]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - kernel/time/timekeeping.c
time: Fix change_clocksource locking
[~andy/linux] / kernel / time / timekeeping.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/timekeeping.c
3  *
4  *  Kernel timekeeping code and accessor functions
5  *
6  *  This code was moved from linux/kernel/timer.c.
7  *  Please see that file for copyright and history logs.
8  *
9  */
10
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/percpu.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/syscore_ops.h>
18 #include <linux/clocksource.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/time.h>
21 #include <linux/tick.h>
22 #include <linux/stop_machine.h>
23
24 /* Structure holding internal timekeeping values. */
25 struct timekeeper {
26         /* Current clocksource used for timekeeping. */
27         struct clocksource *clock;
28         /* NTP adjusted clock multiplier */
29         u32     mult;
30         /* The shift value of the current clocksource. */
31         int     shift;
32
33         /* Number of clock cycles in one NTP interval. */
34         cycle_t cycle_interval;
35         /* Number of clock shifted nano seconds in one NTP interval. */
36         u64     xtime_interval;
37         /* shifted nano seconds left over when rounding cycle_interval */
38         s64     xtime_remainder;
39         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
40         u32     raw_interval;
41
42         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
43         u64     xtime_nsec;
44         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
45          * shifted nano seconds. */
46         s64     ntp_error;
47         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
48          * ntp shifted nano seconds. */
49         int     ntp_error_shift;
50
51         /* The current time */
52         struct timespec xtime;
53         /*
54          * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
55          * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
56          * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
57          * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
58          * the usual normalization.
59          *
60          * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the
61          * monotonic time not to jump. We need to add total_sleep_time to
62          * wall_to_monotonic to get the real boot based time offset.
63          *
64          * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
65          * used instead.
66          */
67         struct timespec wall_to_monotonic;
68         /* time spent in suspend */
69         struct timespec total_sleep_time;
70         /* The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock. */
71         struct timespec raw_time;
72
73         /* Seqlock for all timekeeper values */
74         seqlock_t lock;
75 };
76
77 static struct timekeeper timekeeper;
78
79 /*
80  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
81  * playing with xtime.
82  */
83 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
84
85
86 /* flag for if timekeeping is suspended */
87 int __read_mostly timekeeping_suspended;
88
89
90
91 /**
92  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
93  *
94  * @clock:              Pointer to clocksource.
95  *
96  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
97  * pair and interval request.
98  *
99  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
100  */
101 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
102 {
103         cycle_t interval;
104         u64 tmp, ntpinterval;
105
106         timekeeper.clock = clock;
107         clock->cycle_last = clock->read(clock);
108
109         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
110         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
111         tmp <<= clock->shift;
112         ntpinterval = tmp;
113         tmp += clock->mult/2;
114         do_div(tmp, clock->mult);
115         if (tmp == 0)
116                 tmp = 1;
117
118         interval = (cycle_t) tmp;
119         timekeeper.cycle_interval = interval;
120
121         /* Go back from cycles -> shifted ns */
122         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
123         timekeeper.xtime_remainder = ntpinterval - timekeeper.xtime_interval;
124         timekeeper.raw_interval =
125                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
126
127         timekeeper.xtime_nsec = 0;
128         timekeeper.shift = clock->shift;
129
130         timekeeper.ntp_error = 0;
131         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
132
133         /*
134          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
135          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
136          * to counteract clock drifting.
