]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - kernel/time/timekeeping.c
time: Kill xtime_lock, replacing it with jiffies_lock
[~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/timekeeper_internal.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/interrupt.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/syscore_ops.h>
19 #include <linux/clocksource.h>
20 #include <linux/jiffies.h>
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/tick.h>
23 #include <linux/stop_machine.h>
24
25
26 static struct timekeeper timekeeper;
27
28 /* flag for if timekeeping is suspended */
29 int __read_mostly timekeeping_suspended;
30
31 static inline void tk_normalize_xtime(struct timekeeper *tk)
32 {
33         while (tk->xtime_nsec >= ((u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift)) {
34                 tk->xtime_nsec -= (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
35                 tk->xtime_sec++;
36         }
37 }
38
39 static void tk_set_xtime(struct timekeeper *tk, const struct timespec *ts)
40 {
41         tk->xtime_sec = ts->tv_sec;
42         tk->xtime_nsec = (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
43 }
44
45 static void tk_xtime_add(struct timekeeper *tk, const struct timespec *ts)
46 {
47         tk->xtime_sec += ts->tv_sec;
48         tk->xtime_nsec += (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
49         tk_normalize_xtime(tk);
50 }
51
52 static void tk_set_wall_to_mono(struct timekeeper *tk, struct timespec wtm)
53 {
54         struct timespec tmp;
55
56         /*
57          * Verify consistency of: offset_real = -wall_to_monotonic
58          * before modifying anything
59          */
60         set_normalized_timespec(&tmp, -tk->wall_to_monotonic.tv_sec,
61                                         -tk->wall_to_monotonic.tv_nsec);
62         WARN_ON_ONCE(tk->offs_real.tv64 != timespec_to_ktime(tmp).tv64);
63         tk->wall_to_monotonic = wtm;
64         set_normalized_timespec(&tmp, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
65         tk->offs_real = timespec_to_ktime(tmp);
66 }
67
68 static void tk_set_sleep_time(struct timekeeper *tk, struct timespec t)
69 {
70         /* Verify consistency before modifying */
71         WARN_ON_ONCE(tk->offs_boot.tv64 != timespec_to_ktime(tk->total_sleep_time).tv64);
72
73         tk->total_sleep_time    = t;
74         tk->offs_boot           = timespec_to_ktime(t);
75 }
76
77 /**
78  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
79  *
80  * @clock:              Pointer to clocksource.
81  *
82  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
83  * pair and interval request.
84  *
85  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
86  */
87 static void tk_setup_internals(struct timekeeper *tk, struct clocksource *clock)
88 {
89         cycle_t interval;
90         u64 tmp, ntpinterval;
91         struct clocksource *old_clock;
92
93         old_clock = tk->clock;
94         tk->clock = clock;
95         clock->cycle_last = clock->read(clock);
96
97         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
98         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
99         tmp <<= clock->shift;
100         ntpinterval = tmp;
101         tmp += clock->mult/2;
102         do_div(tmp, clock->mult);
103         if (tmp == 0)
104                 tmp = 1;
105
106         interval = (cycle_t) tmp;
107         tk->cycle_interval = interval;
108
109         /* Go back from cycles -> shifted ns */
110         tk->xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
111         tk->xtime_remainder = ntpinterval - tk->xtime_interval;
112         tk->raw_interval =
113                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
114
115          /* if changing clocks, convert xtime_nsec shift units */
116         if (old_clock) {
117                 int shift_change = clock->shift - old_clock->shift;
118                 if (shift_change < 0)
119                         tk->xtime_nsec >>= -shift_change;
120                 else
121                         tk->xtime_nsec <<= shift_change;
122         }
123         tk->shift = clock->shift;
124
125         tk->ntp_error = 0;
126         tk->ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
127
128         /*
129          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
130          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
131          * to counteract clock drifting.
