timekeeping: Provide internal ktime_t based data
[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/timekeeper_internal.h>
12 #include <linux/module.h>
13 #include <linux/interrupt.h>
14 #include <linux/percpu.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/mm.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/syscore_ops.h>
19 #include <linux/clocksource.h>
20 #include <linux/jiffies.h>
21 #include <linux/time.h>
22 #include <linux/tick.h>
23 #include <linux/stop_machine.h>
24 #include <linux/pvclock_gtod.h>
25 #include <linux/compiler.h>
26
27 #include "tick-internal.h"
28 #include "ntp_internal.h"
29 #include "timekeeping_internal.h"
30
31 #define TK_CLEAR_NTP            (1 << 0)
32 #define TK_MIRROR               (1 << 1)
33 #define TK_CLOCK_WAS_SET        (1 << 2)
34
35 /*
36  * The most important data for readout fits into a single 64 byte
37  * cache line.
38  */
39 static struct {
40         seqcount_t              seq;
41         struct timekeeper       timekeeper;
42 } tk_core ____cacheline_aligned;
43
44 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(timekeeper_lock);
45 static struct timekeeper shadow_timekeeper;
46
47 /* flag for if timekeeping is suspended */
48 int __read_mostly timekeeping_suspended;
49
50 /* Flag for if there is a persistent clock on this platform */
51 bool __read_mostly persistent_clock_exist = false;
52
53 static inline void tk_normalize_xtime(struct timekeeper *tk)
54 {
55         while (tk->xtime_nsec >= ((u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift)) {
56                 tk->xtime_nsec -= (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
57                 tk->xtime_sec++;
58         }
59 }
60
61 static inline struct timespec64 tk_xtime(struct timekeeper *tk)
62 {
63         struct timespec64 ts;
64
65         ts.tv_sec = tk->xtime_sec;
66         ts.tv_nsec = (long)(tk->xtime_nsec >> tk->shift);
67         return ts;
68 }
69
70 static void tk_set_xtime(struct timekeeper *tk, const struct timespec64 *ts)
71 {
72         tk->xtime_sec = ts->tv_sec;
73         tk->xtime_nsec = (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
74 }
75
76 static void tk_xtime_add(struct timekeeper *tk, const struct timespec64 *ts)
77 {
78         tk->xtime_sec += ts->tv_sec;
79         tk->xtime_nsec += (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
80         tk_normalize_xtime(tk);
81 }
82
83 static void tk_set_wall_to_mono(struct timekeeper *tk, struct timespec64 wtm)
84 {
85         struct timespec64 tmp;
86
87         /*
88          * Verify consistency of: offset_real = -wall_to_monotonic
89          * before modifying anything
90          */
91         set_normalized_timespec64(&tmp, -tk->wall_to_monotonic.tv_sec,
92                                         -tk->wall_to_monotonic.tv_nsec);
93         WARN_ON_ONCE(tk->offs_real.tv64 != timespec64_to_ktime(tmp).tv64);
94         tk->wall_to_monotonic = wtm;
95         set_normalized_timespec64(&tmp, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
96         tk->offs_real = timespec64_to_ktime(tmp);
97         tk->offs_tai = ktime_add(tk->offs_real, ktime_set(tk->tai_offset, 0));
98 }
99
100 static void tk_set_sleep_time(struct timekeeper *tk, struct timespec64 t)
101 {
102         /* Verify consistency before modifying */
103         WARN_ON_ONCE(tk->offs_boot.tv64 != timespec64_to_ktime(tk->total_sleep_time).tv64);
104
105         tk->total_sleep_time    = t;
106         tk->offs_boot           = timespec64_to_ktime(t);
107 }
108
109 /**
110  * tk_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
111  *
112  * @tk:         The target timekeeper to setup.
113  * @clock:              Pointer to clocksource.
114  *
115  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
116  * pair and interval request.
117  *
118  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
119  */
120 static void tk_setup_internals(struct timekeeper *tk, struct clocksource *clock)
121 {
122         cycle_t interval;
123         u64 tmp, ntpinterval;
124         struct clocksource *old_clock;
125
126         old_clock = tk->clock;
127         tk->clock = clock;
128         tk->cycle_last = clock->cycle_last = clock->read(clock);
129
130         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
131         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
132         tmp <<= clock->shift;
133         ntpinterval = tmp;
134         tmp += clock->mult/2;
135         do_div(tmp, clock->mult);
136         if (tmp == 0)
137                 tmp = 1;
138
139         interval = (cycle_t) tmp;
140         tk->cycle_interval = interval;
141
142         /* Go back from cycles -> shifted ns */
143         tk->xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
144         tk->xtime_remainder = ntpinterval - tk->xtime_interval;
145         tk->raw_interval =
146                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
147
148          /* if changing clocks, convert xtime_nsec shift units */
149         if (old_clock) {
150                 int shift_change = clock->shift - old_clock->shift;
151                 if (shift_change < 0)
152                         tk->xtime_nsec >>= -shift_change;
153                 else
154                         tk->xtime_nsec <<= shift_change;
155         }
156         tk->shift = clock->shift;
157
158         tk->ntp_error = 0;
159         tk->ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
160
161         /*
162          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
163          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
164          * to counteract clock drifting.
