]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - include/linux/jiffies.h
7d24466fb80b12591e1580c9850a6b542e6ddfd6
[~andy/linux] / include / linux / jiffies.h
1 #ifndef _LINUX_JIFFIES_H
2 #define _LINUX_JIFFIES_H
3
4 #include <linux/math64.h>
5 #include <linux/kernel.h>
6 #include <linux/types.h>
7 #include <linux/time.h>
8 #include <linux/timex.h>
9 #include <asm/param.h>                  /* for HZ */
10
11 /*
12  * The following defines establish the engineering parameters of the PLL
13  * model. The HZ variable establishes the timer interrupt frequency, 100 Hz
14  * for the SunOS kernel, 256 Hz for the Ultrix kernel and 1024 Hz for the
15  * OSF/1 kernel. The SHIFT_HZ define expresses the same value as the
16  * nearest power of two in order to avoid hardware multiply operations.
17  */
18 #if HZ >= 12 && HZ < 24
19 # define SHIFT_HZ       4
20 #elif HZ >= 24 && HZ < 48
21 # define SHIFT_HZ       5
22 #elif HZ >= 48 && HZ < 96
23 # define SHIFT_HZ       6
24 #elif HZ >= 96 && HZ < 192
25 # define SHIFT_HZ       7
26 #elif HZ >= 192 && HZ < 384
27 # define SHIFT_HZ       8
28 #elif HZ >= 384 && HZ < 768
29 # define SHIFT_HZ       9
30 #elif HZ >= 768 && HZ < 1536
31 # define SHIFT_HZ       10
32 #elif HZ >= 1536 && HZ < 3072
33 # define SHIFT_HZ       11
34 #elif HZ >= 3072 && HZ < 6144
35 # define SHIFT_HZ       12
36 #elif HZ >= 6144 && HZ < 12288
37 # define SHIFT_HZ       13
38 #else
39 # error Invalid value of HZ.
40 #endif
41
42 /* Suppose we want to divide two numbers NOM and DEN: NOM/DEN, then we can
43  * improve accuracy by shifting LSH bits, hence calculating:
44  *     (NOM << LSH) / DEN
45  * This however means trouble for large NOM, because (NOM << LSH) may no
46  * longer fit in 32 bits. The following way of calculating this gives us
47  * some slack, under the following conditions:
48  *   - (NOM / DEN) fits in (32 - LSH) bits.
49  *   - (NOM % DEN) fits in (32 - LSH) bits.
50  */
51 #define SH_DIV(NOM,DEN,LSH) (   (((NOM) / (DEN)) << (LSH))              \
52                              + ((((NOM) % (DEN)) << (LSH)) + (DEN) / 2) / (DEN))
53
54 #ifdef CLOCK_TICK_RATE
55 /* LATCH is used in the interval timer and ftape setup. */
56 # define LATCH ((CLOCK_TICK_RATE + HZ/2) / HZ)  /* For divider */
57
58 /* HZ is the requested value. ACTHZ is actual HZ ("<< 8" is for accuracy) */
59 # define ACTHZ (SH_DIV(CLOCK_TICK_RATE, LATCH, 8))
60 #else
61 # define ACTHZ (HZ << 8)
62 #endif
63
64 /* TICK_NSEC is the time between ticks in nsec assuming real ACTHZ */
65 #define TICK_NSEC (SH_DIV (1000000UL * 1000, ACTHZ, 8))
66
67 /* TICK_USEC is the time between ticks in usec assuming fake USER_HZ */
68 #define TICK_USEC ((1000000UL + USER_HZ/2) / USER_HZ)
69
70 /* TICK_USEC_TO_NSEC is the time between ticks in nsec assuming real ACTHZ and  */
71 /* a value TUSEC for TICK_USEC (can be set bij adjtimex)                */
72 #define TICK_USEC_TO_NSEC(TUSEC) (SH_DIV (TUSEC * USER_HZ * 1000, ACTHZ, 8))
73
74 /* some arch's have a small-data section that can be accessed register-relative
75  * but that can only take up to, say, 4-byte variables. jiffies being part of
76  * an 8-byte variable may not be correctly accessed unless we force the issue
77  */
78 #define __jiffy_data  __attribute__((section(".data")))
79
80 /*
81  * The 64-bit value is not atomic - you MUST NOT read it
82  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
83  * get_jiffies_64() will do this for you as appropriate.