132          */
133         tk->mult = clock->mult;
134 }
135
136 /* Timekeeper helper functions. */
137 static inline s64 timekeeping_get_ns(struct timekeeper *tk)
138 {
139         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
140         struct clocksource *clock;
141         s64 nsec;
142
143         /* read clocksource: */
144         clock = tk->clock;
145         cycle_now = clock->read(clock);
146
147         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
148         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
149
150         nsec = cycle_delta * tk->mult + tk->xtime_nsec;
151         nsec >>= tk->shift;
152
153         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
154         return nsec + arch_gettimeoffset();
155 }
156
157 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(struct timekeeper *tk)
158 {
159         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
160         struct clocksource *clock;
161         s64 nsec;
162
163         /* read clocksource: */
164         clock = tk->clock;
165         cycle_now = clock->read(clock);
166
167         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
168         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
169
170         /* convert delta to nanoseconds. */
171         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
172
173         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
174         return nsec + arch_gettimeoffset();
175 }
176
177 /* must hold write on timekeeper.lock */
178 static void timekeeping_update(struct timekeeper *tk, bool clearntp)
179 {
180         if (clearntp) {
181                 tk->ntp_error = 0;
182                 ntp_clear();
183         }
184         update_vsyscall(tk);
185 }
186
187 /**
188  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
189  *
190  * Forward the current clock to update its state since the last call to
191  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
192  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
193  */
194 static void timekeeping_forward_now(struct timekeeper *tk)
195 {
196         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
197         struct clocksource *clock;
198         s64 nsec;
199
200         clock = tk->clock;
201         cycle_now = clock->read(clock);
202         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
203         clock->cycle_last = cycle_now;
204
205         tk->xtime_nsec += cycle_delta * tk->mult;
206
207         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
208         tk->xtime_nsec += (u64)arch_gettimeoffset() << tk->shift;
209
210         tk_normalize_xtime(tk);
211
212         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
213         timespec_add_ns(&tk->raw_time, nsec);
214 }
215
216 /**
217  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
218  * @ts:         pointer to the timespec to be set
219  *
220  * Returns the time of day in a timespec.
221  */
222 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
223 {
224         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
225         unsigned long seq;
226         s64 nsecs = 0;
227
228         WARN_ON(timekeeping_suspended);
229
230         do {
231                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
232
233                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
234                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
235
236         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
237
238         ts->tv_nsec = 0;
239         timespec_add_ns(ts, nsecs);
240 }
241 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
242
243 ktime_t ktime_get(void)
244 {
245         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
246         unsigned int seq;
247         s64 secs, nsecs;
248
249         WARN_ON(timekeeping_suspended);
250
251         do {
252                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
253                 secs = tk->xtime_sec + tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
254                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk) + tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
255
256         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
257         /*
258          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
259          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
260          */
261         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
264
265 /**
266  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
267  * @ts:         pointer to timespec variable
268  *
269  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
270  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
271  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
272  */
273 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
274 {
275         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
276         struct timespec tomono;
277         s64 nsec;
278         unsigned int seq;
279
280         WARN_ON(timekeeping_suspended);
281
282         do {
283                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
284                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
285                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
286                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
287
288         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
289
290         ts->tv_sec += tomono.tv_sec;
291         ts->tv_nsec = 0;
292         timespec_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec);
293 }
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
295
296 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
297
298 /**
299  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
300  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
301  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
302  *
303  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
304  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
305  * format.