165          */
166         tk->mult = clock->mult;
167 }
168
169 /* Timekeeper helper functions. */
170
171 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
172 static u32 default_arch_gettimeoffset(void) { return 0; }
173 u32 (*arch_gettimeoffset)(void) = default_arch_gettimeoffset;
174 #else
175 static inline u32 arch_gettimeoffset(void) { return 0; }
176 #endif
177
178 static inline s64 timekeeping_get_ns(struct timekeeper *tk)
179 {
180         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
181         struct clocksource *clock;
182         s64 nsec;
183
184         /* read clocksource: */
185         clock = tk->clock;
186         cycle_now = clock->read(clock);
187
188         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
189         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
190
191         nsec = cycle_delta * tk->mult + tk->xtime_nsec;
192         nsec >>= tk->shift;
193
194         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
195         return nsec + arch_gettimeoffset();
196 }
197
198 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(struct timekeeper *tk)
199 {
200         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
201         struct clocksource *clock;
202         s64 nsec;
203
204         /* read clocksource: */
205         clock = tk->clock;
206         cycle_now = clock->read(clock);
207
208         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
209         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
210
211         /* convert delta to nanoseconds. */
212         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
213
214         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
215         return nsec + arch_gettimeoffset();
216 }
217
218 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
219
220 static inline void update_vsyscall(struct timekeeper *tk)
221 {
222         struct timespec xt;
223
224         xt = tk_xtime(tk);
225         update_vsyscall_old(&xt, &tk->wall_to_monotonic, tk->clock, tk->mult);
226 }
227
228 static inline void old_vsyscall_fixup(struct timekeeper *tk)
229 {
230         s64 remainder;
231
232         /*
233         * Store only full nanoseconds into xtime_nsec after rounding
234         * it up and add the remainder to the error difference.
235         * XXX - This is necessary to avoid small 1ns inconsistnecies caused
236         * by truncating the remainder in vsyscalls. However, it causes
237         * additional work to be done in timekeeping_adjust(). Once
238         * the vsyscall implementations are converted to use xtime_nsec
239         * (shifted nanoseconds), and CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
240         * users are removed, this can be killed.
241         */
242         remainder = tk->xtime_nsec & ((1ULL << tk->shift) - 1);
243         tk->xtime_nsec -= remainder;
244         tk->xtime_nsec += 1ULL << tk->shift;
245         tk->ntp_error += remainder << tk->ntp_error_shift;
246         tk->ntp_error -= (1ULL << tk->shift) << tk->ntp_error_shift;
247 }
248 #else
249 #define old_vsyscall_fixup(tk)
250 #endif
251
252 static RAW_NOTIFIER_HEAD(pvclock_gtod_chain);
253
254 static void update_pvclock_gtod(struct timekeeper *tk, bool was_set)
255 {
256         raw_notifier_call_chain(&pvclock_gtod_chain, was_set, tk);
257 }
258
259 /**
260  * pvclock_gtod_register_notifier - register a pvclock timedata update listener
261  */
262 int pvclock_gtod_register_notifier(struct notifier_block *nb)
263 {
264         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
265         unsigned long flags;
266         int ret;
267
268         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
269         ret = raw_notifier_chain_register(&pvclock_gtod_chain, nb);
270         update_pvclock_gtod(tk, true);
271         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
272
273         return ret;
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_register_notifier);
276
277 /**
278  * pvclock_gtod_unregister_notifier - unregister a pvclock
279  * timedata update listener
280  */
281 int pvclock_gtod_unregister_notifier(struct notifier_block *nb)
282 {
283         unsigned long flags;
284         int ret;
285
286         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
287         ret = raw_notifier_chain_unregister(&pvclock_gtod_chain, nb);
288         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
289
290         return ret;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_unregister_notifier);
293
294 /*
295  * Update the ktime_t based scalar nsec members of the timekeeper
296  */
297 static inline void tk_update_ktime_data(struct timekeeper *tk)
298 {
299         s64 nsec;
300
301         /*
302          * The xtime based monotonic readout is:
303          *      nsec = (xtime_sec + wtm_sec) * 1e9 + wtm_nsec + now();
304          * The ktime based monotonic readout is:
305          *      nsec = base_mono + now();
306          * ==> base_mono = (xtime_sec + wtm_sec) * 1e9 + wtm_nsec
307          */
308         nsec = (s64)(tk->xtime_sec + tk->wall_to_monotonic.tv_sec);
309         nsec *= NSEC_PER_SEC;
310         nsec += tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
311         tk->base_mono = ns_to_ktime(nsec);
312 }
313
314 /* must hold timekeeper_lock */
315 static void timekeeping_update(struct timekeeper *tk, unsigned int action)
316 {
317         if (action & TK_CLEAR_NTP) {
318                 tk->ntp_error = 0;
319                 ntp_clear();
320         }
321         update_vsyscall(tk);
322         update_pvclock_gtod(tk, action & TK_CLOCK_WAS_SET);
323
324         tk_update_ktime_data(tk);
325
326         if (action & TK_MIRROR)
327                 memcpy(&shadow_timekeeper, &tk_core.timekeeper,
328                        sizeof(tk_core.timekeeper));
329 }
330
331 /**
332  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
333  *
334  * Forward the current clock to update its state since the last call to
335  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
336  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
337  */
338 static void timekeeping_forward_now(struct timekeeper *tk)
339 {
340         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
341         struct clocksource *clock;
342         s64 nsec;
343
344         clock = tk->clock;
345         cycle_now = clock->read(clock);
346         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
347         tk->cycle_last = clock->cycle_last = cycle_now;
348
349         tk->xtime_nsec += cycle_delta * tk->mult;
350
351         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
352         tk->xtime_nsec += (u64)arch_gettimeoffset() << tk->shift;
353
354         tk_normalize_xtime(tk);
355
356         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
357         timespec64_add_ns(&tk->raw_time, nsec);
358 }
359
360 /**
361  * __getnstimeofday64 - Returns the time of day in a timespec64.
362  * @ts:         pointer to the timespec to be set
363  *
364  * Updates the time of day in the timespec.
365  * Returns 0 on success, or -ve when suspended (timespec will be undefined).
366  */
367 int __getnstimeofday64(struct timespec64 *ts)
368 {
369         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
370         unsigned long seq;
371         s64 nsecs = 0;
372
373         do {
374                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
375
376                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
377                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
378
379         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
380
381         ts->tv_nsec = 0;
382         timespec64_add_ns(ts, nsecs);
383
384         /*
385          * Do not bail out early, in case there were callers still using
386          * the value, even in the face of the WARN_ON.
387          */
388         if (unlikely(timekeeping_suspended))
389                 return -EAGAIN;
390         return 0;
391 }
392 EXPORT_SYMBOL(__getnstimeofday64);
393
394 /**
395  * getnstimeofday64 - Returns the time of day in a timespec64.
