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/sysdev.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         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
  36         u32     raw_interval;
  37
  38         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
  39         u64     xtime_nsec;
  40         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
  41          * shifted nano seconds. */
  42         s64     ntp_error;
  43         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
  44          * ntp shifted nano seconds. */
  45         int     ntp_error_shift;
  46         /* NTP adjusted clock multiplier */
  47         u32     mult;
  48 };
  49
  50 struct timekeeper timekeeper;
  51
  52 /**
  53  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
  54  *
  55  * @clock:              Pointer to clocksource.
  56  *
  57  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
  58  * pair and interval request.
  59  *
  60  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
  61  */
  62 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
  63 {
  64         cycle_t interval;
  65         u64 tmp;
  66
  67         timekeeper.clock = clock;
  68         clock->cycle_last = clock->read(clock);
  69
  70         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
  71         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
  72         tmp <<= clock->shift;
  73         tmp += clock->mult/2;
  74         do_div(tmp, clock->mult);
  75         if (tmp == 0)
  76                 tmp = 1;
  77
  78         interval = (cycle_t) tmp;
  79         timekeeper.cycle_interval = interval;
  80
  81         /* Go back from cycles -> shifted ns */
  82         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
  83         timekeeper.raw_interval =
  84                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
  85
  86         timekeeper.xtime_nsec = 0;
  87         timekeeper.shift = clock->shift;
  88
  89         timekeeper.ntp_error = 0;
  90         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
  91
  92         /*
  93          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
  94          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
  95          * to counteract clock drifting.
  96          */
  97         timekeeper.mult = clock->mult;
  98 }
  99
 100 /* Timekeeper helper functions. */
 101 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
 102 {
 103         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 104         struct clocksource *clock;
 105
 106         /* read clocksource: */
 107         clock = timekeeper.clock;
 108         cycle_now = clock->read(clock);
 109
 110         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 111         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 112
 113         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 114         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 115                                   timekeeper.shift);
 116 }
 117
 118 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
 119 {
 120         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 121         struct clocksource *clock;
 122
 123         /* read clocksource: */
 124         clock = timekeeper.clock;
 125         cycle_now = clock->read(clock);
 126
 127         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 128         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 129
 130         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 131         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 132 }
 133
 134 /*
 135  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
 136  * playing with xtime.
 137  */
 138 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
 139
 140
 141 /*
 142  * The current time
 143  * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
 144  * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
 145  * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
 146  * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
 147  * the usual normalization.
 148  *
 149  * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the monotonic
 150  * time not to jump. We need to add total_sleep_time to wall_to_monotonic
 151  * to get the real boot based time offset.
 152  *
 153  * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
 154  * used instead.
 155  */
 156 struct timespec xtime __attribute__ ((aligned (16)));
 157 struct timespec wall_to_monotonic __attribute__ ((aligned (16)));
 158 static struct timespec total_sleep_time;
 159
 160 /*
 161  * The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock.
 162  */
 163 struct timespec raw_time;
 164
 165 /* flag for if timekeeping is suspended */
 166 int __read_mostly timekeeping_suspended;
 167
 168 static struct timespec xtime_cache __attribute__ ((aligned (16)));
 169 void update_xtime_cache(u64 nsec)
 170 {
 171         xtime_cache = xtime;
 172         timespec_add_ns(&xtime_cache, nsec);
 173 }
 174
 175 /* must hold xtime_lock */
 176 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
 177 {
 178         xtime.tv_sec += leapsecond;
 179         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
 180         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 181 }
 182
 183 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 184
 185 /**
 186  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
 187  *
 188  * Forward the current clock to update its state since the last call to
 189  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
 190  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
 191  */
 192 static void timekeeping_forward_now(void)
 193 {
 194         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 195         struct clocksource *clock;
 196         s64 nsec;
 197
 198         clock = timekeeper.clock;
 199         cycle_now = clock->read(clock);
 200         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 201         clock->cycle_last = cycle_now;
 202
 203         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 204                                   timekeeper.shift);
 205
 206         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 207         nsec += arch_gettimeoffset();
 208
 209         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
 210
 211         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 212         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
 213 }
 214
 215 /**
 216  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
 217  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 218  *
 219  * Returns the time of day in a timespec.