306  */
307 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
308 {
309         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
310         unsigned long seq;
311         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
312
313         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
314
315         do {
316                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
317
318                 *ts_raw = tk->raw_time;
319                 ts_real->tv_sec = tk->xtime_sec;
320                 ts_real->tv_nsec = 0;
321
322                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw(tk);
323                 nsecs_real = timekeeping_get_ns(tk);
324
325         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
326
327         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
328         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
331
332 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
333
334 /**
335  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
336  * @tv:         pointer to the timeval to be set
337  *
338  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
339  */
340 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
341 {
342         struct timespec now;
343
344         getnstimeofday(&now);
345         tv->tv_sec = now.tv_sec;
346         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
349
350 /**
351  * do_settimeofday - Sets the time of day
352  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
353  *
354  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
355  */
356 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
357 {
358         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
359         struct timespec ts_delta, xt;
360         unsigned long flags;
361
362         if (!timespec_valid_strict(tv))
363                 return -EINVAL;
364
365         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
366
367         timekeeping_forward_now(tk);
368
369         xt = tk_xtime(tk);
370         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xt.tv_sec;
371         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xt.tv_nsec;
372
373         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, ts_delta));
374
375         tk_set_xtime(tk, tv);
376
377         timekeeping_update(tk, true);
378
379         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
380
381         /* signal hrtimers about time change */
382         clock_was_set();
383
384         return 0;
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
387
388 /**
389  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
390  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
391  *
392  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
393  */
394 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
395 {
396         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
397         unsigned long flags;
398         struct timespec tmp;
399         int ret = 0;
400
401         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
402                 return -EINVAL;
403
404         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
405
406         timekeeping_forward_now(tk);
407
408         /* Make sure the proposed value is valid */
409         tmp = timespec_add(tk_xtime(tk),  *ts);
410         if (!timespec_valid_strict(&tmp)) {
411                 ret = -EINVAL;
412                 goto error;
413         }
414
415         tk_xtime_add(tk, ts);
416         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, *ts));
417
418 error: /* even if we error out, we forwarded the time, so call update */
419         timekeeping_update(tk, true);
420
421         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
422
423         /* signal hrtimers about time change */
424         clock_was_set();
425
426         return ret;
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
429
430 /**
431  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
432  *
433  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
434  */
435 static int change_clocksource(void *data)
436 {
437         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
438         struct clocksource *new, *old;
439         unsigned long flags;
440
441         new = (struct clocksource *) data;
442
443         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
444
445         timekeeping_forward_now(tk);
446         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
447                 old = tk->clock;
448                 tk_setup_internals(tk, new);
449                 if (old->disable)
450                         old->disable(old);
451         }
452         timekeeping_update(tk, true);
453
454         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
455
456         return 0;
457 }
458
459 /**
460  * timekeeping_notify - Install a new clock source
461  * @clock:              pointer to the clock source
462  *
463  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
464  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
465  */
466 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
467 {
468         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
469
470         if (tk->clock == clock)
471                 return;
472         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
473         tick_clock_notify();
474 }
475
476 /**
477  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
478  *
479  * returns the time in ktime_t format
480  */
481 ktime_t ktime_get_real(void)
482 {
483         struct timespec now;
484
485         getnstimeofday(&now);
486
487         return timespec_to_ktime(now);
488 }
489 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
490
491 /**
492  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
493  * @ts:         pointer to the timespec to be set
494  *
495  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
496  */
497 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
498 {
499         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
500         unsigned long seq;
501         s64 nsecs;
502
503         do {
504                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
505                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw(tk);
506                 *ts = tk->raw_time;
507
508         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
509
510         timespec_add_ns(ts, nsecs);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
513
514 /**
515  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
516  */
517 int timekeeping_valid_for_hres(void)
518 {
519         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
520         unsigned long seq;
521         int ret;
522
523         do {
524                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
525
526                 ret = tk->clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
527
528         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
529
530         return ret;
531 }
532
533 /**
534  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
535  */
536 u64 timekeeping_max_deferment(void)
537 {
538         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
539         unsigned long seq;
540         u64 ret;
541
542         do {
543                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
544
545                 ret = tk->clock->max_idle_ns;
546
547         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
548
549         return ret;
550 }
551
552 /**
553  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
554  *
555  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
556  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
557  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
558  *
559  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
560  */
561 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
562 {
563         ts->tv_sec = 0;
564         ts->tv_nsec = 0;
565 }
566
567 /**
568  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
569  *
570  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
571  * Function to read the exact time the system has been started.