137          */
138         timekeeper.mult = clock->mult;
139 }
140
141 /* Timekeeper helper functions. */
142 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
143 {
144         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
145         struct clocksource *clock;
146
147         /* read clocksource: */
148         clock = timekeeper.clock;
149         cycle_now = clock->read(clock);
150
151         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
152         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
153
154         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
155         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
156                                   timekeeper.shift);
157 }
158
159 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
160 {
161         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
162         struct clocksource *clock;
163
164         /* read clocksource: */
165         clock = timekeeper.clock;
166         cycle_now = clock->read(clock);
167
168         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
169         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
170
171         /* return delta convert to nanoseconds. */
172         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
173 }
174
175 /* must hold write on timekeeper.lock */
176 static void timekeeping_update(bool clearntp)
177 {
178         if (clearntp) {
179                 timekeeper.ntp_error = 0;
180                 ntp_clear();
181         }
182         update_vsyscall(&timekeeper.xtime, &timekeeper.wall_to_monotonic,
183                          timekeeper.clock, timekeeper.mult);
184 }
185
186
187 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
188 {
189         unsigned long flags;
190
191         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
192         timekeeper.xtime.tv_sec += leapsecond;
193         timekeeper.wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
194         timekeeping_update(false);
195         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
196
197 }
198
199 /**
200  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
201  *
202  * Forward the current clock to update its state since the last call to
203  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
204  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
205  */
206 static void timekeeping_forward_now(void)
207 {
208         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
209         struct clocksource *clock;
210         s64 nsec;
211
212         clock = timekeeper.clock;
213         cycle_now = clock->read(clock);
214         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
215         clock->cycle_last = cycle_now;
216
217         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
218                                   timekeeper.shift);
219
220         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
221         nsec += arch_gettimeoffset();
222
223         timespec_add_ns(&timekeeper.xtime, nsec);
224
225         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
226         timespec_add_ns(&timekeeper.raw_time, nsec);
227 }
228
229 /**
230  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
231  * @ts:         pointer to the timespec to be set
232  *
233  * Returns the time of day in a timespec.
234  */
235 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
236 {
237         unsigned long seq;
238         s64 nsecs;
239
240         WARN_ON(timekeeping_suspended);
241
242         do {
243                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
244
245                 *ts = timekeeper.xtime;
246                 nsecs = timekeeping_get_ns();
247
248                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
249                 nsecs += arch_gettimeoffset();
250
251         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
252
253         timespec_add_ns(ts, nsecs);
254 }
255
256 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
257
258 ktime_t ktime_get(void)
259 {
260         unsigned int seq;
261         s64 secs, nsecs;
262
263         WARN_ON(timekeeping_suspended);
264
265         do {
266                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
267                 secs = timekeeper.xtime.tv_sec +
268                                 timekeeper.wall_to_monotonic.tv_sec;
269                 nsecs = timekeeper.xtime.tv_nsec +
270                                 timekeeper.wall_to_monotonic.tv_nsec;
271                 nsecs += timekeeping_get_ns();
272                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
273                 nsecs += arch_gettimeoffset();
274
275         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
276         /*
277          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
278          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
279          */
280         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
281 }
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
283
284 /**
285  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
286  * @ts:         pointer to timespec variable
287  *
288  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
289  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
290  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
291  */
292 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
293 {
294         struct timespec tomono;
295         unsigned int seq;
296         s64 nsecs;
297
298         WARN_ON(timekeeping_suspended);
299
300         do {
301                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
302                 *ts = timekeeper.xtime;
303                 tomono = timekeeper.wall_to_monotonic;
304                 nsecs = timekeeping_get_ns();
305                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
306                 nsecs += arch_gettimeoffset();
307
308         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
309
310         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
311                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
312 }
313 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
314
315 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
316
317 /**
318  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
319  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
320  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
321  *
322  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
323  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
324  * format.