396  * @ts:         pointer to the timespec to be set
397  *
398  * Returns the time of day in a timespec (WARN if suspended).
399  */
400 void getnstimeofday64(struct timespec64 *ts)
401 {
402         WARN_ON(__getnstimeofday64(ts));
403 }
404 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday64);
405
406 ktime_t ktime_get(void)
407 {
408         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
409         unsigned int seq;
410         s64 secs, nsecs;
411
412         WARN_ON(timekeeping_suspended);
413
414         do {
415                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
416                 secs = tk->xtime_sec + tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
417                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk) + tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
418
419         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
420
421         return ktime_set(secs, nsecs);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
424
425 /**
426  * ktime_get_ts64 - get the monotonic clock in timespec64 format
427  * @ts:         pointer to timespec variable
428  *
429  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
430  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
431  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
432  */
433 void ktime_get_ts64(struct timespec64 *ts)
434 {
435         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
436         struct timespec64 tomono;
437         s64 nsec;
438         unsigned int seq;
439
440         WARN_ON(timekeeping_suspended);
441
442         do {
443                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
444                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
445                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
446                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
447
448         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
449
450         ts->tv_sec += tomono.tv_sec;
451         ts->tv_nsec = 0;
452         timespec64_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts64);
455
456
457 /**
458  * timekeeping_clocktai - Returns the TAI time of day in a timespec
459  * @ts:         pointer to the timespec to be set
460  *
461  * Returns the time of day in a timespec.
462  */
463 void timekeeping_clocktai(struct timespec *ts)
464 {
465         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
466         struct timespec64 ts64;
467         unsigned long seq;
468         u64 nsecs;
469
470         WARN_ON(timekeeping_suspended);
471
472         do {
473                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
474
475                 ts64.tv_sec = tk->xtime_sec + tk->tai_offset;
476                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
477
478         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
479
480         ts64.tv_nsec = 0;
481         timespec64_add_ns(&ts64, nsecs);
482         *ts = timespec64_to_timespec(ts64);
483
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_clocktai);
486
487
488 /**
489  * ktime_get_clocktai - Returns the TAI time of day in a ktime
490  *
491  * Returns the time of day in a ktime.
492  */
493 ktime_t ktime_get_clocktai(void)
494 {
495         struct timespec ts;
496
497         timekeeping_clocktai(&ts);
498         return timespec_to_ktime(ts);
499 }
500 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_clocktai);
501
502 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
503
504 /**
505  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
506  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
507  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
508  *
509  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
510  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
511  * format.
512  */
513 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
514 {
515         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
516         unsigned long seq;
517         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
518
519         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
520
521         do {
522                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
523
524                 *ts_raw = timespec64_to_timespec(tk->raw_time);
525                 ts_real->tv_sec = tk->xtime_sec;
526                 ts_real->tv_nsec = 0;
527
528                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw(tk);
529                 nsecs_real = timekeeping_get_ns(tk);
530
531         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
532
533         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
534         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
535 }
536 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
537
538 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
539
540 /**
541  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
542  * @tv:         pointer to the timeval to be set
543  *
544  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
545  */
546 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
547 {
548         struct timespec64 now;
549
550         getnstimeofday64(&now);
551         tv->tv_sec = now.tv_sec;
552         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
553 }
554 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
555
556 /**
557  * do_settimeofday - Sets the time of day
558  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
559  *
560  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
561  */
562 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
563 {
564         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
565         struct timespec64 ts_delta, xt, tmp;
566         unsigned long flags;
567
568         if (!timespec_valid_strict(tv))
569                 return -EINVAL;
570
571         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
572         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
573
574         timekeeping_forward_now(tk);
575
576         xt = tk_xtime(tk);
577         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xt.tv_sec;
578         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xt.tv_nsec;
579
580         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, ts_delta));
581
582         tmp = timespec_to_timespec64(*tv);
583         tk_set_xtime(tk, &tmp);
584
585         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
586
587         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
588         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
589
590         /* signal hrtimers about time change */
591         clock_was_set();
592
593         return 0;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
596
597 /**
598  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
599  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
600  *
601  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
602  */
603 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
604 {
605         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
606         unsigned long flags;
607         struct timespec64 ts64, tmp;
608         int ret = 0;
609
610         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
611                 return -EINVAL;
612
613         ts64 = timespec_to_timespec64(*ts);
614
615         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
616         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
617
618         timekeeping_forward_now(tk);
619
620         /* Make sure the proposed value is valid */
621         tmp = timespec64_add(tk_xtime(tk),  ts64);
622         if (!timespec64_valid_strict(&tmp)) {
623                 ret = -EINVAL;
624                 goto error;
625         }
626
627         tk_xtime_add(tk, &ts64);
628         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, ts64));
629
630 error: /* even if we error out, we forwarded the time, so call update */
631         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
632
633         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
634         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
635
636         /* signal hrtimers about time change */
637         clock_was_set();
638
639         return ret;
640 }
641 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
642
643
644 /**
645  * timekeeping_get_tai_offset - Returns current TAI offset from UTC
646  *
647  */
648 s32 timekeeping_get_tai_offset(void)
649 {
650         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
651         unsigned int seq;
652         s32 ret;
653
654         do {
655                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
656                 ret = tk->tai_offset;
657         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
658
659         return ret;
660 }
661
662 /**
663  * __timekeeping_set_tai_offset - Lock free worker function
664  *
665  */
666 static void __timekeeping_set_tai_offset(struct timekeeper *tk, s32 tai_offset)
667 {
668         tk->tai_offset = tai_offset;
669         tk->offs_tai = ktime_add(tk->offs_real, ktime_set(tai_offset, 0));
670 }
671
672 /**
673  * timekeeping_set_tai_offset - Sets the current TAI offset from UTC
674  *
675  */
676 void timekeeping_set_tai_offset(s32 tai_offset)
677 {
678         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
679         unsigned long flags;
680
681         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
682         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
683         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tai_offset);
684         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
685         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
686         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
687         clock_was_set();
688 }
689
690 /**
691  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
692  *
693  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
694  */
695 static int change_clocksource(void *data)
696 {
697         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
698         struct clocksource *new, *old;
699         unsigned long flags;
700
701         new = (struct clocksource *) data;
702
703         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
704         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
705
706         timekeeping_forward_now(tk);
707         /*
708          * If the cs is in module, get a module reference. Succeeds
709          * for built-in code (owner == NULL) as well.
