]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - include/linux/jiffies.h
82680541576d2f2d307ba9bfb1847681f290f49b
[~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 /*
59  * HZ is the requested value. However the CLOCK_TICK_RATE may not allow
60  * for exactly HZ. So SHIFTED_HZ is high res HZ ("<< 8" is for accuracy)
61  */
62 # define SHIFTED_HZ (SH_DIV(CLOCK_TICK_RATE, LATCH, 8))
63 #else
64 # define SHIFTED_HZ (HZ << 8)
65 #endif
66
67 /* TICK_NSEC is the time between ticks in nsec assuming SHIFTED_HZ */
68 #define TICK_NSEC (SH_DIV(1000000UL * 1000, SHIFTED_HZ, 8))
69
70 /* TICK_USEC is the time between ticks in usec assuming fake USER_HZ */
71 #define TICK_USEC ((1000000UL + USER_HZ/2) / USER_HZ)
72
73 /*
74  * TICK_USEC_TO_NSEC is the time between ticks in nsec assuming SHIFTED_HZ and
75  * a value TUSEC for TICK_USEC (can be set bij adjtimex)
76  */
77 #define TICK_USEC_TO_NSEC(TUSEC) (SH_DIV(TUSEC * USER_HZ * 1000, SHIFTED_HZ, 8))
78
79 /* some arch's have a small-data section that can be accessed register-relative
80  * but that can only take up to, say, 4-byte variables. jiffies being part of
81  * an 8-byte variable may not be correctly accessed unless we force the issue
82  */
83 #define __jiffy_data  __attribute__((section(".data")))
84
85 /*
86  * The 64-bit value is not atomic - you MUST NOT read it
87  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
88  * get_jiffies_64() will do this for you as appropriate.
89  */
90 extern u64 __jiffy_data jiffies_64;
91 extern unsigned long volatile __jiffy_data jiffies;
92
93 #if (BITS_PER_LONG < 64)
94 u64 get_jiffies_64(void);
95 #else
96 static inline u64 get_jiffies_64(void)
97 {
98         return (u64)jiffies;
99 }
100 #endif
101
102 /*
103  *      These inlines deal with timer wrapping correctly. You are 
104  *      strongly encouraged to use them
105  *      1. Because people otherwise forget
106  *      2. Because if the timer wrap changes in future you won't have to
107  *         alter your driver code.
108  *
109  * time_after(a,b) returns true if the time a is after time b.
110  *
111  * Do this with "<0" and ">=0" to only test the sign of the result. A
112  * good compiler would generate better code (and a really good compiler
113  * wouldn't care). Gcc is currently neither.
114  */
115 #define time_after(a,b)         \
116         (typecheck(unsigned long, a) && \
117          typecheck(unsigned long, b) && \
118          ((long)(b) - (long)(a) < 0))
119 #define time_before(a,b)        time_after(b,a)
120
121 #define time_after_eq(a,b)      \
122         (typecheck(unsigned long, a) && \
123          typecheck(unsigned long, b) && \
124          ((long)(a) - (long)(b) >= 0))
125 #define time_before_eq(a,b)     time_after_eq(b,a)
126
127 /*
128  * Calculate whether a is in the range of [b, c].
129  */
130 #define time_in_range(a,b,c) \
131         (time_after_eq(a,b) && \
132          time_before_eq(a,c))
133
134 /*
135  * Calculate whether a is in the range of [b, c).
136  */
137 #define time_in_range_open(a,b,c) \
138         (time_after_eq(a,b) && \
139          time_before(a,c))
140
141 /* Same as above, but does so with platform independent 64bit types.
142  * These must be used when utilizing jiffies_64 (i.e. return value of
143  * get_jiffies_64() */
144 #define time_after64(a,b)       \
145         (typecheck(__u64, a) && \
146          typecheck(__u64, b) && \
147          ((__s64)(b) - (__s64)(a) < 0))
148 #define time_before64(a,b)      time_after64(b,a)
149
150 #define time_after_eq64(a,b)    \
151         (typecheck(__u64, a) && \
152          typecheck(__u64, b) && \
153          ((__s64)(a) - (__s64)(b) >= 0))
154 #define time_before_eq64(a,b)   time_after_eq64(b,a)
155
156 /*
157  * These four macros compare jiffies and 'a' for convenience.