572  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
573  *
574  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
575  */
576 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
577 {
578         ts->tv_sec = 0;
579         ts->tv_nsec = 0;
580 }
581
582 /*
583  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
584  */
585 void __init timekeeping_init(void)
586 {
587         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
588         struct clocksource *clock;
589         unsigned long flags;
590         struct timespec now, boot, tmp;
591
592         read_persistent_clock(&now);
593         if (!timespec_valid_strict(&now)) {
594                 pr_warn("WARNING: Persistent clock returned invalid value!\n"
595                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
596                 now.tv_sec = 0;
597                 now.tv_nsec = 0;
598         }
599
600         read_boot_clock(&boot);
601         if (!timespec_valid_strict(&boot)) {
602                 pr_warn("WARNING: Boot clock returned invalid value!\n"
603                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
604                 boot.tv_sec = 0;
605                 boot.tv_nsec = 0;
606         }
607
608         seqlock_init(&tk->lock);
609
610         ntp_init();
611
612         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
613         clock = clocksource_default_clock();
614         if (clock->enable)
615                 clock->enable(clock);
616         tk_setup_internals(tk, clock);
617
618         tk_set_xtime(tk, &now);
619         tk->raw_time.tv_sec = 0;
620         tk->raw_time.tv_nsec = 0;
621         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0)
622                 boot = tk_xtime(tk);
623
624         set_normalized_timespec(&tmp, -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
625         tk_set_wall_to_mono(tk, tmp);
626
627         tmp.tv_sec = 0;
628         tmp.tv_nsec = 0;
629         tk_set_sleep_time(tk, tmp);
630
631         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
632 }
633
634 /* time in seconds when suspend began */
635 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
636
637 /**
638  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
639  * @delta: pointer to a timespec delta value
640  *
641  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
642  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
643  */
644 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timekeeper *tk,
645                                                         struct timespec *delta)
646 {
647         if (!timespec_valid_strict(delta)) {
648                 printk(KERN_WARNING "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
649                                         "sleep delta value!\n");
650                 return;
651         }
652         tk_xtime_add(tk, delta);
653         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, *delta));
654         tk_set_sleep_time(tk, timespec_add(tk->total_sleep_time, *delta));
655 }
656
657 /**
658  * timekeeping_inject_sleeptime - Adds suspend interval to timeekeeping values
659  * @delta: pointer to a timespec delta value
660  *
661  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock
662  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
663  *
664  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
665  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
666  */
667 void timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
668 {
669         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
670         unsigned long flags;
671         struct timespec ts;
672
673         /* Make sure we don't set the clock twice */
674         read_persistent_clock(&ts);
675         if (!(ts.tv_sec == 0 && ts.tv_nsec == 0))
676                 return;
677
678         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
679
680         timekeeping_forward_now(tk);
681
682         __timekeeping_inject_sleeptime(tk, delta);
683
684         timekeeping_update(tk, true);
685
686         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
687
688         /* signal hrtimers about time change */
689         clock_was_set();
690 }
691
692 /**
693  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
694  *
695  * This is for the generic clocksource timekeeping.
696  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
697  * still managed by arch specific suspend/resume code.
698  */
699 static void timekeeping_resume(void)
700 {
701         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
702         unsigned long flags;
703         struct timespec ts;
704
705         read_persistent_clock(&ts);
706
707         clockevents_resume();
708         clocksource_resume();
709
710         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
711
712         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
713                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
714                 __timekeeping_inject_sleeptime(tk, &ts);
715         }
716         /* re-base the last cycle value */
717         tk->clock->cycle_last = tk->clock->read(tk->clock);
718         tk->ntp_error = 0;
719         timekeeping_suspended = 0;
720         timekeeping_update(tk, false);
721         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
722
723         touch_softlockup_watchdog();
724
725         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
726
727         /* Resume hrtimers */
728         hrtimers_resume();
729 }
730
731 static int timekeeping_suspend(void)
732 {
733         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
734         unsigned long flags;
735         struct timespec         delta, delta_delta;
736         static struct timespec  old_delta;
737
738         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
739
740         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
741         timekeeping_forward_now(tk);
742         timekeeping_suspended = 1;
743
744         /*
745          * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
746          * which each can add ~1 second drift error,
747          * try to compensate so the difference in system time
748          * and persistent_clock time stays close to constant.
749          */
750         delta = timespec_sub(tk_xtime(tk), timekeeping_suspend_time);
751         delta_delta = timespec_sub(delta, old_delta);
752         if (abs(delta_delta.tv_sec)  >= 2) {
753                 /*
754                  * if delta_delta is too large, assume time correction
755                  * has occured and set old_delta to the current delta.
756                  */
757                 old_delta = delta;
758         } else {
759                 /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
760                 timekeeping_suspend_time =
761                         timespec_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
762         }
763         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
764
765         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
766         clocksource_suspend();
767         clockevents_suspend();
768
769         return 0;
770 }
771
772 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
773 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
774         .resume         = timekeeping_resume,
775         .suspend        = timekeeping_suspend,
776 };
777
778 static int __init timekeeping_init_ops(void)
779 {
780         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
781         return 0;
782 }
783
784 device_initcall(timekeeping_init_ops);
785
786 /*
787  * If the error is already larger, we look ahead even further
788  * to compensate for late or lost adjustments.