710          */
711         if (try_module_get(new->owner)) {
712                 if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
713                         old = tk->clock;
714                         tk_setup_internals(tk, new);
715                         if (old->disable)
716                                 old->disable(old);
717                         module_put(old->owner);
718                 } else {
719                         module_put(new->owner);
720                 }
721         }
722         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
723
724         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
725         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
726
727         return 0;
728 }
729
730 /**
731  * timekeeping_notify - Install a new clock source
732  * @clock:              pointer to the clock source
733  *
734  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
735  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
736  */
737 int timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
738 {
739         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
740
741         if (tk->clock == clock)
742                 return 0;
743         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
744         tick_clock_notify();
745         return tk->clock == clock ? 0 : -1;
746 }
747
748 /**
749  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
750  *
751  * returns the time in ktime_t format
752  */
753 ktime_t ktime_get_real(void)
754 {
755         struct timespec64 now;
756
757         getnstimeofday64(&now);
758
759         return timespec64_to_ktime(now);
760 }
761 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
762
763 /**
764  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
765  * @ts:         pointer to the timespec to be set
766  *
767  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
768  */
769 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
770 {
771         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
772         struct timespec64 ts64;
773         unsigned long seq;
774         s64 nsecs;
775
776         do {
777                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
778                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw(tk);
779                 ts64 = tk->raw_time;
780
781         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
782
783         timespec64_add_ns(&ts64, nsecs);
784         *ts = timespec64_to_timespec(ts64);
785 }
786 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
787
788 /**
789  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
790  */
791 int timekeeping_valid_for_hres(void)
792 {
793         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
794         unsigned long seq;
795         int ret;
796
797         do {
798                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
799
800                 ret = tk->clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
801
802         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
803
804         return ret;
805 }
806
807 /**
808  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
809  */
810 u64 timekeeping_max_deferment(void)
811 {
812         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
813         unsigned long seq;
814         u64 ret;
815
816         do {
817                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
818
819                 ret = tk->clock->max_idle_ns;
820
821         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
822
823         return ret;
824 }
825
826 /**
827  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
828  *
829  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
830  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
831  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
832  *
833  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
834  */
835 void __weak read_persistent_clock(struct timespec *ts)
836 {
837         ts->tv_sec = 0;
838         ts->tv_nsec = 0;
839 }
840
841 /**
842  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
843  *
844  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
845  * Function to read the exact time the system has been started.
846  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
847  *
848  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
849  */
850 void __weak read_boot_clock(struct timespec *ts)
851 {
852         ts->tv_sec = 0;
853         ts->tv_nsec = 0;
854 }
855
856 /*
857  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
858  */
859 void __init timekeeping_init(void)
860 {
861         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
862         struct clocksource *clock;
863         unsigned long flags;
864         struct timespec64 now, boot, tmp;
865         struct timespec ts;
866
867         read_persistent_clock(&ts);
868         now = timespec_to_timespec64(ts);
869         if (!timespec64_valid_strict(&now)) {
870                 pr_warn("WARNING: Persistent clock returned invalid value!\n"
871                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
872                 now.tv_sec = 0;
873                 now.tv_nsec = 0;
874         } else if (now.tv_sec || now.tv_nsec)
875                 persistent_clock_exist = true;
876
877         read_boot_clock(&ts);
878         boot = timespec_to_timespec64(ts);
879         if (!timespec64_valid_strict(&boot)) {
880                 pr_warn("WARNING: Boot clock returned invalid value!\n"
881                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
882                 boot.tv_sec = 0;
883                 boot.tv_nsec = 0;
884         }
885
886         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
887         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
888         ntp_init();
889
890         clock = clocksource_default_clock();
891         if (clock->enable)
892                 clock->enable(clock);
893         tk_setup_internals(tk, clock);
894
895         tk_set_xtime(tk, &now);
896         tk->raw_time.tv_sec = 0;
897         tk->raw_time.tv_nsec = 0;
898         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0)
899                 boot = tk_xtime(tk);
900
901         set_normalized_timespec64(&tmp, -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
902         tk_set_wall_to_mono(tk, tmp);
903
904         tmp.tv_sec = 0;
905         tmp.tv_nsec = 0;
906         tk_set_sleep_time(tk, tmp);
907
908         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR);
909
910         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
911         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
912 }
913
914 /* time in seconds when suspend began */
915 static struct timespec64 timekeeping_suspend_time;
916
917 /**
918  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
919  * @delta: pointer to a timespec delta value
920  *
921  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
922  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
923  */
924 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timekeeper *tk,
925                                            struct timespec64 *delta)
926 {
927         if (!timespec64_valid_strict(delta)) {
928                 printk_deferred(KERN_WARNING
929                                 "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
930                                 "sleep delta value!\n");
931                 return;
932         }
933         tk_xtime_add(tk, delta);
934         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, *delta));
935         tk_set_sleep_time(tk, timespec64_add(tk->total_sleep_time, *delta));
936         tk_debug_account_sleep_time(delta);
937 }
938
939 /**
940  * timekeeping_inject_sleeptime - Adds suspend interval to timeekeeping values
941  * @delta: pointer to a timespec delta value
942  *
943  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock
944  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
945  *
946  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
947  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
948  */
949 void timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
950 {
951         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
952         struct timespec64 tmp;
953         unsigned long flags;
954
955         /*
956          * Make sure we don't set the clock twice, as timekeeping_resume()
957          * already did it
958          */
959         if (has_persistent_clock())
960                 return;
961
962         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
963         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
964
965         timekeeping_forward_now(tk);
966
967         tmp = timespec_to_timespec64(*delta);
968         __timekeeping_inject_sleeptime(tk, &tmp);
969
970         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
971
972         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
973         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
974
975         /* signal hrtimers about time change */
976         clock_was_set();
977 }
978
979 /**
980  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
981  *
982  * This is for the generic clocksource timekeeping.