84  */
85 extern u64 __jiffy_data jiffies_64;
86 extern unsigned long volatile __jiffy_data jiffies;
87
88 #if (BITS_PER_LONG < 64)
89 u64 get_jiffies_64(void);
90 #else
91 static inline u64 get_jiffies_64(void)
92 {
93         return (u64)jiffies;
94 }
95 #endif
96
97 /*
98  *      These inlines deal with timer wrapping correctly. You are 
99  *      strongly encouraged to use them
100  *      1. Because people otherwise forget
101  *      2. Because if the timer wrap changes in future you won't have to
102  *         alter your driver code.
103  *
104  * time_after(a,b) returns true if the time a is after time b.
105  *
106  * Do this with "<0" and ">=0" to only test the sign of the result. A
107  * good compiler would generate better code (and a really good compiler
108  * wouldn't care). Gcc is currently neither.
109  */
110 #define time_after(a,b)         \
111         (typecheck(unsigned long, a) && \
112          typecheck(unsigned long, b) && \
113          ((long)(b) - (long)(a) < 0))
114 #define time_before(a,b)        time_after(b,a)
115
116 #define time_after_eq(a,b)      \
117         (typecheck(unsigned long, a) && \
118          typecheck(unsigned long, b) && \
119          ((long)(a) - (long)(b) >= 0))
120 #define time_before_eq(a,b)     time_after_eq(b,a)
121
122 /*
123  * Calculate whether a is in the range of [b, c].
124  */
125 #define time_in_range(a,b,c) \
126         (time_after_eq(a,b) && \
127          time_before_eq(a,c))
128
129 /*
130  * Calculate whether a is in the range of [b, c).
131  */
132 #define time_in_range_open(a,b,c) \
133         (time_after_eq(a,b) && \
134          time_before(a,c))
135
136 /* Same as above, but does so with platform independent 64bit types.
137  * These must be used when utilizing jiffies_64 (i.e. return value of
138  * get_jiffies_64() */
139 #define time_after64(a,b)       \
140         (typecheck(__u64, a) && \
141          typecheck(__u64, b) && \
142          ((__s64)(b) - (__s64)(a) < 0))
143 #define time_before64(a,b)      time_after64(b,a)
144
145 #define time_after_eq64(a,b)    \
146         (typecheck(__u64, a) && \
147          typecheck(__u64, b) && \
148          ((__s64)(a) - (__s64)(b) >= 0))
149 #define time_before_eq64(a,b)   time_after_eq64(b,a)
150
151 /*
152  * These four macros compare jiffies and 'a' for convenience.
153  */
154
155 /* time_is_before_jiffies(a) return true if a is before jiffies */
156 #define time_is_before_jiffies(a) time_after(jiffies, a)
157
158 /* time_is_after_jiffies(a) return true if a is after jiffies */
159 #define time_is_after_jiffies(a) time_before(jiffies, a)
160
161 /* time_is_before_eq_jiffies(a) return true if a is before or equal to jiffies*/
162 #define time_is_before_eq_jiffies(a) time_after_eq(jiffies, a)
163
164 /* time_is_after_eq_jiffies(a) return true if a is after or equal to jiffies*/
165 #define time_is_after_eq_jiffies(a) time_before_eq(jiffies, a)
166
167 /*
168  * Have the 32 bit jiffies value wrap 5 minutes after boot
169  * so jiffies wrap bugs show up earlier.