789  */
790 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(struct timekeeper *tk,
791                                                  s64 error, s64 *interval,
792                                                  s64 *offset)
793 {
794         s64 tick_error, i;
795         u32 look_ahead, adj;
796         s32 error2, mult;
797
798         /*
799          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
800          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
801          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
802          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
803          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
804          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
805          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
806          */
807         error2 = tk->ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
808         error2 = abs(error2);
809         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
810                 error2 >>= 2;
811
812         /*
813          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
814          * remove the single look ahead already included in the error.
815          */
816         tick_error = ntp_tick_length() >> (tk->ntp_error_shift + 1);
817         tick_error -= tk->xtime_interval >> 1;
818         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
819
820         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
821         i = *interval;
822         mult = 1;
823         if (error < 0) {
824                 error = -error;
825                 *interval = -*interval;
826                 *offset = -*offset;
827                 mult = -1;
828         }
829         for (adj = 0; error > i; adj++)
830                 error >>= 1;
831
832         *interval <<= adj;
833         *offset <<= adj;
834         return mult << adj;
835 }
836
837 /*
838  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
839  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
840  * for other values we can do a bit more work.
841  */
842 static void timekeeping_adjust(struct timekeeper *tk, s64 offset)
843 {
844         s64 error, interval = tk->cycle_interval;
845         int adj;
846
847         /*
848          * The point of this is to check if the error is greater than half
849          * an interval.
850          *
851          * First we shift it down from NTP_SHIFT to clocksource->shifted nsecs.
852          *
853          * Note we subtract one in the shift, so that error is really error*2.
854          * This "saves" dividing(shifting) interval twice, but keeps the
855          * (error > interval) comparison as still measuring if error is
856          * larger than half an interval.
857          *
858          * Note: It does not "save" on aggravation when reading the code.
859          */
860         error = tk->ntp_error >> (tk->ntp_error_shift - 1);
861         if (error > interval) {
862                 /*
863                  * We now divide error by 4(via shift), which checks if
864                  * the error is greater than twice the interval.
865                  * If it is greater, we need a bigadjust, if its smaller,
866                  * we can adjust by 1.
867                  */
868                 error >>= 2;
869                 /*
870                  * XXX - In update_wall_time, we round up to the next
871                  * nanosecond, and store the amount rounded up into
872                  * the error. This causes the likely below to be unlikely.
873                  *
874                  * The proper fix is to avoid rounding up by using
875                  * the high precision tk->xtime_nsec instead of
876                  * xtime.tv_nsec everywhere. Fixing this will take some
877                  * time.
878                  */
879                 if (likely(error <= interval))
880                         adj = 1;
881                 else
882                         adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
883         } else {
884                 if (error < -interval) {
885                         /* See comment above, this is just switched for the negative */
886                         error >>= 2;
887                         if (likely(error >= -interval)) {
888                                 adj = -1;
889                                 interval = -interval;
890                                 offset = -offset;
891                         } else {
892                                 adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
893                         }
894                 } else {
895                         goto out_adjust;
896                 }
897         }
898
899         if (unlikely(tk->clock->maxadj &&
900                 (tk->mult + adj > tk->clock->mult + tk->clock->maxadj))) {
901                 printk_once(KERN_WARNING
902                         "Adjusting %s more than 11%% (%ld vs %ld)\n",
903                         tk->clock->name, (long)tk->mult + adj,
904                         (long)tk->clock->mult + tk->clock->maxadj);
905         }
906         /*
907          * So the following can be confusing.
908          *
909          * To keep things simple, lets assume adj == 1 for now.
910          *
911          * When adj != 1, remember that the interval and offset values
912          * have been appropriately scaled so the math is the same.
913          *
914          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
915          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
916          * one cycle_interval. This is because:
917          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
918          * So if mult is being incremented by one:
919          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
920          * Its the same as:
921          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
922          * Which can be shortened to:
923          *      xtime_interval += cycle_interval
924          *
925          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
926          * time (in shifted nanoseconds) is:
927          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
928          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
929          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
930          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
931          *
932          * So given the same offset value, we need the time to be the same
933          * both before and after the freq adjustment.