158  */
159
160 /* time_is_before_jiffies(a) return true if a is before jiffies */
161 #define time_is_before_jiffies(a) time_after(jiffies, a)
162
163 /* time_is_after_jiffies(a) return true if a is after jiffies */
164 #define time_is_after_jiffies(a) time_before(jiffies, a)
165
166 /* time_is_before_eq_jiffies(a) return true if a is before or equal to jiffies*/
167 #define time_is_before_eq_jiffies(a) time_after_eq(jiffies, a)
168
169 /* time_is_after_eq_jiffies(a) return true if a is after or equal to jiffies*/
170 #define time_is_after_eq_jiffies(a) time_before_eq(jiffies, a)
171
172 /*
173  * Have the 32 bit jiffies value wrap 5 minutes after boot
174  * so jiffies wrap bugs show up earlier.
175  */
176 #define INITIAL_JIFFIES ((unsigned long)(unsigned int) (-300*HZ))
177
178 /*
179  * Change timeval to jiffies, trying to avoid the
180  * most obvious overflows..
181  *
182  * And some not so obvious.
183  *
184  * Note that we don't want to return LONG_MAX, because
185  * for various timeout reasons we often end up having
186  * to wait "jiffies+1" in order to guarantee that we wait
187  * at _least_ "jiffies" - so "jiffies+1" had better still
188  * be positive.
189  */
190 #define MAX_JIFFY_OFFSET ((LONG_MAX >> 1)-1)
191
192 extern unsigned long preset_lpj;
193
194 /*
195  * We want to do realistic conversions of time so we need to use the same
196  * values the update wall clock code uses as the jiffies size.  This value
197  * is: TICK_NSEC (which is defined in timex.h).  This
198  * is a constant and is in nanoseconds.  We will use scaled math
199  * with a set of scales defined here as SEC_JIFFIE_SC,  USEC_JIFFIE_SC and
200  * NSEC_JIFFIE_SC.  Note that these defines contain nothing but
201  * constants and so are computed at compile time.  SHIFT_HZ (computed in
202  * timex.h) adjusts the scaling for different HZ values.
203
204  * Scaled math???  What is that?
205  *
206  * Scaled math is a way to do integer math on values that would,
207  * otherwise, either overflow, underflow, or cause undesired div
208  * instructions to appear in the execution path.  In short, we "scale"
209  * up the operands so they take more bits (more precision, less
210  * underflow), do the desired operation and then "scale" the result back
211  * by the same amount.  If we do the scaling by shifting we avoid the
212  * costly mpy and the dastardly div instructions.
213
214  * Suppose, for example, we want to convert from seconds to jiffies
215  * where jiffies is defined in nanoseconds as NSEC_PER_JIFFIE.  The
216  * simple math is: jiff = (sec * NSEC_PER_SEC) / NSEC_PER_JIFFIE; We
217  * observe that (NSEC_PER_SEC / NSEC_PER_JIFFIE) is a constant which we
218  * might calculate at compile time, however, the result will only have
219  * about 3-4 bits of precision (less for smaller values of HZ).
220  *
221  * So, we scale as follows:
222  * jiff = (sec) * (NSEC_PER_SEC / NSEC_PER_JIFFIE);
223  * jiff = ((sec) * ((NSEC_PER_SEC * SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE)) / SCALE;
224  * Then we make SCALE a power of two so:
225  * jiff = ((sec) * ((NSEC_PER_SEC << SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE)) >> SCALE;
226  * Now we define:
227  * #define SEC_CONV = ((NSEC_PER_SEC << SCALE)/ NSEC_PER_JIFFIE))
228  * jiff = (sec * SEC_CONV) >> SCALE;
229  *
230  * Often the math we use will expand beyond 32-bits so we tell C how to
231  * do this and pass the 64-bit result of the mpy through the ">> SCALE"
232  * which should take the result back to 32-bits.  We want this expansion
233  * to capture as much precision as possible.  At the same time we don't
234  * want to overflow so we pick the SCALE to avoid this.  In this file,
235  * that means using a different scale for each range of HZ values (as
236  * defined in timex.h).
237  *
238  * For those who want to know, gcc will give a 64-bit result from a "*"
239  * operator if the result is a long long AND at least one of the
240  * operands is cast to long long (usually just prior to the "*" so as
241  * not to confuse it into thinking it really has a 64-bit operand,
242  * which, buy the way, it can do, but it takes more code and at least 2
243  * mpys).
