = inscale*(mlt+1);
792         if (err <= inscale/2) mlt++;
793         return mlt;
794   }
795
796 /*
797  * Divide a 128-bit dividend by a 32-bit divisor, leaving a 128 bit
798  * result.
799  */
800
801 void div128_by_32( unsigned long dividend_high, unsigned long dividend_low,
802                    unsigned divisor, struct div_result *dr )
803 {
804         unsigned long a,b,c,d, w,x,y,z, ra,rb,rc;
805
806         a = dividend_high >> 32;
807         b = dividend_high & 0xffffffff;
808         c = dividend_low >> 32;
809         d = dividend_low & 0xffffffff;
810
811         w = a/divisor;
812         ra = (a - (w * divisor)) << 32;
813
814         x = (ra + b)/divisor;
815         rb = ((ra + b) - (x * divisor)) << 32;
816
817         y = (rb + c)/divisor;
818         rc = ((rb + b) - (y * divisor)) << 32;
819
820         z = (rc + d)/divisor;
821
822         dr->result_high = (w << 32) + x;
823         dr->result_low  = (y << 32) + z;
824
825 }
826