983  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
984  * still managed by arch specific suspend/resume code.
985  */
986 static void timekeeping_resume(void)
987 {
988         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
989         struct clocksource *clock = tk->clock;
990         unsigned long flags;
991         struct timespec64 ts_new, ts_delta;
992         struct timespec tmp;
993         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
994         bool suspendtime_found = false;
995
996         read_persistent_clock(&tmp);
997         ts_new = timespec_to_timespec64(tmp);
998
999         clockevents_resume();
1000         clocksource_resume();
1001
1002         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1003         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1004
1005         /*
1006          * After system resumes, we need to calculate the suspended time and
1007          * compensate it for the OS time. There are 3 sources that could be
1008          * used: Nonstop clocksource during suspend, persistent clock and rtc
1009          * device.
1010          *
1011          * One specific platform may have 1 or 2 or all of them, and the
1012          * preference will be:
1013          *      suspend-nonstop clocksource -> persistent clock -> rtc
1014          * The less preferred source will only be tried if there is no better
1015          * usable source. The rtc part is handled separately in rtc core code.
1016          */
1017         cycle_now = clock->read(clock);
1018         if ((clock->flags & CLOCK_SOURCE_SUSPEND_NONSTOP) &&
1019                 cycle_now > clock->cycle_last) {
1020                 u64 num, max = ULLONG_MAX;
1021                 u32 mult = clock->mult;
1022                 u32 shift = clock->shift;
1023                 s64 nsec = 0;
1024
1025                 cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
1026
1027                 /*
1028                  * "cycle_delta * mutl" may cause 64 bits overflow, if the
1029                  * suspended time is too long. In that case we need do the
1030                  * 64 bits math carefully
1031                  */
1032                 do_div(max, mult);
1033                 if (cycle_delta > max) {
1034                         num = div64_u64(cycle_delta, max);
1035                         nsec = (((u64) max * mult) >> shift) * num;
1036                         cycle_delta -= num * max;
1037                 }
1038                 nsec += ((u64) cycle_delta * mult) >> shift;
1039
1040                 ts_delta = ns_to_timespec64(nsec);
1041                 suspendtime_found = true;
1042         } else if (timespec64_compare(&ts_new, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
1043                 ts_delta = timespec64_sub(ts_new, timekeeping_suspend_time);
1044                 suspendtime_found = true;
1045         }
1046
1047         if (suspendtime_found)
1048                 __timekeeping_inject_sleeptime(tk, &ts_delta);
1049
1050         /* Re-base the last cycle value */
1051         tk->cycle_last = clock->cycle_last = cycle_now;
1052         tk->ntp_error = 0;
1053         timekeeping_suspended = 0;
1054         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1055         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1056         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1057
1058         touch_softlockup_watchdog();
1059
1060         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
1061
1062         /* Resume hrtimers */
1063         hrtimers_resume();
1064 }
1065
1066 static int timekeeping_suspend(void)
1067 {
1068         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1069         unsigned long flags;
1070         struct timespec64               delta, delta_delta;
1071         static struct timespec64        old_delta;
1072         struct timespec tmp;
1073
1074         read_persistent_clock(&tmp);
1075         timekeeping_suspend_time = timespec_to_timespec64(tmp);
1076
1077         /*
1078          * On some systems the persistent_clock can not be detected at
1079          * timekeeping_init by its return value, so if we see a valid
1080          * value returned, update the persistent_clock_exists flag.
1081          */
1082         if (timekeeping_suspend_time.tv_sec || timekeeping_suspend_time.tv_nsec)
1083                 persistent_clock_exist = true;
1084
1085         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1086         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1087         timekeeping_forward_now(tk);
1088         timekeeping_suspended = 1;
1089
1090         /*
1091          * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
1092          * which each can add ~1 second drift error,
1093          * try to compensate so the difference in system time
1094          * and persistent_clock time stays close to constant.
1095          */
1096         delta = timespec64_sub(tk_xtime(tk), timekeeping_suspend_time);
1097         delta_delta = timespec64_sub(delta, old_delta);
1098         if (abs(delta_delta.tv_sec)  >= 2) {
1099                 /*
1100                  * if delta_delta is too large, assume time correction
1101                  * has occured and set old_delta to the current delta.
1102                  */
1103                 old_delta = delta;
1104         } else {
1105                 /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
1106                 timekeeping_suspend_time =
1107                         timespec64_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
1108         }
1109
1110         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR);
1111         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1112         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1113
1114         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
1115         clocksource_suspend();
1116         clockevents_suspend();
1117
1118         return 0;
1119 }
1120
1121 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
1122 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
1123         .resume         = timekeeping_resume,
1124         .suspend        = timekeeping_suspend,
1125 };
1126
1127 static int __init timekeeping_init_ops(void)
1128 {
1129         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 device_initcall(timekeeping_init_ops);
1134
1135 /*
1136  * If the error is already larger, we look ahead even further
1137  * to compensate for late or lost adjustments.
1138  */
1139 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(struct timekeeper *tk,
1140                                                  s64 error, s64 *interval,
1141                                                  s64 *offset)
1142 {
1143         s64 tick_error, i;
1144         u32 look_ahead, adj;
1145         s32 error2, mult;
1146
1147         /*
1148          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
1149          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
1150          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
1151          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
1152          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
1153          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
1154          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
1155          */
1156         error2 = tk->ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
1157         error2 = abs(error2);
1158         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
1159                 error2 >>= 2;
1160
1161         /*
1162          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
1163          * remove the single look ahead already included in the error.
1164          */
1165         tick_error = ntp_tick_length() >> (tk->ntp_error_shift + 1);
1166         tick_error -= tk->xtime_interval >> 1;
1167         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
1168
1169         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
1170         i = *interval;
1171         mult = 1;
1172         if (error < 0) {
1173                 error = -error;
1174                 *interval = -*interval;
1175                 *offset = -*offset;
1176                 mult = -1;
1177         }
1178         for (adj = 0; error > i; adj++)
1179                 error >>= 1;
1180
1181         *interval <<= adj;
1182         *offset <<= adj;
1183         return mult << adj;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
1188  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
1189  * for other values we can do a bit more work.