325  */
326 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
327 {
328         unsigned long seq;
329         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
330
331         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
332
333         do {
334                 u32 arch_offset;
335
336                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
337
338                 *ts_raw = timekeeper.raw_time;
339                 *ts_real = timekeeper.xtime;
340
341                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw();
342                 nsecs_real = timekeeping_get_ns();
343
344                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
345                 arch_offset = arch_gettimeoffset();
346                 nsecs_raw += arch_offset;
347                 nsecs_real += arch_offset;
348
349         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
350
351         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
352         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
353 }
354 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
355
356 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
357
358 /**
359  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
360  * @tv:         pointer to the timeval to be set
361  *
362  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
363  */
364 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
365 {
366         struct timespec now;
367
368         getnstimeofday(&now);
369         tv->tv_sec = now.tv_sec;
370         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
371 }
372
373 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
374 /**
375  * do_settimeofday - Sets the time of day
376  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
377  *
378  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
379  */
380 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
381 {
382         struct timespec ts_delta;
383         unsigned long flags;
384
385         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
386                 return -EINVAL;
387
388         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
389
390         timekeeping_forward_now();
391
392         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - timekeeper.xtime.tv_sec;
393         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - timekeeper.xtime.tv_nsec;
394         timekeeper.wall_to_monotonic =
395                         timespec_sub(timekeeper.wall_to_monotonic, ts_delta);
396
397         timekeeper.xtime = *tv;
398         timekeeping_update(true);
399
400         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
401
402         /* signal hrtimers about time change */
403         clock_was_set();
404
405         return 0;
406 }
407
408 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
409
410
411 /**
412  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
413  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
414  *
415  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
416  */
417 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
418 {
419         unsigned long flags;
420
421         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
422                 return -EINVAL;
423
424         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
425
426         timekeeping_forward_now();
427
428         timekeeper.xtime = timespec_add(timekeeper.xtime, *ts);
429         timekeeper.wall_to_monotonic =
430                                 timespec_sub(timekeeper.wall_to_monotonic, *ts);
431
432         timekeeping_update(true);
433
434         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
435
436         /* signal hrtimers about time change */
437         clock_was_set();
438
439         return 0;
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
442
443 /**
444  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
445  *
446  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
447  */
448 static int change_clocksource(void *data)
449 {
450         struct clocksource *new, *old;
451         unsigned long flags;
452
453         new = (struct clocksource *) data;
454
455         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
456
457         timekeeping_forward_now();
458         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
459                 old = timekeeper.clock;
460                 timekeeper_setup_internals(new);
461                 if (old->disable)
462                         old->disable(old);
463         }
464         timekeeping_update(true);
465
466         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
467
468         return 0;
469 }
470
471 /**
472  * timekeeping_notify - Install a new clock source
473  * @clock:              pointer to the clock source
474  *
475  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
476  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
477  */
478 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
479 {
480         if (timekeeper.clock == clock)
481                 return;
482         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
483         tick_clock_notify();
484 }
485
486 /**
487  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
488  *
489  * returns the time in ktime_t format
490  */
491 ktime_t ktime_get_real(void)
492 {
493         struct timespec now;
494
495         getnstimeofday(&now);
496
497         return timespec_to_ktime(now);
498 }
499 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
500
501 /**
502  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
503  * @ts:         pointer to the timespec to be set
504  *
505  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
506  */
507 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
508 {
509         unsigned long seq;
510         s64 nsecs;
511
512         do {
513                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
514                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
515                 *ts = timekeeper.raw_time;
516
517         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
518
519         timespec_add_ns(ts, nsecs);
520 }
521 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
522
523
524 /**
525  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
526  */
527 int timekeeping_valid_for_hres(void)
528 {
529         unsigned long seq;
530         int ret;
531
532         do {
533                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
534
535                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
536
537         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
538
539         return ret;
540 }
541
542 /**
543  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
544  */
545 u64 timekeeping_max_deferment(void)
546 {
547         unsigned long seq;
548         u64 ret;
549         do {
550                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
551
552                 ret = timekeeper.clock->max_idle_ns;
553
554         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
555
556         return ret;
557 }
558
559 /**
560  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
561  *
562  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
563  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
564  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
565  *
566  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
567  */
568 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
569 {
570         ts->tv_sec = 0;
571         ts->tv_nsec = 0;
572 }
573
574 /**
575  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
576  *
577  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
578  * Function to read the exact time the system has been started.