170  */
171 #define INITIAL_JIFFIES ((unsigned long)(unsigned int) (-300*HZ))
172
173 /*
174  * Change timeval to jiffies, trying to avoid the
175  * most obvious overflows..
176  *
177  * And some not so obvious.
178  *
179  * Note that we don't want to return LONG_MAX, because
180  * for various timeout reasons we often end up having
181  * to wait "jiffies+1" in order to guarantee that we wait
182  * at _least_ "jiffies" - so "jiffies+1" had better still
183  * be positive.
184  */
185 #define MAX_JIFFY_OFFSET ((LONG_MAX >> 1)-1)
186
187 extern unsigned long preset_lpj;
188
189 /*
190  * We want to do realistic conversions of time so we need to use the same
191  * values the update wall clock code uses as the jiffies size.  This value
192  * is: TICK_NSEC (which is defined in timex.h).  This
193  * is a constant and is in nanoseconds.  We will use scaled math
194  * with a set of scales defined here as SEC_JIFFIE_SC,  USEC_JIFFIE_SC and
195  * NSEC_JIFFIE_SC.  Note that these defines contain nothing but
196  * constants and so are computed at compile time.  SHIFT_HZ (computed in
197  * timex.h) adjusts the scaling for different HZ values.
198
199  * Scaled math???  What is that?
200  *
201  * Scaled math is a way to do integer math on values that would,
202  * otherwise, either overflow, underflow, or cause undesired div
203  * instructions to appear in the execution path.  In short, we "scale"
204  * up the operands so they take more bits (more precision, less
205  * underflow), do the desired operation and then "scale" the result back
206  * by the same amount.  If we do the scaling by shifting we avoid the
207  * costly mpy and the dastardly div instructions.
208
209  * Suppose, for example, we want to convert from seconds to jiffies
210  * where jiffies is defined in nanoseconds as NSEC_PER_JIFFIE.  The
211  * simple math is: jiff = (sec * NSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_JIFFIE; We
212  * observe that (NSEC_PER_SEC / NSEC_PER_JIFFIE) is a constant which we
213  * might calculate at compile time, however, the result will only have
214  * about 3-4 bits of precision (less for smaller values of HZ).
215  *
216  * So, we scale as follows:
217  * jiff = (sec) * (NSEC_PER_SEC / NSEC_PER_JIFFIE);
218  * jiff = ((sec) * ((NSEC_PER_SEC * SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE)) / SCALE;
219  * Then we make SCALE a power of two so:
220  * jiff = ((sec) * ((NSEC_PER_SEC << SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE)) >> SCALE;
221  * Now we define:
222  * #define SEC_CONV = ((NSEC_PER_SEC << SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE))
223  * jiff = (sec * SEC_CONV) >> SCALE;
224  *
225  * Often the math we use will expand beyond 32-bits so we tell C how to
226  * do this and pass the 64-bit result of the mpy through the ">> SCALE"
227  * which should take the result back to 32-bits.  We want this expansion
228  * to capture as much precision as possible.  At the same time we don't
229  * want to overflow so we pick the SCALE to avoid this.  In this file,
230  * that means using a different scale for each range of HZ values (as
231  * defined in timex.h).
232  *
233  * For those who want to know, gcc will give a 64-bit result from a "*"
234  * operator if the result is a long long AND at least one of the
235  * operands is cast to long long (usually just prior to the "*" so as
236  * not to confuse it into thinking it really has a 64-bit operand,
237  * which, buy the way, it can do, but it takes more code and at least 2
238  * mpys).
239
240  * We also need to be aware that one second in nanoseconds is only a
241  * couple of bits away from overflowing a 32-bit word, so we MUST use
242  * 64-bits to get the full range time in nanoseconds.
243
244  */
245
246 /*
247  * Here are the scales we will use.  One for seconds, nanoseconds and
248  * microseconds.