1190  */
1191 static void timekeeping_adjust(struct timekeeper *tk, s64 offset)
1192 {
1193         s64 error, interval = tk->cycle_interval;
1194         int adj;
1195
1196         /*
1197          * The point of this is to check if the error is greater than half
1198          * an interval.
1199          *
1200          * First we shift it down from NTP_SHIFT to clocksource->shifted nsecs.
1201          *
1202          * Note we subtract one in the shift, so that error is really error*2.
1203          * This "saves" dividing(shifting) interval twice, but keeps the
1204          * (error > interval) comparison as still measuring if error is
1205          * larger than half an interval.
1206          *
1207          * Note: It does not "save" on aggravation when reading the code.
1208          */
1209         error = tk->ntp_error >> (tk->ntp_error_shift - 1);
1210         if (error > interval) {
1211                 /*
1212                  * We now divide error by 4(via shift), which checks if
1213                  * the error is greater than twice the interval.
1214                  * If it is greater, we need a bigadjust, if its smaller,
1215                  * we can adjust by 1.
1216                  */
1217                 error >>= 2;
1218                 if (likely(error <= interval))
1219                         adj = 1;
1220                 else
1221                         adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
1222         } else {
1223                 if (error < -interval) {
1224                         /* See comment above, this is just switched for the negative */
1225                         error >>= 2;
1226                         if (likely(error >= -interval)) {
1227                                 adj = -1;
1228                                 interval = -interval;
1229                                 offset = -offset;
1230                         } else {
1231                                 adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
1232                         }
1233                 } else {
1234                         goto out_adjust;
1235                 }
1236         }
1237
1238         if (unlikely(tk->clock->maxadj &&
1239                 (tk->mult + adj > tk->clock->mult + tk->clock->maxadj))) {
1240                 printk_deferred_once(KERN_WARNING
1241                         "Adjusting %s more than 11%% (%ld vs %ld)\n",
1242                         tk->clock->name, (long)tk->mult + adj,
1243                         (long)tk->clock->mult + tk->clock->maxadj);
1244         }
1245         /*
1246          * So the following can be confusing.
1247          *
1248          * To keep things simple, lets assume adj == 1 for now.
1249          *
1250          * When adj != 1, remember that the interval and offset values
1251          * have been appropriately scaled so the math is the same.
1252          *
1253          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
1254          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
1255          * one cycle_interval. This is because:
1256          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
1257          * So if mult is being incremented by one:
1258          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
1259          * Its the same as:
1260          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
1261          * Which can be shortened to:
1262          *      xtime_interval += cycle_interval
1263          *
1264          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
1265          * time (in shifted nanoseconds) is:
1266          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
1267          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
1268          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
1269          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
1270          *
1271          * So given the same offset value, we need the time to be the same
1272          * both before and after the freq adjustment.
1273          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
1274          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1275          * So:
1276          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1277          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1278          * And we know:
1279          *      adj_2 = adj_1 + 1
1280          * So:
1281          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1282          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
1283          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1284          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
1285          * Canceling the sides:
1286          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
1287          * Which gives us:
1288          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
1289          * Which simplfies to:
1290          *      xtime_nsec -= offset
1291          *
1292          * XXX - TODO: Doc ntp_error calculation.
1293          */
1294         tk->mult += adj;
1295         tk->xtime_interval += interval;
1296         tk->xtime_nsec -= offset;
1297         tk->ntp_error -= (interval - offset) << tk->ntp_error_shift;
1298
1299 out_adjust:
1300         /*
1301          * It may be possible that when we entered this function, xtime_nsec
1302          * was very small.  Further, if we're slightly speeding the clocksource
1303          * in the code above, its possible the required corrective factor to
1304          * xtime_nsec could cause it to underflow.
1305          *
1306          * Now, since we already accumulated the second, cannot simply roll
1307          * the accumulated second back, since the NTP subsystem has been
1308          * notified via second_overflow. So instead we push xtime_nsec forward
1309          * by the amount we underflowed, and add that amount into the error.
1310          *
1311          * We'll correct this error next time through this function, when
1312          * xtime_nsec is not as small.
1313          */
1314         if (unlikely((s64)tk->xtime_nsec < 0)) {
1315                 s64 neg = -(s64)tk->xtime_nsec;
1316                 tk->xtime_nsec = 0;
1317                 tk->ntp_error += neg << tk->ntp_error_shift;
1318         }
1319
1320 }
1321
1322 /**
1323  * accumulate_nsecs_to_secs - Accumulates nsecs into secs
1324  *
1325  * Helper function that accumulates a the nsecs greater then a second
1326  * from the xtime_nsec field to the xtime_secs field.
1327  * It also calls into the NTP code to handle leapsecond processing.
1328  *
1329  */
1330 static inline unsigned int accumulate_nsecs_to_secs(struct timekeeper *tk)
1331 {
1332         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
1333         unsigned int clock_set = 0;
1334
1335         while (tk->xtime_nsec >= nsecps) {
1336                 int leap;
1337
1338                 tk->xtime_nsec -= nsecps;
1339                 tk->xtime_sec++;
1340
1341                 /* Figure out if its a leap sec and apply if needed */
1342                 leap = second_overflow(tk->xtime_sec);
1343                 if (unlikely(leap)) {
1344                         struct timespec64 ts;
1345
1346                         tk->xtime_sec += leap;
1347
1348                         ts.tv_sec = leap;
1349                         ts.tv_nsec = 0;
1350                         tk_set_wall_to_mono(tk,
1351                                 timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, ts));
1352
1353                         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tk->tai_offset - leap);
1354
1355                         clock_set = TK_CLOCK_WAS_SET;
1356                 }
1357         }
1358         return clock_set;
1359 }
1360
1361 /**
1362  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
1363  *
1364  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
1365  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
1366  * loop.
1367  *
1368  * Returns the unconsumed cycles.