579  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
580  *
581  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
582  */
583 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
584 {
585         ts->tv_sec = 0;
586         ts->tv_nsec = 0;
587 }
588
589 /*
590  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
591  */
592 void __init timekeeping_init(void)
593 {
594         struct clocksource *clock;
595         unsigned long flags;
596         struct timespec now, boot;
597
598         read_persistent_clock(&now);
599         read_boot_clock(&boot);
600
601         seqlock_init(&timekeeper.lock);
602
603         ntp_init();
604
605         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
606         clock = clocksource_default_clock();
607         if (clock->enable)
608                 clock->enable(clock);
609         timekeeper_setup_internals(clock);
610
611         timekeeper.xtime.tv_sec = now.tv_sec;
612         timekeeper.xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
613         timekeeper.raw_time.tv_sec = 0;
614         timekeeper.raw_time.tv_nsec = 0;
615         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
616                 boot.tv_sec = timekeeper.xtime.tv_sec;
617                 boot.tv_nsec = timekeeper.xtime.tv_nsec;
618         }
619         set_normalized_timespec(&timekeeper.wall_to_monotonic,
620                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
621         timekeeper.total_sleep_time.tv_sec = 0;
622         timekeeper.total_sleep_time.tv_nsec = 0;
623         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
624 }
625
626 /* time in seconds when suspend began */
627 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
628
629 /**
630  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
631  * @delta: pointer to a timespec delta value
632  *
633  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
634  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
635  */
636 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
637 {
638         if (!timespec_valid(delta)) {
639                 printk(KERN_WARNING "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
640                                         "sleep delta value!\n");
641                 return;
642         }
643
644         timekeeper.xtime = timespec_add(timekeeper.xtime, *delta);
645         timekeeper.wall_to_monotonic =
646                         timespec_sub(timekeeper.wall_to_monotonic, *delta);
647         timekeeper.total_sleep_time = timespec_add(
648                                         timekeeper.total_sleep_time, *delta);
649 }
650
651
652 /**
653  * timekeeping_inject_sleeptime - Adds suspend interval to timeekeeping values
654  * @delta: pointer to a timespec delta value
655  *
656  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock
657  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
658  *
659  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
660  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
661  */
662 void timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
663 {
664         unsigned long flags;
665         struct timespec ts;
666
667         /* Make sure we don't set the clock twice */
668         read_persistent_clock(&ts);
669         if (!(ts.tv_sec == 0 && ts.tv_nsec == 0))
670                 return;
671
672         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
673
674         timekeeping_forward_now();
675
676         __timekeeping_inject_sleeptime(delta);
677
678         timekeeping_update(true);
679
680         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
681
682         /* signal hrtimers about time change */
683         clock_was_set();
684 }
685
686
687 /**
688  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
689  *
690  * This is for the generic clocksource timekeeping.
691  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
692  * still managed by arch specific suspend/resume code.
693  */
694 static void timekeeping_resume(void)
695 {
696         unsigned long flags;
697         struct timespec ts;
698
699         read_persistent_clock(&ts);
700
701         clocksource_resume();
702
703         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
704
705         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
706                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
707                 __timekeeping_inject_sleeptime(&ts);
708         }
709         /* re-base the last cycle value */
710         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
711         timekeeper.ntp_error = 0;
712         timekeeping_suspended = 0;
713         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
714
715         touch_softlockup_watchdog();
716
717         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
718
719         /* Resume hrtimers */
720         hrtimers_resume();
721 }
722
723 static int timekeeping_suspend(void)
724 {
725         unsigned long flags;
726         struct timespec         delta, delta_delta;
727         static struct timespec  old_delta;
728
729         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
730
731         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
732         timekeeping_forward_now();
733         timekeeping_suspended = 1;
734
735         /*
736          * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
737          * which each can add ~1 second drift error,
738          * try to compensate so the difference in system time
739          * and persistent_clock time stays close to constant.
740          */
741         delta = timespec_sub(timekeeper.xtime, timekeeping_suspend_time);
742         delta_delta = timespec_sub(delta, old_delta);
743         if (abs(delta_delta.tv_sec)  >= 2) {
744                 /*
745                  * if delta_delta is too large, assume time correction
746                  * has occured and set old_delta to the current delta.
747                  */
748                 old_delta = delta;
749         } else {
750                 /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
751                 timekeeping_suspend_time =
752                         timespec_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
753         }
754         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
755
756         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
757         clocksource_suspend();
758
759         return 0;
760 }
761
762 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
763 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
764         .resume         = timekeeping_resume,
765         .suspend        = timekeeping_suspend,
766 };
767
768 static int __init timekeeping_init_ops(void)
769 {
770         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
771         return 0;
772 }
773
774 device_initcall(timekeeping_init_ops);
775
776 /*
777  * If the error is already larger, we look ahead even further
778  * to compensate for late or lost adjustments.
