kernel/time.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/time.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *
   6  *  This file contains the interface functions for the various
   7  *  time related system calls: time, stime, gettimeofday, settimeofday,
   8  *                             adjtime
   9  */
  10 /*
  11  * Modification history kernel/time.c
  12  *
  13  * 1993-09-02    Philip Gladstone
  14  *      Created file with time related functions from sched.c and adjtimex()
  15  * 1993-10-08    Torsten Duwe
  16  *      adjtime interface update and CMOS clock write code
  17  * 1995-08-13    Torsten Duwe
  18  *      kernel PLL updated to 1994-12-13 specs (rfc-1589)
  19  * 1999-01-16    Ulrich Windl
  20  *      Introduced error checking for many cases in adjtimex().
  21  *      Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
  22  *      "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
  23  *      Allow time_constant larger than MAXTC(6) for NTP v4 (MAXTC == 10)
  24  *      (Even though the technical memorandum forbids it)
  25  * 2004-07-14    Christoph Lameter
  26  *      Added getnstimeofday to allow the posix timer functions to return
  27  *      with nanosecond accuracy
  28  */
  29
  30 #include <linux/module.h>
  31 #include <linux/timex.h>
  32 #include <linux/capability.h>
  33 #include <linux/errno.h>
  34 #include <linux/smp_lock.h>
  35 #include <linux/syscalls.h>
  36 #include <linux/security.h>
  37 #include <linux/fs.h>
  38 #include <linux/module.h>
  39
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41 #include <asm/unistd.h>
  42
  43 /*
  44  * The timezone where the local system is located.  Used as a default by some
  45  * programs who obtain this value by using gettimeofday.
  46  */
  47 struct timezone sys_tz;
  48
  49 EXPORT_SYMBOL(sys_tz);
  50
  51 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_TIME
  52
  53 /*
  54  * sys_time() can be implemented in user-level using
  55  * sys_gettimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
  56  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
  57  * architectures that need it).
  58  */
  59 asmlinkage long sys_time(time_t __user * tloc)
  60 {
  61         time_t i;
  62         struct timeval tv;
  63
  64         do_gettimeofday(&tv);
  65         i = tv.tv_sec;
  66
  67         if (tloc) {
  68                 if (put_user(i,tloc))
  69                         i = -EFAULT;
  70         }
  71         return i;
  72 }
  73
  74 /*
  75  * sys_stime() can be implemented in user-level using
  76  * sys_settimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
  77  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
  78  * architectures that need it).
  79  */
  80
  81 asmlinkage long sys_stime(time_t __user *tptr)
  82 {
  83         struct timespec tv;
  84         int err;
  85
  86         if (get_user(tv.tv_sec, tptr))
  87                 return -EFAULT;
  88
  89         tv.tv_nsec = 0;
  90
  91         err = security_settime(&tv, NULL);
  92         if (err)
  93                 return err;
  94
  95         do_settimeofday(&tv);
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 #endif /* __ARCH_WANT_SYS_TIME */
 100
 101 asmlinkage long sys_gettimeofday(struct timeval __user *tv, struct timezone __user *tz)
 102 {
 103         if (likely(tv != NULL)) {
 104                 struct timeval ktv;
 105                 do_gettimeofday(&ktv);
 106                 if (copy_to_user(tv, &ktv, sizeof(ktv)))
 107                         return -EFAULT;
 108         }
 109         if (unlikely(tz != NULL)) {
 110                 if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))
 111                         return -EFAULT;
 112         }
 113         return 0;
 114 }
 115
 116 /*
 117  * Adjust the time obtained from the CMOS to be UTC time instead of
 118  * local time.
 119  *
 120  * This is ugly, but preferable to the alternatives.  Otherwise we
 121  * would either need to write a program to do it in /etc/rc (and risk
 122  * confusion if the program gets run more than once; it would also be
 123  * hard to make the program warp the clock precisely n hours)  or
 124  * compile in the timezone information into the kernel.  Bad, bad....