1369  */
1370 static cycle_t logarithmic_accumulation(struct timekeeper *tk, cycle_t offset,
1371                                                 u32 shift,
1372                                                 unsigned int *clock_set)
1373 {
1374         cycle_t interval = tk->cycle_interval << shift;
1375         u64 raw_nsecs;
1376
1377         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
1378         if (offset < interval)
1379                 return offset;
1380
1381         /* Accumulate one shifted interval */
1382         offset -= interval;
1383         tk->cycle_last += interval;
1384
1385         tk->xtime_nsec += tk->xtime_interval << shift;
1386         *clock_set |= accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1387
1388         /* Accumulate raw time */
1389         raw_nsecs = (u64)tk->raw_interval << shift;
1390         raw_nsecs += tk->raw_time.tv_nsec;
1391         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
1392                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
1393                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
1394                 tk->raw_time.tv_sec += raw_secs;
1395         }
1396         tk->raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
1397
1398         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
1399         tk->ntp_error += ntp_tick_length() << shift;
1400         tk->ntp_error -= (tk->xtime_interval + tk->xtime_remainder) <<
1401                                                 (tk->ntp_error_shift + shift);
1402
1403         return offset;
1404 }
1405
1406 /**
1407  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
1408  *
1409  */
1410 void update_wall_time(void)
1411 {
1412         struct clocksource *clock;
1413         struct timekeeper *real_tk = &tk_core.timekeeper;
1414         struct timekeeper *tk = &shadow_timekeeper;
1415         cycle_t offset;
1416         int shift = 0, maxshift;
1417         unsigned int clock_set = 0;
1418         unsigned long flags;
1419
1420         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1421
1422         /* Make sure we're fully resumed: */
1423         if (unlikely(timekeeping_suspended))
1424                 goto out;
1425
1426         clock = real_tk->clock;
1427
1428 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
1429         offset = real_tk->cycle_interval;
1430 #else
1431         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
1432 #endif
1433
1434         /* Check if there's really nothing to do */
1435         if (offset < real_tk->cycle_interval)
1436                 goto out;
1437
1438         /*
1439          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
1440          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
1441          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
1442          * that is smaller than the offset.  We then accumulate that
1443          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
1444          * doubled multiple.
1445          */
1446         shift = ilog2(offset) - ilog2(tk->cycle_interval);
1447         shift = max(0, shift);
1448         /* Bound shift to one less than what overflows tick_length */
1449         maxshift = (64 - (ilog2(ntp_tick_length())+1)) - 1;
1450         shift = min(shift, maxshift);
1451         while (offset >= tk->cycle_interval) {
1452                 offset = logarithmic_accumulation(tk, offset, shift,
1453                                                         &clock_set);
1454                 if (offset < tk->cycle_interval<<shift)
1455                         shift--;
1456         }
1457
1458         /* correct the clock when NTP error is too big */
1459         timekeeping_adjust(tk, offset);
1460
1461         /*
1462          * XXX This can be killed once everyone converts
1463          * to the new update_vsyscall.
1464          */
1465         old_vsyscall_fixup(tk);
1466
1467         /*
1468          * Finally, make sure that after the rounding
1469          * xtime_nsec isn't larger than NSEC_PER_SEC
1470          */
1471         clock_set |= accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1472
1473         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1474         /* Update clock->cycle_last with the new value */
1475         clock->cycle_last = tk->cycle_last;
1476         /*
1477          * Update the real timekeeper.
1478          *
1479          * We could avoid this memcpy by switching pointers, but that
1480          * requires changes to all other timekeeper usage sites as
1481          * well, i.e. move the timekeeper pointer getter into the
1482          * spinlocked/seqcount protected sections. And we trade this
1483          * memcpy under the tk_core.seq against one before we start
1484          * updating.
1485          */
1486         memcpy(real_tk, tk, sizeof(*tk));
1487         timekeeping_update(real_tk, clock_set);
1488         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1489 out:
1490         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1491         if (clock_set)
1492                 /* Have to call _delayed version, since in irq context*/
1493                 clock_was_set_delayed();
1494 }
1495
1496 /**
1497  * getboottime - Return the real time of system boot.
1498  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1499  *
1500  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
1501  *
1502  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
1503  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
1504  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
1505  * you get the right time here).
1506  */
1507 void getboottime(struct timespec *ts)
1508 {
1509         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1510         struct timespec boottime = {
1511                 .tv_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec +
1512                                 tk->total_sleep_time.tv_sec,
1513                 .tv_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec +
1514                                 tk->total_sleep_time.tv_nsec
1515         };
1516
1517         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
1518 }
1519 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
1520
1521 /**
1522  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
1523  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1524  *
1525  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
1526  *
1527  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
1528  * includes the time spent in suspend.
1529  */
1530 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
1531 {
1532         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1533         struct timespec64 tomono, sleep, ret;
1534         s64 nsec;
1535         unsigned int seq;
1536
1537         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1538
1539         do {
1540                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1541                 ret.tv_sec = tk->xtime_sec;
1542                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
1543                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
1544                 sleep = tk->total_sleep_time;
1545
1546         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1547
1548         ret.tv_sec += tomono.tv_sec + sleep.tv_sec;
1549         ret.tv_nsec = 0;
1550         timespec64_add_ns(&ret, nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec);
1551         *ts = timespec64_to_timespec(ret);
1552 }
1553 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
1554
1555 /**
1556  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
1557  *
1558  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
1559  *
1560  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
1561  * includes the time spent in suspend.