779  */
780 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
781                                                  s64 *offset)
782 {
783         s64 tick_error, i;
784         u32 look_ahead, adj;
785         s32 error2, mult;
786
787         /*
788          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
789          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
790          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
791          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
792          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
793          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
794          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
795          */
796         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
797         error2 = abs(error2);
798         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
799                 error2 >>= 2;
800
801         /*
802          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
803          * remove the single look ahead already included in the error.
804          */
805         tick_error = ntp_tick_length() >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
806         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
807         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
808
809         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
810         i = *interval;
811         mult = 1;
812         if (error < 0) {
813                 error = -error;
814                 *interval = -*interval;
815                 *offset = -*offset;
816                 mult = -1;
817         }
818         for (adj = 0; error > i; adj++)
819                 error >>= 1;
820
821         *interval <<= adj;
822         *offset <<= adj;
823         return mult << adj;
824 }
825
826 /*
827  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
828  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
829  * for other values we can do a bit more work.
830  */
831 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
832 {
833         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
834         int adj;
835
836         /*
837          * The point of this is to check if the error is greater then half
838          * an interval.
839          *
840          * First we shift it down from NTP_SHIFT to clocksource->shifted nsecs.
841          *
842          * Note we subtract one in the shift, so that error is really error*2.
843          * This "saves" dividing(shifting) interval twice, but keeps the
844          * (error > interval) comparison as still measuring if error is
845          * larger then half an interval.
846          *
847          * Note: It does not "save" on aggravation when reading the code.
848          */
849         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
850         if (error > interval) {
851                 /*
852                  * We now divide error by 4(via shift), which checks if
853                  * the error is greater then twice the interval.
854                  * If it is greater, we need a bigadjust, if its smaller,
855                  * we can adjust by 1.
856                  */
857                 error >>= 2;
858                 /*
859                  * XXX - In update_wall_time, we round up to the next
860                  * nanosecond, and store the amount rounded up into
861                  * the error. This causes the likely below to be unlikely.
862                  *
863                  * The proper fix is to avoid rounding up by using
864                  * the high precision timekeeper.xtime_nsec instead of
865                  * xtime.tv_nsec everywhere. Fixing this will take some
866                  * time.
867                  */
868                 if (likely(error <= interval))
869                         adj = 1;
870                 else
871                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
872         } else if (error < -interval) {
873                 /* See comment above, this is just switched for the negative */
874                 error >>= 2;
875                 if (likely(error >= -interval)) {
876                         adj = -1;
877                         interval = -interval;
878                         offset = -offset;
879                 } else
880                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
881         } else /* No adjustment needed */
882                 return;
883
884         WARN_ONCE(timekeeper.clock->maxadj &&
885                         (timekeeper.mult + adj > timekeeper.clock->mult +
886                                                 timekeeper.clock->maxadj),
887                         "Adjusting %s more then 11%% (%ld vs %ld)\n",
888                         timekeeper.clock->name, (long)timekeeper.mult + adj,
889                         (long)timekeeper.clock->mult +
890                                 timekeeper.clock->maxadj);
891         /*
892          * So the following can be confusing.
893          *
894          * To keep things simple, lets assume adj == 1 for now.
895          *
896          * When adj != 1, remember that the interval and offset values
897          * have been appropriately scaled so the math is the same.
898          *
899          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
900          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
901          * one cycle_interval. This is because:
902          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
903          * So if mult is being incremented by one:
904          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
905          * Its the same as:
906          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
907          * Which can be shortened to:
908          *      xtime_interval += cycle_interval
909          *
910          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
911          * time (in shifted nanoseconds) is:
912          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
913          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
914          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
915          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
916          *
917          * So given the same offset value, we need the time to be the same
918          * both before and after the freq adjustment.
919          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
920          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
921          * So:
922          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
923          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
924          * And we know:
925          *      adj_2 = adj_1 + 1
926          * So:
927          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
928          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
929          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
930          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
931          * Canceling the sides:
932          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
933          * Which gives us:
934          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
935          * Which simplfies to:
936          *      xtime_nsec -= offset
937          *
938          * XXX - TODO: Doc ntp_error calculation.