934          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
935          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
936          * So:
937          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
938          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
939          * And we know:
940          *      adj_2 = adj_1 + 1
941          * So:
942          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
943          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
944          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
945          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
946          * Canceling the sides:
947          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
948          * Which gives us:
949          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
950          * Which simplfies to:
951          *      xtime_nsec -= offset
952          *
953          * XXX - TODO: Doc ntp_error calculation.
954          */
955         tk->mult += adj;
956         tk->xtime_interval += interval;
957         tk->xtime_nsec -= offset;
958         tk->ntp_error -= (interval - offset) << tk->ntp_error_shift;
959
960 out_adjust:
961         /*
962          * It may be possible that when we entered this function, xtime_nsec
963          * was very small.  Further, if we're slightly speeding the clocksource
964          * in the code above, its possible the required corrective factor to
965          * xtime_nsec could cause it to underflow.
966          *
967          * Now, since we already accumulated the second, cannot simply roll
968          * the accumulated second back, since the NTP subsystem has been
969          * notified via second_overflow. So instead we push xtime_nsec forward
970          * by the amount we underflowed, and add that amount into the error.
971          *
972          * We'll correct this error next time through this function, when
973          * xtime_nsec is not as small.
974          */
975         if (unlikely((s64)tk->xtime_nsec < 0)) {
976                 s64 neg = -(s64)tk->xtime_nsec;
977                 tk->xtime_nsec = 0;
978                 tk->ntp_error += neg << tk->ntp_error_shift;
979         }
980
981 }
982
983 /**
984  * accumulate_nsecs_to_secs - Accumulates nsecs into secs
985  *
986  * Helper function that accumulates a the nsecs greater then a second
987  * from the xtime_nsec field to the xtime_secs field.
988  * It also calls into the NTP code to handle leapsecond processing.
989  *
990  */
991 static inline void accumulate_nsecs_to_secs(struct timekeeper *tk)
992 {
993         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
994
995         while (tk->xtime_nsec >= nsecps) {
996                 int leap;
997
998                 tk->xtime_nsec -= nsecps;
999                 tk->xtime_sec++;
1000
1001                 /* Figure out if its a leap sec and apply if needed */
1002                 leap = second_overflow(tk->xtime_sec);
1003                 if (unlikely(leap)) {
1004                         struct timespec ts;
1005
1006                         tk->xtime_sec += leap;
1007
1008                         ts.tv_sec = leap;
1009                         ts.tv_nsec = 0;
1010                         tk_set_wall_to_mono(tk,
1011                                 timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, ts));
1012
1013                         clock_was_set_delayed();
1014                 }
1015         }
1016 }
1017
1018 /**
1019  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
1020  *
1021  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
1022  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
1023  * loop.
1024  *
1025  * Returns the unconsumed cycles.
1026  */
1027 static cycle_t logarithmic_accumulation(struct timekeeper *tk, cycle_t offset,
1028                                                 u32 shift)
1029 {
1030         u64 raw_nsecs;
1031
1032         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
1033         if (offset < tk->cycle_interval<<shift)
1034                 return offset;
1035
1036         /* Accumulate one shifted interval */
1037         offset -= tk->cycle_interval << shift;
1038         tk->clock->cycle_last += tk->cycle_interval << shift;
1039
1040         tk->xtime_nsec += tk->xtime_interval << shift;
1041         accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1042
1043         /* Accumulate raw time */
1044         raw_nsecs = (u64)tk->raw_interval << shift;
1045         raw_nsecs += tk->raw_time.tv_nsec;
1046         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
1047                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
1048                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
1049                 tk->raw_time.tv_sec += raw_secs;
1050         }
1051         tk->raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
1052
1053         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
1054         tk->ntp_error += ntp_tick_length() << shift;
1055         tk->ntp_error -= (tk->xtime_interval + tk->xtime_remainder) <<
1056                                                 (tk->ntp_error_shift + shift);
1057
1058         return offset;
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
1062 static inline void old_vsyscall_fixup(struct timekeeper *tk)
1063 {
1064         s64 remainder;
1065
1066         /*
1067         * Store only full nanoseconds into xtime_nsec after rounding
1068         * it up and add the remainder to the error difference.