 220  */
 221 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
 222 {
 223         unsigned long seq;
 224         s64 nsecs;
 225
 226         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 227
 228         do {
 229                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 230
 231                 *ts = xtime;
 232                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 233
 234                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 235                 nsecs += arch_gettimeoffset();
 236
 237         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 238
 239         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 240 }
 241
 242 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
 243
 244 ktime_t ktime_get(void)
 245 {
 246         unsigned int seq;
 247         s64 secs, nsecs;
 248
 249         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 250
 251         do {
 252                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 253                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
 254                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
 255                 nsecs += timekeeping_get_ns();
 256
 257         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 258         /*
 259          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
 260          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
 261          */
 262         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
 263 }
 264 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 265
 266 /**
 267  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 268  * @ts:         pointer to timespec variable
 269  *
 270  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 271  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 272  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 273  */
 274 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 275 {
 276         struct timespec tomono;
 277         unsigned int seq;
 278         s64 nsecs;
 279
 280         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 281
 282         do {
 283                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 284                 *ts = xtime;
 285                 tomono = wall_to_monotonic;
 286                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 287
 288         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 289
 290         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 291                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
 292 }
 293 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 294
 295 /**
 296  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
 297  * @tv:         pointer to the timeval to be set
 298  *
 299  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
 300  */
 301 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 302 {
 303         struct timespec now;
 304
 305         getnstimeofday(&now);
 306         tv->tv_sec = now.tv_sec;
 307         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
 308 }
 309
 310 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 311 /**
 312  * do_settimeofday - Sets the time of day
 313  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
 314  *
 315  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
 316  */
 317 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 318 {
 319         struct timespec ts_delta;
 320         unsigned long flags;
 321
 322         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 323                 return -EINVAL;
 324
 325         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 326
 327         timekeeping_forward_now();
 328
 329         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
 330         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
 331         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
 332
 333         xtime = *tv;
 334
 335         update_xtime_cache(0);
 336
 337         timekeeper.ntp_error = 0;
 338         ntp_clear();
 339
 340         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 341
 342         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 343
 344         /* signal hrtimers about time change */
 345         clock_was_set();
 346
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 351
 352 /**
 353  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
 354  *
 355  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
 356  */
 357 static int change_clocksource(void *data)
 358 {
 359         struct clocksource *new, *old;
 360
 361         new = (struct clocksource *) data;
 362
 363         timekeeping_forward_now();
 364         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
 365                 old = timekeeper.clock;
 366                 timekeeper_setup_internals(new);
 367                 if (old->disable)
 368                         old->disable(old);
 369         }
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 /**
 374  * timekeeping_notify - Install a new clock source
 375  * @clock:              pointer to the clock source
 376  *
 377  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
 378  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
 379  */
 380 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
 381 {
 382         if (timekeeper.clock == clock)
 383                 return;
 384         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
 385         tick_clock_notify();
 386 }
 387
 388 #else /* GENERIC_TIME */
 389
 390 static inline void timekeeping_forward_now(void) { }
 391
 392 /**
 393  * ktime_get - get the monotonic time in ktime_t format
 394  *
 395  * returns the time in ktime_t format
 396  */
 397 ktime_t ktime_get(void)
 398 {
 399         struct timespec now;
 400
 401         ktime_get_ts(&now);
 402
 403         return timespec_to_ktime(now);
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 406
 407 /**
 408  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 409  * @ts:         pointer to timespec variable
 410  *
 411  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 412  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 413  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 414  */
 415 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 416 {
 417         struct timespec tomono;
 418         unsigned long seq;
 419
 420         do {
 421                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 422                 getnstimeofday(ts);
 423                 tomono = wall_to_monotonic;
 424
 425         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 426
 427         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 428                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec);
 429 }
 430 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 431
 432 #endif /* !GENERIC_TIME */
 433
 434 /**
 435  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
 436  *
 437  * returns the time in ktime_t format
 438  */
 439 ktime_t ktime_get_real(void)
 440 {
 441         struct timespec now;
 442
 443         getnstimeofday(&now);
 444
 445         return timespec_to_ktime(now);
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
 448
 449 /**
 450  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
 451  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 452  *
 453  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
 454  */
 455 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
 456 {
 457         unsigned long seq;
 458         s64 nsecs;
 459
 460         do {
 461                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 462                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
 463                 *ts = raw_time;
 464
 465         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 466
 467         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 468 }
 469 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
 470
 471
 472 /**
 473  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
 474  */
 475 int timekeeping_valid_for_hres(void)
 476 {
 477         unsigned long seq;
 478         int ret;
 479
 480         do {
 481                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 482
 483                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
 484
 485         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 486
 487         return ret;
 488 }
 489
 490 /**
 491  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
 492  *
 493  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
 494  * ensure that the clocksource does not change!