939          */
940         timekeeper.mult += adj;
941         timekeeper.xtime_interval += interval;
942         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
943         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
944                                 timekeeper.ntp_error_shift;
945 }
946
947
948 /**
949  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
950  *
951  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
952  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
953  * loop.
954  *
955  * Returns the unconsumed cycles.
956  */
957 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
958 {
959         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
960         u64 raw_nsecs;
961
962         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
963         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
964                 return offset;
965
966         /* Accumulate one shifted interval */
967         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
968         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
969
970         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
971         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
972                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
973                 timekeeper.xtime.tv_sec++;
974                 second_overflow();
975         }
976
977         /* Accumulate raw time */
978         raw_nsecs = timekeeper.raw_interval << shift;
979         raw_nsecs += timekeeper.raw_time.tv_nsec;
980         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
981                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
982                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
983                 timekeeper.raw_time.tv_sec += raw_secs;
984         }
985         timekeeper.raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
986
987         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
988         timekeeper.ntp_error += ntp_tick_length() << shift;
989         timekeeper.ntp_error -=
990             (timekeeper.xtime_interval + timekeeper.xtime_remainder) <<
991                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
992
993         return offset;
994 }
995
996
997 /**
998  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
999  *
1000  */
1001 static void update_wall_time(void)
1002 {
1003         struct clocksource *clock;
1004         cycle_t offset;
1005         int shift = 0, maxshift;
1006         unsigned long flags;
1007
1008         write_seqlock_irqsave(&timekeeper.lock, flags);
1009
1010         /* Make sure we're fully resumed: */
1011         if (unlikely(timekeeping_suspended))
1012                 goto out;
1013
1014         clock = timekeeper.clock;
1015
1016 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
1017         offset = timekeeper.cycle_interval;
1018 #else
1019         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
1020 #endif
1021         timekeeper.xtime_nsec = (s64)timekeeper.xtime.tv_nsec <<
1022                                                 timekeeper.shift;
1023
1024         /*
1025          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
1026          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
1027          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
1028          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
1029          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
1030          * doubled multiple.
1031          */
1032         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
1033         shift = max(0, shift);
1034         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
1035         maxshift = (64 - (ilog2(ntp_tick_length())+1)) - 1;
1036         shift = min(shift, maxshift);
1037         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
1038                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
1039                 if(offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
1040                         shift--;
1041         }
1042
1043         /* correct the clock when NTP error is too big */
1044         timekeeping_adjust(offset);
1045
1046         /*
1047          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
1048          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
1049          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
1050          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
1051          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
1052          * cause it to underflow.
1053          *
1054          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
1055          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
1056          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
1057          * and add that amount into the error.
1058          *
1059          * We'll correct this error next time through this function, when
1060          * xtime_nsec is not as small.
1061          */
1062         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
1063                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
1064                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
1065                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
1066         }
1067
1068
1069         /*
1070          * Store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
1071          * add the remainder to the error difference.
1072          */
1073         timekeeper.xtime.tv_nsec = ((s64)timekeeper.xtime_nsec >>
1074                                                 timekeeper.shift) + 1;
1075         timekeeper.xtime_nsec -= (s64)timekeeper.xtime.tv_nsec <<
1076                                                 timekeeper.shift;
1077         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
1078                                 timekeeper.ntp_error_shift;
1079
1080         /*
1081          * Finally, make sure that after the rounding
1082          * xtime.tv_nsec isn't larger then NSEC_PER_SEC
1083          */
1084         if (unlikely(timekeeper.xtime.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
1085                 timekeeper.xtime.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
1086                 timekeeper.xtime.tv_sec++;
1087                 second_overflow();
1088         }
1089
1090         timekeeping_update(false);
1091
1092 out:
1093         write_sequnlock_irqrestore(&timekeeper.lock, flags);
1094
1095 }
1096
1097 /**
1098  * getboottime - Return the real time of system boot.
1099  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1100  *
1101  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
1102  *
1103  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
1104  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
1105  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
1106  * you get the right time here).