 125  *
 126  *                                              - TYT, 1992-01-01
 127  *
 128  * The best thing to do is to keep the CMOS clock in universal time (UTC)
 129  * as real UNIX machines always do it. This avoids all headaches about
 130  * daylight saving times and warping kernel clocks.
 131  */
 132 static inline void warp_clock(void)
 133 {
 134         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
 135         wall_to_monotonic.tv_sec -= sys_tz.tz_minuteswest * 60;
 136         xtime.tv_sec += sys_tz.tz_minuteswest * 60;
 137         time_interpolator_reset();
 138         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
 139         clock_was_set();
 140 }
 141
 142 /*
 143  * In case for some reason the CMOS clock has not already been running
 144  * in UTC, but in some local time: The first time we set the timezone,
 145  * we will warp the clock so that it is ticking UTC time instead of
 146  * local time. Presumably, if someone is setting the timezone then we
 147  * are running in an environment where the programs understand about
 148  * timezones. This should be done at boot time in the /etc/rc script,
 149  * as soon as possible, so that the clock can be set right. Otherwise,
 150  * various programs will get confused when the clock gets warped.
 151  */
 152
 153 int do_sys_settimeofday(struct timespec *tv, struct timezone *tz)
 154 {
 155         static int firsttime = 1;
 156         int error = 0;
 157
 158         if (tv && !timespec_valid(tv))
 159                 return -EINVAL;
 160
 161         error = security_settime(tv, tz);
 162         if (error)
 163                 return error;
 164
 165         if (tz) {
 166                 /* SMP safe, global irq locking makes it work. */
 167                 sys_tz = *tz;
 168                 if (firsttime) {
 169                         firsttime = 0;
 170                         if (!tv)
 171                                 warp_clock();
 172                 }
 173         }
 174         if (tv)
 175         {
 176                 /* SMP safe, again the code in arch/foo/time.c should
 177                  * globally block out interrupts when it runs.
 178                  */
 179                 return do_settimeofday(tv);
 180         }
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 asmlinkage long sys_settimeofday(struct timeval __user *tv,
 185                                 struct timezone __user *tz)
 186 {
 187         struct timeval user_tv;
 188         struct timespec new_ts;
 189         struct timezone new_tz;
 190
 191         if (tv) {
 192                 if (copy_from_user(&user_tv, tv, sizeof(*tv)))
 193                         return -EFAULT;
 194                 new_ts.tv_sec = user_tv.tv_sec;
 195                 new_ts.tv_nsec = user_tv.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
 196         }
 197         if (tz) {
 198                 if (copy_from_user(&new_tz, tz, sizeof(*tz)))
 199                         return -EFAULT;
 200         }
 201
 202         return do_sys_settimeofday(tv ? &new_ts : NULL, tz ? &new_tz : NULL);
 203 }
 204
 205 asmlinkage long sys_adjtimex(struct timex __user *txc_p)
 206 {
 207         struct timex txc;               /* Local copy of parameter */
 208         int ret;
 209
 210         /* Copy the user data space into the kernel copy
 211          * structure. But bear in mind that the structures
 212          * may change
 213          */
 214         if(copy_from_user(&txc, txc_p, sizeof(struct timex)))
 215                 return -EFAULT;
 216         ret = do_adjtimex(&txc);
 217         return copy_to_user(txc_p, &txc, sizeof(struct timex)) ? -EFAULT : ret;
 218 }
 219
 220 inline struct timespec current_kernel_time(void)
 221 {
 222         struct timespec now;
 223         unsigned long seq;
 224
 225         do {
 226                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 227
 228                 now = xtime;
 229         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 230
 231         return now;
 232 }
 233
 234 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
 235
 236 /**
 237  * current_fs_time - Return FS time
 238  * @sb: Superblock.
 239  *
 240  * Return the current time truncated to the time granularity supported by
 241  * the fs.
 242  */
 243 struct timespec current_fs_time(struct super_block *sb)
 244 {
 245         struct timespec now = current_kernel_time();
 246         return timespec_trunc(now, sb->s_time_gran);
 247 }
 248 EXPORT_SYMBOL(current_fs_time);
 249
 250 /**
 251  * timespec_trunc - Truncate timespec to a granularity
 252  * @t: Timespec
 253  * @gran: Granularity in ns.