 495  */
 496 u64 timekeeping_max_deferment(void)
 497 {
 498         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
 499 }
 500
 501 /**
 502  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
 503  *
 504  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 505  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
 506  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 507  *
 508  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 509  */
 510 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 511 {
 512         ts->tv_sec = 0;
 513         ts->tv_nsec = 0;
 514 }
 515
 516 /**
 517  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
 518  *
 519  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 520  * Function to read the exact time the system has been started.
 521  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 522  *
 523  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 524  */
 525 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
 526 {
 527         ts->tv_sec = 0;
 528         ts->tv_nsec = 0;
 529 }
 530
 531 /*
 532  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
 533  */
 534 void __init timekeeping_init(void)
 535 {
 536         struct clocksource *clock;
 537         unsigned long flags;
 538         struct timespec now, boot;
 539
 540         read_persistent_clock(&now);
 541         read_boot_clock(&boot);
 542
 543         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 544
 545         ntp_init();
 546
 547         clock = clocksource_default_clock();
 548         if (clock->enable)
 549                 clock->enable(clock);
 550         timekeeper_setup_internals(clock);
 551
 552         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
 553         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
 554         raw_time.tv_sec = 0;
 555         raw_time.tv_nsec = 0;
 556         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
 557                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
 558                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
 559         }
 560         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 561                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
 562         update_xtime_cache(0);
 563         total_sleep_time.tv_sec = 0;
 564         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
 565         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 566 }
 567
 568 /* time in seconds when suspend began */
 569 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
 570
 571 /**
 572  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
 573  * @dev:        unused
 574  *
 575  * This is for the generic clocksource timekeeping.
 576  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
 577  * still managed by arch specific suspend/resume code.
 578  */
 579 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
 580 {
 581         unsigned long flags;
 582         struct timespec ts;
 583
 584         read_persistent_clock(&ts);
 585
 586         clocksource_resume();
 587
 588         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 589
 590         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
 591                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
 592                 xtime = timespec_add_safe(xtime, ts);
 593                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
 594                 total_sleep_time = timespec_add_safe(total_sleep_time, ts);
 595         }
 596         update_xtime_cache(0);
 597         /* re-base the last cycle value */
 598         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
 599         timekeeper.ntp_error = 0;
 600         timekeeping_suspended = 0;
 601         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 602
 603         touch_softlockup_watchdog();
 604
 605         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
 606
 607         /* Resume hrtimers */
 608         hres_timers_resume();
 609
 610         return 0;
 611 }
 612
 613 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 614 {
 615         unsigned long flags;
 616
 617         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
 618
 619         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 620         timekeeping_forward_now();
 621         timekeeping_suspended = 1;
 622         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 623
 624         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
 625
 626         return 0;
 627 }
 628
 629 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
 630 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
 631         .name           = "timekeeping",
 632         .resume         = timekeeping_resume,
 633         .suspend        = timekeeping_suspend,
 634 };
 635
 636 static struct sys_device device_timer = {
 637         .id             = 0,
 638         .cls            = &timekeeping_sysclass,
 639 };
 640
 641 static int __init timekeeping_init_device(void)
 642 {
 643         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
 644         if (!error)
 645                 error = sysdev_register(&device_timer);
 646         return error;
 647 }
 648
 649 device_initcall(timekeeping_init_device);
 650
 651 /*
 652  * If the error is already larger, we look ahead even further
 653  * to compensate for late or lost adjustments.
 654  */
 655 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
 656                                                  s64 *offset)
 657 {
 658         s64 tick_error, i;
 659         u32 look_ahead, adj;
 660         s32 error2, mult;
 661
 662         /*
 663          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
 664          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
 665          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
 666          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
 667          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
 668          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
 669          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
 670          */
 671         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
 672         error2 = abs(error2);
 673         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
 674                 error2 >>= 2;
 675
 676         /*
 677          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
 678          * remove the single look ahead already included in the error.
 679          */
 680         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
 681         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
 682         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
 683
 684         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
 685         i = *interval;
 686         mult = 1;
 687         if (error < 0) {
 688                 error = -error;
 689                 *interval = -*interval;
 690                 *offset = -*offset;
 691                 mult = -1;
 692         }
 693         for (adj = 0; error > i; adj++)
 694                 error >>= 1;
 695
 696         *interval <<= adj;
 697         *offset <<= adj;
 698         return mult << adj;
 699 }
 700
 701 /*
 702  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
 703  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
 704  * for other values we can do a bit more work.