244
245  * We also need to be aware that one second in nanoseconds is only a
246  * couple of bits away from overflowing a 32-bit word, so we MUST use
247  * 64-bits to get the full range time in nanoseconds.
248
249  */
250
251 /*
252  * Here are the scales we will use.  One for seconds, nanoseconds and
253  * microseconds.
254  *
255  * Within the limits of cpp we do a rough cut at the SEC_JIFFIE_SC and
256  * check if the sign bit is set.  If not, we bump the shift count by 1.
257  * (Gets an extra bit of precision where we can use it.)
258  * We know it is set for HZ = 1024 and HZ = 100 not for 1000.
259  * Haven't tested others.
260
261  * Limits of cpp (for #if expressions) only long (no long long), but
262  * then we only need the most signicant bit.
263  */
264
265 #define SEC_JIFFIE_SC (31 - SHIFT_HZ)
266 #if !((((NSEC_PER_SEC << 2) / TICK_NSEC) << (SEC_JIFFIE_SC - 2)) & 0x80000000)
267 #undef SEC_JIFFIE_SC
268 #define SEC_JIFFIE_SC (32 - SHIFT_HZ)
269 #endif
270 #define NSEC_JIFFIE_SC (SEC_JIFFIE_SC + 29)
271 #define USEC_JIFFIE_SC (SEC_JIFFIE_SC + 19)
272 #define SEC_CONVERSION ((unsigned long)((((u64)NSEC_PER_SEC << SEC_JIFFIE_SC) +\
273                                 TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
274
275 #define NSEC_CONVERSION ((unsigned long)((((u64)1 << NSEC_JIFFIE_SC) +\
276                                         TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
277 #define USEC_CONVERSION  \
278                     ((unsigned long)((((u64)NSEC_PER_USEC << USEC_JIFFIE_SC) +\
279                                         TICK_NSEC -1) / (u64)TICK_NSEC))
280 /*
281  * USEC_ROUND is used in the timeval to jiffie conversion.  See there
282  * for more details.  It is the scaled resolution rounding value.  Note
283  * that it is a 64-bit value.  Since, when it is applied, we are already
284  * in jiffies (albit scaled), it is nothing but the bits we will shift
285  * off.
286  */
287 #define USEC_ROUND (u64)(((u64)1 << USEC_JIFFIE_SC) - 1)
288 /*
289  * The maximum jiffie value is (MAX_INT >> 1).  Here we translate that
290  * into seconds.  The 64-bit case will overflow if we are not careful,
291  * so use the messy SH_DIV macro to do it.  Still all constants.
292  */
293 #if BITS_PER_LONG < 64
294 # define MAX_SEC_IN_JIFFIES \
295         (long)((u64)((u64)MAX_JIFFY_OFFSET * TICK_NSEC) / NSEC_PER_SEC)
296 #else   /* take care of overflow on 64 bits machines */
297 # define MAX_SEC_IN_JIFFIES \
298         (SH_DIV((MAX_JIFFY_OFFSET >> SEC_JIFFIE_SC) * TICK_NSEC, NSEC_PER_SEC, 1) - 1)
299
300 #endif
301
302 /*
303  * Convert various time units to each other:
304  */
305 extern unsigned int jiffies_to_msecs(const unsigned long j);
306 extern unsigned int jiffies_to_usecs(const unsigned long j);
307 extern unsigned long msecs_to_jiffies(const unsigned int m);
308 extern unsigned long usecs_to_jiffies(const unsigned int u);
309 extern unsigned long timespec_to_jiffies(const struct timespec *value);
310 extern void jiffies_to_timespec(const unsigned long jiffies,
311                                 struct timespec *value);
312 extern unsigned long timeval_to_jiffies(const struct timeval *value);
313 extern void jiffies_to_timeval(const unsigned long jiffies,
314                                struct timeval *value);
315 extern clock_t jiffies_to_clock_t(unsigned long x);
316 extern unsigned long clock_t_to_jiffies(unsigned long x);
317 extern u64 jiffies_64_to_clock_t(u64 x);
318 extern u64 nsec_to_clock_t(u64 x);
319 extern u64 nsecs_to_jiffies64(u64 n);
320 extern unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n);
321
322 #define TIMESTAMP_SIZE  30
323
324 #endif