 254  *
 255  * Truncate a timespec to a granularity. gran must be smaller than a second.
 256  * Always rounds down.
 257  *
 258  * This function should be only used for timestamps returned by
 259  * current_kernel_time() or CURRENT_TIME, not with do_gettimeofday() because
 260  * it doesn't handle the better resolution of the later.
 261  */
 262 struct timespec timespec_trunc(struct timespec t, unsigned gran)
 263 {
 264         /*
 265          * Division is pretty slow so avoid it for common cases.
 266          * Currently current_kernel_time() never returns better than
 267          * jiffies resolution. Exploit that.
 268          */
 269         if (gran <= jiffies_to_usecs(1) * 1000) {
 270                 /* nothing */
 271         } else if (gran == 1000000000) {
 272                 t.tv_nsec = 0;
 273         } else {
 274                 t.tv_nsec -= t.tv_nsec % gran;
 275         }
 276         return t;
 277 }
 278 EXPORT_SYMBOL(timespec_trunc);
 279
 280 #ifdef CONFIG_TIME_INTERPOLATION
 281 void getnstimeofday (struct timespec *tv)
 282 {
 283         unsigned long seq,sec,nsec;
 284
 285         do {
 286                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 287                 sec = xtime.tv_sec;
 288                 nsec = xtime.tv_nsec+time_interpolator_get_offset();
 289         } while (unlikely(read_seqretry(&xtime_lock, seq)));
 290
 291         while (unlikely(nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
 292                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 293                 ++sec;
 294         }
 295         tv->tv_sec = sec;
 296         tv->tv_nsec = nsec;
 297 }
 298 EXPORT_SYMBOL_GPL(getnstimeofday);
 299
 300 int do_settimeofday (struct timespec *tv)
 301 {
 302         time_t wtm_sec, sec = tv->tv_sec;
 303         long wtm_nsec, nsec = tv->tv_nsec;
 304
 305         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 306                 return -EINVAL;
 307
 308         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
 309         {
 310                 wtm_sec  = wall_to_monotonic.tv_sec + (xtime.tv_sec - sec);
 311                 wtm_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + (xtime.tv_nsec - nsec);
 312
 313                 set_normalized_timespec(&xtime, sec, nsec);
 314                 set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic, wtm_sec, wtm_nsec);
 315
 316                 time_adjust = 0;                /* stop active adjtime() */
 317                 time_status |= STA_UNSYNC;
 318                 time_maxerror = NTP_PHASE_LIMIT;
 319                 time_esterror = NTP_PHASE_LIMIT;
 320                 time_interpolator_reset();
 321         }
 322         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
 323         clock_was_set();
 324         return 0;
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 327
 328 void do_gettimeofday (struct timeval *tv)
 329 {
 330         unsigned long seq, nsec, usec, sec, offset;
 331         do {
 332                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 333                 offset = time_interpolator_get_offset();
 334                 sec = xtime.tv_sec;
 335                 nsec = xtime.tv_nsec;
 336         } while (unlikely(read_seqretry(&xtime_lock, seq)));
 337
 338         usec = (nsec + offset) / 1000;
 339
 340         while (unlikely(usec >= USEC_PER_SEC)) {
 341                 usec -= USEC_PER_SEC;
 342                 ++sec;
 343         }
 344
 345         tv->tv_sec = sec;
 346         tv->tv_usec = usec;
 347 }
 348
 349 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 350
 351
 352 #else
 353 #ifndef CONFIG_GENERIC_TIME
 354 /*
 355  * Simulate gettimeofday using do_gettimeofday which only allows a timeval
 356  * and therefore only yields usec accuracy
 357  */
 358 void getnstimeofday(struct timespec *tv)
 359 {
 360         struct timeval x;
 361
 362         do_gettimeofday(&x);
 363         tv->tv_sec = x.tv_sec;
 364         tv->tv_nsec = x.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
 365 }
 366 EXPORT_SYMBOL_GPL(getnstimeofday);
 367 #endif
 368 #endif
 369
 370 /* Converts Gregorian date to seconds since 1970-01-01 00:00:00.