1069         * XXX - This is necessary to avoid small 1ns inconsistnecies caused
1070         * by truncating the remainder in vsyscalls. However, it causes
1071         * additional work to be done in timekeeping_adjust(). Once
1072         * the vsyscall implementations are converted to use xtime_nsec
1073         * (shifted nanoseconds), and CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
1074         * users are removed, this can be killed.
1075         */
1076         remainder = tk->xtime_nsec & ((1ULL << tk->shift) - 1);
1077         tk->xtime_nsec -= remainder;
1078         tk->xtime_nsec += 1ULL << tk->shift;
1079         tk->ntp_error += remainder << tk->ntp_error_shift;
1080
1081 }
1082 #else
1083 #define old_vsyscall_fixup(tk)
1084 #endif
1085
1086
1087
1088 /**
1089  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
1090  *
1091  */
1092 static void update_wall_time(void)
1093 {
1094         struct clocksource *clock;
1095         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1096         cycle_t offset;
1097         int shift = 0, maxshift;
1098         unsigned long flags;
1099
1100         write_seqlock_irqsave(&tk->lock, flags);
1101
1102         /* Make sure we're fully resumed: */
1103         if (unlikely(timekeeping_suspended))
1104                 goto out;
1105
1106         clock = tk->clock;
1107
1108 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
1109         offset = tk->cycle_interval;
1110 #else
1111         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
1112 #endif
1113
1114         /* Check if there's really nothing to do */
1115         if (offset < tk->cycle_interval)
1116                 goto out;
1117
1118         /*
1119          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
1120          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
1121          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
1122          * that is smaller than the offset.  We then accumulate that
1123          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
1124          * doubled multiple.
1125          */
1126         shift = ilog2(offset) - ilog2(tk->cycle_interval);
1127         shift = max(0, shift);
1128         /* Bound shift to one less than what overflows tick_length */
1129         maxshift = (64 - (ilog2(ntp_tick_length())+1)) - 1;
1130         shift = min(shift, maxshift);
1131         while (offset >= tk->cycle_interval) {
1132                 offset = logarithmic_accumulation(tk, offset, shift);
1133                 if (offset < tk->cycle_interval<<shift)
1134                         shift--;
1135         }
1136
1137         /* correct the clock when NTP error is too big */
1138         timekeeping_adjust(tk, offset);
1139
1140         /*
1141          * XXX This can be killed once everyone converts
1142          * to the new update_vsyscall.
1143          */
1144         old_vsyscall_fixup(tk);
1145
1146         /*
1147          * Finally, make sure that after the rounding
1148          * xtime_nsec isn't larger than NSEC_PER_SEC
1149          */
1150         accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1151
1152         timekeeping_update(tk, false);
1153
1154 out:
1155         write_sequnlock_irqrestore(&tk->lock, flags);
1156
1157 }
1158
1159 /**
1160  * getboottime - Return the real time of system boot.
1161  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1162  *
1163  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
1164  *
1165  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
1166  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
1167  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
1168  * you get the right time here).
1169  */
1170 void getboottime(struct timespec *ts)
1171 {
1172         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1173         struct timespec boottime = {
1174                 .tv_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec +
1175                                 tk->total_sleep_time.tv_sec,
1176                 .tv_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec +
1177                                 tk->total_sleep_time.tv_nsec
1178         };
1179
1180         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
1183
1184 /**
1185  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
1186  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1187  *
1188  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
1189  *
1190  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
1191  * includes the time spent in suspend.
1192  */
1193 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
1194 {
1195         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1196         struct timespec tomono, sleep;
1197         s64 nsec;
1198         unsigned int seq;
1199
1200         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1201
1202         do {
1203                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1204                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
1205                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
1206                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
1207                 sleep = tk->total_sleep_time;
1208
1209         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1210
1211         ts->tv_sec += tomono.tv_sec + sleep.tv_sec;
1212         ts->tv_nsec = 0;
1213         timespec_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec);
1214 }
1215 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
1216
1217 /**
1218  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
1219  *
1220  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
1221  *
1222  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
1223  * includes the time spent in suspend.
