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