1107  */
1108 void getboottime(struct timespec *ts)
1109 {
1110         struct timespec boottime = {
1111                 .tv_sec = timekeeper.wall_to_monotonic.tv_sec +
1112                                 timekeeper.total_sleep_time.tv_sec,
1113                 .tv_nsec = timekeeper.wall_to_monotonic.tv_nsec +
1114                                 timekeeper.total_sleep_time.tv_nsec
1115         };
1116
1117         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
1120
1121
1122 /**
1123  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
1124  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1125  *
1126  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
1127  *
1128  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
1129  * includes the time spent in suspend.
1130  */
1131 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
1132 {
1133         struct timespec tomono, sleep;
1134         unsigned int seq;
1135         s64 nsecs;
1136
1137         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1138
1139         do {
1140                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
1141                 *ts = timekeeper.xtime;
1142                 tomono = timekeeper.wall_to_monotonic;
1143                 sleep = timekeeper.total_sleep_time;
1144                 nsecs = timekeeping_get_ns();
1145
1146         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
1147
1148         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec + sleep.tv_sec,
1149                         ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec + nsecs);
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
1152
1153 /**
1154  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
1155  *
1156  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
1157  *
1158  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
1159  * includes the time spent in suspend.
1160  */
1161 ktime_t ktime_get_boottime(void)
1162 {
1163         struct timespec ts;
1164
1165         get_monotonic_boottime(&ts);
1166         return timespec_to_ktime(ts);
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
1169
1170 /**
1171  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
1172  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
1173  */
1174 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
1175 {
1176         *ts = timespec_add(*ts, timekeeper.total_sleep_time);
1177 }
1178 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
1179
1180 unsigned long get_seconds(void)
1181 {
1182         return timekeeper.xtime.tv_sec;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
1185
1186 struct timespec __current_kernel_time(void)
1187 {
1188         return timekeeper.xtime;
1189 }
1190
1191 struct timespec current_kernel_time(void)
1192 {
1193         struct timespec now;
1194         unsigned long seq;
1195
1196         do {
1197                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
1198
1199                 now = timekeeper.xtime;
1200         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
1201
1202         return now;
1203 }
1204 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1205
1206 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1207 {
1208         struct timespec now, mono;
1209         unsigned long seq;
1210
1211         do {
1212                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
1213
1214                 now = timekeeper.xtime;
1215                 mono = timekeeper.wall_to_monotonic;
1216         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
1217
1218         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1219                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1220         return now;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * The 64-bit jiffies value is not atomic - you MUST NOT read it
1225  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
1226  * jiffies is defined in the linker script...
1227  */
1228 void do_timer(unsigned long ticks)
1229 {
1230         jiffies_64 += ticks;
1231         update_wall_time();
1232         calc_global_load(ticks);
1233 }
1234
1235 /**
1236  * get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset() - get xtime, wall_to_monotonic,
1237  *    and sleep offsets.
1238  * @xtim:       pointer to timespec to be set with xtime
1239  * @wtom:       pointer to timespec to be set with wall_to_monotonic
1240  * @sleep:      pointer to timespec to be set with time in suspend
1241  */
1242 void get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(struct timespec *xtim,
1243                                 struct timespec *wtom, struct timespec *sleep)
1244 {
1245         unsigned long seq;
1246
1247         do {
1248                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
1249                 *xtim = timekeeper.xtime;
1250                 *wtom = timekeeper.wall_to_monotonic;
1251                 *sleep = timekeeper.total_sleep_time;
1252         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
1253 }
1254
1255 /**
1256  * ktime_get_monotonic_offset() - get wall_to_monotonic in ktime_t format
1257  */
1258 ktime_t ktime_get_monotonic_offset(void)
1259 {
1260         unsigned long seq;
1261         struct timespec wtom;
1262
1263         do {
1264                 seq = read_seqbegin(&timekeeper.lock);
1265                 wtom = timekeeper.wall_to_monotonic;
1266         } while (read_seqretry(&timekeeper.lock, seq));
1267
1268         return timespec_to_ktime(wtom);
1269 }
1270
1271 /**
1272  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1273  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1274  *
1275  * Must be called with interrupts disabled.
1276  */
1277 void xtime_update(unsigned long ticks)
1278 {
1279         write_seqlock(&xtime_lock);
1280         do_timer(ticks);
1281         write_sequnlock(&xtime_lock);
1282 }