 371  * Assumes input in normal date format, i.e. 1980-12-31 23:59:59
 372  * => year=1980, mon=12, day=31, hour=23, min=59, sec=59.
 373  *
 374  * [For the Julian calendar (which was used in Russia before 1917,
 375  * Britain & colonies before 1752, anywhere else before 1582,
 376  * and is still in use by some communities) leave out the
 377  * -year/100+year/400 terms, and add 10.]
 378  *
 379  * This algorithm was first published by Gauss (I think).
 380  *
 381  * WARNING: this function will overflow on 2106-02-07 06:28:16 on
 382  * machines were long is 32-bit! (However, as time_t is signed, we
 383  * will already get problems at other places on 2038-01-19 03:14:08)
 384  */
 385 unsigned long
 386 mktime(const unsigned int year0, const unsigned int mon0,
 387        const unsigned int day, const unsigned int hour,
 388        const unsigned int min, const unsigned int sec)
 389 {
 390         unsigned int mon = mon0, year = year0;
 391
 392         /* 1..12 -> 11,12,1..10 */
 393         if (0 >= (int) (mon -= 2)) {
 394                 mon += 12;      /* Puts Feb last since it has leap day */
 395                 year -= 1;
 396         }
 397
 398         return ((((unsigned long)
 399                   (year/4 - year/100 + year/400 + 367*mon/12 + day) +
 400                   year*365 - 719499
 401             )*24 + hour /* now have hours */
 402           )*60 + min /* now have minutes */
 403         )*60 + sec; /* finally seconds */
 404 }
 405
 406 EXPORT_SYMBOL(mktime);
 407
 408 /**
 409  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
 410  *
 411  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
 412  * @sec:        seconds to set
 413  * @nsec:       nanoseconds to set
 414  *
 415  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
 416  * normalize to the timespec storage format
 417  *
 418  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
 419  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
 420  * For negative values only the tv_sec field is negative !
 421  */
 422 void set_normalized_timespec(struct timespec *ts, time_t sec, long nsec)
 423 {
 424         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 425                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 426                 ++sec;
 427         }
 428         while (nsec < 0) {
 429                 nsec += NSEC_PER_SEC;
 430                 --sec;
 431         }
 432         ts->tv_sec = sec;
 433         ts->tv_nsec = nsec;
 434 }
 435
 436 /**
 437  * ns_to_timespec - Convert nanoseconds to timespec
 438  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 439  *
 440  * Returns the timespec representation of the nsec parameter.
 441  */
 442 struct timespec ns_to_timespec(const s64 nsec)
 443 {
 444         struct timespec ts;
 445
 446         if (!nsec)
 447                 return (struct timespec) {0, 0};
 448
 449         ts.tv_sec = div_long_long_rem_signed(nsec, NSEC_PER_SEC, &ts.tv_nsec);
 450         if (unlikely(nsec < 0))
 451                 set_normalized_timespec(&ts, ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
 452
 453         return ts;
 454 }
 455
 456 /**
 457  * ns_to_timeval - Convert nanoseconds to timeval
 458  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 459  *
 460  * Returns the timeval representation of the nsec parameter.
 461  */
 462 struct timeval ns_to_timeval(const s64 nsec)
 463 {
 464         struct timespec ts = ns_to_timespec(nsec);
 465         struct timeval tv;
 466
 467         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
 468         tv.tv_usec = (suseconds_t) ts.tv_nsec / 1000;
 469
 470         return tv;
 471 }
 472
 473 #if (BITS_PER_LONG < 64)
 474 u64 get_jiffies_64(void)
 475 {
 476         unsigned long seq;
 477         u64 ret;
 478
 479         do {
 480                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 481                 ret = jiffies_64;
 482         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 483         return ret;
 484 }
 485
 486 EXPORT_SYMBOL(get_jiffies_64);
 487 #endif
 488
 489 EXPORT_SYMBOL(jiffies);