249  *
250  * Within the limits of cpp we do a rough cut at the SEC_JIFFIE_SC and
251  * check if the sign bit is set.  If not, we bump the shift count by 1.
252  * (Gets an extra bit of precision where we can use it.)
253  * We know it is set for HZ = 1024 and HZ = 100 not for 1000.
254  * Haven't tested others.
255
256  * Limits of cpp (for #if expressions) only long (no long long), but
257  * then we only need the most signicant bit.
258  */
259
260 #define SEC_JIFFIE_SC (31 - SHIFT_HZ)
261 #if !((((NSEC_PER_SEC << 2) / TICK_NSEC) << (SEC_JIFFIE_SC - 2)) & 0x80000000)
262 #undef SEC_JIFFIE_SC
263 #define SEC_JIFFIE_SC (32 - SHIFT_HZ)
264 #endif
265 #define NSEC_JIFFIE_SC (SEC_JIFFIE_SC + 29)
266 #define USEC_JIFFIE_SC (SEC_JIFFIE_SC + 19)
267 #define SEC_CONVERSION ((unsigned long)((((u64)NSEC_PER_SEC << SEC_JIFFIE_SC) +\
268                                 TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
269
270 #define NSEC_CONVERSION ((unsigned long)((((u64)1 << NSEC_JIFFIE_SC) +\
271                                         TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
272 #define USEC_CONVERSION  \
273                     ((unsigned long)((((u64)NSEC_PER_USEC << USEC_JIFFIE_SC) +\
274                                         TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
275 /*
276  * USEC_ROUND is used in the timeval to jiffie conversion.  See there
277  * for more details.  It is the scaled resolution rounding value.  Note
278  * that it is a 64-bit value.  Since, when it is applied, we are already
279  * in jiffies (albit scaled), it is nothing but the bits we will shift
280  * off.
281  */
282 #define USEC_ROUND (u64)(((u64)1 << USEC_JIFFIE_SC) - 1)
283 /*
284  * The maximum jiffie value is (MAX_INT >> 1).  Here we translate that
285  * into seconds.  The 64-bit case will overflow if we are not careful,
286  * so use the messy SH_DIV macro to do it.  Still all constants.
287  */
288 #if BITS_PER_LONG < 64
289 # define MAX_SEC_IN_JIFFIES \
290         (long)((u64)((u64)MAX_JIFFY_OFFSET * TICK_NSEC) / NSEC_PER_SEC)
291 #else   /* take care of overflow on 64 bits machines */
292 # define MAX_SEC_IN_JIFFIES \
293         (SH_DIV((MAX_JIFFY_OFFSET >> SEC_JIFFIE_SC) * TICK_NSEC, NSEC_PER_SEC, 1) - 1)
294
295 #endif
296
297 /*
298  * Convert various time units to each other:
299  */
300 extern unsigned int jiffies_to_msecs(const unsigned long j);
301 extern unsigned int jiffies_to_usecs(const unsigned long j);
302 extern unsigned long msecs_to_jiffies(const unsigned int m);
303 extern unsigned long usecs_to_jiffies(const unsigned int u);
304 extern unsigned long timespec_to_jiffies(const struct timespec *value);
305 extern void jiffies_to_timespec(const unsigned long jiffies,
306                                 struct timespec *value);
307 extern unsigned long timeval_to_jiffies(const struct timeval *value);
308 extern void jiffies_to_timeval(const unsigned long jiffies,
309                                struct timeval *value);
310 extern clock_t jiffies_to_clock_t(unsigned long x);
311 extern unsigned long clock_t_to_jiffies(unsigned long x);
312 extern u64 jiffies_64_to_clock_t(u64 x);
313 extern u64 nsec_to_clock_t(u64 x);
314 extern u64 nsecs_to_jiffies64(u64 n);
315 extern unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n);
316
317 #define TIMESTAMP_SIZE  30
318
319 #endif