1562  */
1563 ktime_t ktime_get_boottime(void)
1564 {
1565         struct timespec ts;
1566
1567         get_monotonic_boottime(&ts);
1568         return timespec_to_ktime(ts);
1569 }
1570 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
1571
1572 /**
1573  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
1574  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
1575  */
1576 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
1577 {
1578         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1579         struct timespec64 ts64;
1580
1581         ts64 = timespec_to_timespec64(*ts);
1582         ts64 = timespec64_add(ts64, tk->total_sleep_time);
1583         *ts = timespec64_to_timespec(ts64);
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
1586
1587 unsigned long get_seconds(void)
1588 {
1589         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1590
1591         return tk->xtime_sec;
1592 }
1593 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
1594
1595 struct timespec __current_kernel_time(void)
1596 {
1597         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1598
1599         return timespec64_to_timespec(tk_xtime(tk));
1600 }
1601
1602 struct timespec current_kernel_time(void)
1603 {
1604         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1605         struct timespec64 now;
1606         unsigned long seq;
1607
1608         do {
1609                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1610
1611                 now = tk_xtime(tk);
1612         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1613
1614         return timespec64_to_timespec(now);
1615 }
1616 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1617
1618 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1619 {
1620         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1621         struct timespec64 now, mono;
1622         unsigned long seq;
1623
1624         do {
1625                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1626
1627                 now = tk_xtime(tk);
1628                 mono = tk->wall_to_monotonic;
1629         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1630
1631         set_normalized_timespec64(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1632                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1633
1634         return timespec64_to_timespec(now);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Must hold jiffies_lock
1639  */
1640 void do_timer(unsigned long ticks)
1641 {
1642         jiffies_64 += ticks;
1643         calc_global_load(ticks);
1644 }
1645
1646 /**
1647  * ktime_get_update_offsets_tick - hrtimer helper
1648  * @offs_real:  pointer to storage for monotonic -> realtime offset
1649  * @offs_boot:  pointer to storage for monotonic -> boottime offset
1650  * @offs_tai:   pointer to storage for monotonic -> clock tai offset
1651  *
1652  * Returns monotonic time at last tick and various offsets
1653  */
1654 ktime_t ktime_get_update_offsets_tick(ktime_t *offs_real, ktime_t *offs_boot,
1655                                                         ktime_t *offs_tai)
1656 {
1657         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1658         struct timespec64 ts;
1659         ktime_t now;
1660         unsigned int seq;
1661
1662         do {
1663                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1664
1665                 ts = tk_xtime(tk);
1666                 *offs_real = tk->offs_real;
1667                 *offs_boot = tk->offs_boot;
1668                 *offs_tai = tk->offs_tai;
1669         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1670
1671         now = ktime_set(ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
1672         now = ktime_sub(now, *offs_real);
1673         return now;
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1677 /**
1678  * ktime_get_update_offsets_now - hrtimer helper
1679  * @offs_real:  pointer to storage for monotonic -> realtime offset
1680  * @offs_boot:  pointer to storage for monotonic -> boottime offset
1681  * @offs_tai:   pointer to storage for monotonic -> clock tai offset
1682  *
1683  * Returns current monotonic time and updates the offsets
1684  * Called from hrtimer_interrupt() or retrigger_next_event()
1685  */
1686 ktime_t ktime_get_update_offsets_now(ktime_t *offs_real, ktime_t *offs_boot,
1687                                                         ktime_t *offs_tai)
1688 {
1689         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1690         ktime_t now;
1691         unsigned int seq;
1692         u64 secs, nsecs;
1693
1694         do {
1695                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1696
1697                 secs = tk->xtime_sec;
1698                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
1699
1700                 *offs_real = tk->offs_real;
1701                 *offs_boot = tk->offs_boot;
1702                 *offs_tai = tk->offs_tai;
1703         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1704
1705         now = ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
1706         now = ktime_sub(now, *offs_real);
1707         return now;
1708 }
1709 #endif
1710
1711 /**
1712  * ktime_get_monotonic_offset() - get wall_to_monotonic in ktime_t format
1713  */
1714 ktime_t ktime_get_monotonic_offset(void)
1715 {
1716         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1717         unsigned long seq;
1718         struct timespec64 wtom;
1719
1720         do {
1721                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1722                 wtom = tk->wall_to_monotonic;
1723         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1724
1725         return timespec64_to_ktime(wtom);
1726 }
1727 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_monotonic_offset);
1728
1729 /**
1730  * do_adjtimex() - Accessor function to NTP __do_adjtimex function
1731  */
1732 int do_adjtimex(struct timex *txc)
1733 {
1734         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1735         unsigned long flags;
1736         struct timespec64 ts;
1737         s32 orig_tai, tai;
1738         int ret;
1739
1740         /* Validate the data before disabling interrupts */
1741         ret = ntp_validate_timex(txc);
1742         if (ret)
1743                 return ret;
1744
1745         if (txc->modes & ADJ_SETOFFSET) {
1746                 struct timespec delta;
1747                 delta.tv_sec  = txc->time.tv_sec;
1748                 delta.tv_nsec = txc->time.tv_usec;
1749                 if (!(txc->modes & ADJ_NANO))
1750                         delta.tv_nsec *= 1000;
1751                 ret = timekeeping_inject_offset(&delta);
1752                 if (ret)
1753                         return ret;
1754         }
1755
1756         getnstimeofday64(&ts);
1757
1758         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1759         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1760
1761         orig_tai = tai = tk->tai_offset;
1762         ret = __do_adjtimex(txc, &ts, &tai);
1763
1764         if (tai != orig_tai) {
1765                 __timekeeping_set_tai_offset(tk, tai);
1766                 timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1767         }
1768         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1769         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1770
1771         if (tai != orig_tai)
1772                 clock_was_set();
1773
1774         ntp_notify_cmos_timer();
1775
1776         return ret;
1777 }
1778
1779 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
1780 /**
1781  * hardpps() - Accessor function to NTP __hardpps function
1782  */
1783 void hardpps(const struct timespec *phase_ts, const struct timespec *raw_ts)
1784 {
1785         unsigned long flags;
1786
1787         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1788         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1789
1790         __hardpps(phase_ts, raw_ts);
1791
1792         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1793         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(hardpps);
1796 #endif
1797
1798 /**
1799  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1800  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1801  *
1802  * Must be called with interrupts disabled.
1803  */
1804 void xtime_update(unsigned long ticks)
1805 {
1806         write_seqlock(&jiffies_lock);
1807         do_timer(ticks);
1808         write_sequnlock(&jiffies_lock);
1809         update_wall_time();
1810 }