1224  */
1225 ktime_t ktime_get_boottime(void)
1226 {
1227         struct timespec ts;
1228
1229         get_monotonic_boottime(&ts);
1230         return timespec_to_ktime(ts);
1231 }
1232 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
1233
1234 /**
1235  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
1236  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
1237  */
1238 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
1239 {
1240         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1241
1242         *ts = timespec_add(*ts, tk->total_sleep_time);
1243 }
1244 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
1245
1246 unsigned long get_seconds(void)
1247 {
1248         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1249
1250         return tk->xtime_sec;
1251 }
1252 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
1253
1254 struct timespec __current_kernel_time(void)
1255 {
1256         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1257
1258         return tk_xtime(tk);
1259 }
1260
1261 struct timespec current_kernel_time(void)
1262 {
1263         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1264         struct timespec now;
1265         unsigned long seq;
1266
1267         do {
1268                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1269
1270                 now = tk_xtime(tk);
1271         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1272
1273         return now;
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1276
1277 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1278 {
1279         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1280         struct timespec now, mono;
1281         unsigned long seq;
1282
1283         do {
1284                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1285
1286                 now = tk_xtime(tk);
1287                 mono = tk->wall_to_monotonic;
1288         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1289
1290         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1291                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1292         return now;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Must hold jiffies_lock
1297  */
1298 void do_timer(unsigned long ticks)
1299 {
1300         jiffies_64 += ticks;
1301         update_wall_time();
1302         calc_global_load(ticks);
1303 }
1304
1305 /**
1306  * get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset() - get xtime, wall_to_monotonic,
1307  *    and sleep offsets.
1308  * @xtim:       pointer to timespec to be set with xtime
1309  * @wtom:       pointer to timespec to be set with wall_to_monotonic
1310  * @sleep:      pointer to timespec to be set with time in suspend
1311  */
1312 void get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(struct timespec *xtim,
1313                                 struct timespec *wtom, struct timespec *sleep)
1314 {
1315         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1316         unsigned long seq;
1317
1318         do {
1319                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1320                 *xtim = tk_xtime(tk);
1321                 *wtom = tk->wall_to_monotonic;
1322                 *sleep = tk->total_sleep_time;
1323         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1324 }
1325
1326 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1327 /**
1328  * ktime_get_update_offsets - hrtimer helper
1329  * @offs_real:  pointer to storage for monotonic -> realtime offset
1330  * @offs_boot:  pointer to storage for monotonic -> boottime offset
1331  *
1332  * Returns current monotonic time and updates the offsets
1333  * Called from hrtimer_interupt() or retrigger_next_event()
1334  */
1335 ktime_t ktime_get_update_offsets(ktime_t *offs_real, ktime_t *offs_boot)
1336 {
1337         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1338         ktime_t now;
1339         unsigned int seq;
1340         u64 secs, nsecs;
1341
1342         do {
1343                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1344
1345                 secs = tk->xtime_sec;
1346                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
1347
1348                 *offs_real = tk->offs_real;
1349                 *offs_boot = tk->offs_boot;
1350         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1351
1352         now = ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
1353         now = ktime_sub(now, *offs_real);
1354         return now;
1355 }
1356 #endif
1357
1358 /**
1359  * ktime_get_monotonic_offset() - get wall_to_monotonic in ktime_t format
1360  */
1361 ktime_t ktime_get_monotonic_offset(void)
1362 {
1363         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1364         unsigned long seq;
1365         struct timespec wtom;
1366
1367         do {
1368                 seq = read_seqbegin(&tk->lock);
1369                 wtom = tk->wall_to_monotonic;
1370         } while (read_seqretry(&tk->lock, seq));
1371
1372         return timespec_to_ktime(wtom);
1373 }
1374 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_monotonic_offset);
1375
1376 /**
1377  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1378  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1379  *
1380  * Must be called with interrupts disabled.
1381  */
1382 void xtime_update(unsigned long ticks)
1383 {
1384         write_seqlock(&jiffies_lock);
1385         do_timer(ticks);
1386         write_sequnlock(&jiffies_lock);
1387 }