Merge branch 'timers-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[pandora-kernel.git] / kernel / time / timekeeping.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/timekeeping.c
3  *
4  *  Kernel timekeeping code and accessor functions
5  *
6  *  This code was moved from linux/kernel/timer.c.
7  *  Please see that file for copyright and history logs.
8  *
9  */
10
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/percpu.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/syscore_ops.h>
18 #include <linux/clocksource.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/time.h>
21 #include <linux/tick.h>
22 #include <linux/stop_machine.h>
23
24 /* Structure holding internal timekeeping values. */
25 struct timekeeper {
26         /* Current clocksource used for timekeeping. */
27         struct clocksource *clock;
28         /* The shift value of the current clocksource. */
29         int     shift;
30
31         /* Number of clock cycles in one NTP interval. */
32         cycle_t cycle_interval;
33         /* Number of clock shifted nano seconds in one NTP interval. */
34         u64     xtime_interval;
35         /* shifted nano seconds left over when rounding cycle_interval */
36         s64     xtime_remainder;
37         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
38         u32     raw_interval;
39
40         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
41         u64     xtime_nsec;
42         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
43          * shifted nano seconds. */
44         s64     ntp_error;
45         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
46          * ntp shifted nano seconds. */
47         int     ntp_error_shift;
48         /* NTP adjusted clock multiplier */
49         u32     mult;
50 };
51
52 static struct timekeeper timekeeper;
53
54 /**
55  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
56  *
57  * @clock:              Pointer to clocksource.
58  *
59  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
60  * pair and interval request.
61  *
62  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
63  */
64 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
65 {
66         cycle_t interval;
67         u64 tmp, ntpinterval;
68
69         timekeeper.clock = clock;
70         clock->cycle_last = clock->read(clock);
71
72         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
73         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
74         tmp <<= clock->shift;
75         ntpinterval = tmp;
76         tmp += clock->mult/2;
77         do_div(tmp, clock->mult);
78         if (tmp == 0)
79                 tmp = 1;
80
81         interval = (cycle_t) tmp;
82         timekeeper.cycle_interval = interval;
83
84         /* Go back from cycles -> shifted ns */
85         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
86         timekeeper.xtime_remainder = ntpinterval - timekeeper.xtime_interval;
87         timekeeper.raw_interval =
88                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
89
90         timekeeper.xtime_nsec = 0;
91         timekeeper.shift = clock->shift;
92
93         timekeeper.ntp_error = 0;
94         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
95
96         /*
97          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
98          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
99          * to counteract clock drifting.
100          */
101         timekeeper.mult = clock->mult;
102 }
103
104 /* Timekeeper helper functions. */
105 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
106 {
107         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
108         struct clocksource *clock;
109
110         /* read clocksource: */
111         clock = timekeeper.clock;
112         cycle_now = clock->read(clock);
113
114         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
115         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
116
117         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
118         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
119                                   timekeeper.shift);
120 }
121
122 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
123 {
124         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
125         struct clocksource *clock;
126
127         /* read clocksource: */
128         clock = timekeeper.clock;
129         cycle_now = clock->read(clock);
130
131         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
132         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
133
134         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
135         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
136 }
137
138 /*
139  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
140  * playing with xtime.
141  */
142 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
143
144
145 /*
146  * The current time
147  * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
148  * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
149  * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
150  * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
151  * the usual normalization.
152  *
153  * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the monotonic
154  * time not to jump. We need to add total_sleep_time to wall_to_monotonic
155  * to get the real boot based time offset.
156  *
157  * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
158  * used instead.
159  */
160 static struct timespec xtime __attribute__ ((aligned (16)));
161 static struct timespec wall_to_monotonic __attribute__ ((aligned (16)));
162 static struct timespec total_sleep_time;
163
164 /*
165  * The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock.