 705  */
 706 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
 707 {
 708         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
 709         int adj;
 710
 711         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
 712         if (error > interval) {
 713                 error >>= 2;
 714                 if (likely(error <= interval))
 715                         adj = 1;
 716                 else
 717                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 718         } else if (error < -interval) {
 719                 error >>= 2;
 720                 if (likely(error >= -interval)) {
 721                         adj = -1;
 722                         interval = -interval;
 723                         offset = -offset;
 724                 } else
 725                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 726         } else
 727                 return;
 728
 729         timekeeper.mult += adj;
 730         timekeeper.xtime_interval += interval;
 731         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
 732         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
 733                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 734 }
 735
 736
 737 /**
 738  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
 739  *
 740  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
 741  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
 742  * loop.
 743  *
 744  * Returns the unconsumed cycles.
 745  */
 746 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
 747 {
 748         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
 749
 750         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
 751         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 752                 return offset;
 753
 754         /* Accumulate one shifted interval */
 755         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
 756         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
 757
 758         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
 759         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
 760                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
 761                 xtime.tv_sec++;
 762                 second_overflow();
 763         }
 764
 765         /* Accumulate into raw time */
 766         raw_time.tv_nsec += timekeeper.raw_interval << shift;;
 767         while (raw_time.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 768                 raw_time.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
 769                 raw_time.tv_sec++;
 770         }
 771
 772         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
 773         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
 774         timekeeper.ntp_error -= timekeeper.xtime_interval <<
 775                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
 776
 777         return offset;
 778 }
 779
 780
 781 /**
 782  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
 783  *
 784  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
 785  */
 786 void update_wall_time(void)
 787 {
 788         struct clocksource *clock;
 789         cycle_t offset;
 790         u64 nsecs;
 791         int shift = 0, maxshift;
 792
 793         /* Make sure we're fully resumed: */
 794         if (unlikely(timekeeping_suspended))
 795                 return;
 796
 797         clock = timekeeper.clock;
 798 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 799         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
 800 #else
 801         offset = timekeeper.cycle_interval;
 802 #endif
 803         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 804
 805         /*
 806          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
 807          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
 808          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
 809          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
 810          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
 811          * doubled multiple.
 812          */
 813         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
 814         shift = max(0, shift);
 815         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
 816         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
 817         shift = min(shift, maxshift);
 818         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
 819                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
 820                 shift--;
 821         }
 822
 823         /* correct the clock when NTP error is too big */
 824         timekeeping_adjust(offset);
 825
 826         /*
 827          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
 828          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
 829          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
 830          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
 831          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
 832          * cause it to underflow.
 833          *
 834          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
 835          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
 836          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
 837          * and add that amount into the error.
 838          *
 839          * We'll correct this error next time through this function, when
 840          * xtime_nsec is not as small.
 841          */
 842         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
 843                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
 844                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
 845                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
 846         }
 847
 848         /* store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
 849          * add the remainder to the error difference.
 850          */
 851         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
 852         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 853         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
 854                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 855
 856         nsecs = clocksource_cyc2ns(offset, timekeeper.mult, timekeeper.shift);
 857         update_xtime_cache(nsecs);
 858
 859         /* check to see if there is a new clocksource to use */
 860         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 861 }
 862
 863 /**
 864  * getboottime - Return the real time of system boot.
 865  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 866  *
 867  * Returns the time of day in a timespec.
 868  *
 869  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
 870  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
 871  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
 872  * you get the right time here).
 873  */
 874 void getboottime(struct timespec *ts)
 875 {
 876         struct timespec boottime = {
 877                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
 878                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
 879         };
 880
 881         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
 882 }
 883 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
 884
 885 /**
 886  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
 887  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
 888  */
 889 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
 890 {
 891         *ts = timespec_add_safe(*ts, total_sleep_time);
 892 }
 893 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
 894
 895 unsigned long get_seconds(void)
 896 {
 897         return xtime_cache.tv_sec;
 898 }
 899 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
 900
 901 struct timespec __current_kernel_time(void)
 902 {
 903         return xtime_cache;
 904 }
 905
 906 struct timespec current_kernel_time(void)
 907 {
 908         struct timespec now;
 909         unsigned long seq;
 910
 911         do {
 912                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 913
 914                 now = xtime_cache;
 915         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 916
 917         return now;
 918 }
 919 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
 920
 921 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
 922 {
 923         struct timespec now, mono;
 924         unsigned long seq;
 925
 926         do {
 927                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 928
 929                 now = xtime_cache;
 930                 mono = wall_to_monotonic;
 931         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 932
 933         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
 934                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
 935         return now;
 936 }