166  */
167 static struct timespec raw_time;
168
169 /* flag for if timekeeping is suspended */
170 int __read_mostly timekeeping_suspended;
171
172 /* must hold xtime_lock */
173 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
174 {
175         xtime.tv_sec += leapsecond;
176         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
177         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
178                         timekeeper.mult);
179 }
180
181 /**
182  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
183  *
184  * Forward the current clock to update its state since the last call to
185  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
186  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
187  */
188 static void timekeeping_forward_now(void)
189 {
190         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
191         struct clocksource *clock;
192         s64 nsec;
193
194         clock = timekeeper.clock;
195         cycle_now = clock->read(clock);
196         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
197         clock->cycle_last = cycle_now;
198
199         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
200                                   timekeeper.shift);
201
202         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
203         nsec += arch_gettimeoffset();
204
205         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
206
207         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
208         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
209 }
210
211 /**
212  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
213  * @ts:         pointer to the timespec to be set
214  *
215  * Returns the time of day in a timespec.
216  */
217 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
218 {
219         unsigned long seq;
220         s64 nsecs;
221
222         WARN_ON(timekeeping_suspended);
223
224         do {
225                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
226
227                 *ts = xtime;
228                 nsecs = timekeeping_get_ns();
229
230                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
231                 nsecs += arch_gettimeoffset();
232
233         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
234
235         timespec_add_ns(ts, nsecs);
236 }
237
238 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
239
240 ktime_t ktime_get(void)
241 {
242         unsigned int seq;
243         s64 secs, nsecs;
244
245         WARN_ON(timekeeping_suspended);
246
247         do {
248                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
249                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
250                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
251                 nsecs += timekeeping_get_ns();
252                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
253                 nsecs += arch_gettimeoffset();
254
255         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
256         /*
257          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
258          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
259          */
260         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
261 }
262 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
263
264 /**
265  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
266  * @ts:         pointer to timespec variable
267  *
268  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
269  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
270  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
271  */
272 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
273 {
274         struct timespec tomono;
275         unsigned int seq;
276         s64 nsecs;
277
278         WARN_ON(timekeeping_suspended);
279
280         do {
281                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
282                 *ts = xtime;
283                 tomono = wall_to_monotonic;
284                 nsecs = timekeeping_get_ns();
285                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
286                 nsecs += arch_gettimeoffset();
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 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
296
297 /**
298  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
299  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
300  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
301  *
302  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
303  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
304  * format.
305  */
306 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
307 {
308         unsigned long seq;
309         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
310
311         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
312
313         do {
314                 u32 arch_offset;
315
316                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
317
318                 *ts_raw = raw_time;
319                 *ts_real = xtime;
320
321                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw();
322                 nsecs_real = timekeeping_get_ns();
323
324                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
325                 arch_offset = arch_gettimeoffset();
326                 nsecs_raw += arch_offset;
327                 nsecs_real += arch_offset;
328
329         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
330
331         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
332         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
333 }
334 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
335
336 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
337
338 /**
339  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
340  * @tv:         pointer to the timeval to be set
341  *
342  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
343  */
344 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
345 {
346         struct timespec now;
347
348         getnstimeofday(&now);
349         tv->tv_sec = now.tv_sec;
350         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
351 }
352
353 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
354 /**
355  * do_settimeofday - Sets the time of day
356  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
357  *
358  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
359  */
360 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
361 {
362         struct timespec ts_delta;
363         unsigned long flags;
364
365         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
366                 return -EINVAL;
367
368         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
369
370         timekeeping_forward_now();
371
372         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
373         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
374         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
375
376         xtime = *tv;
377
378         timekeeper.ntp_error = 0;
379         ntp_clear();
380
381         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
382                                 timekeeper.mult);
383
384         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
385
386         /* signal hrtimers about time change */
387         clock_was_set();
388
389         return 0;
390 }
391
392 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
393
394
395 /**
396  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
397  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
398  *
399  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
400  */
401 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
402 {
403         unsigned long flags;
404
405         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
406                 return -EINVAL;
407
408         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
409
410         timekeeping_forward_now();
411
412         xtime = timespec_add(xtime, *ts);
413         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, *ts);
414
415         timekeeper.ntp_error = 0;
416         ntp_clear();
417
418         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
419                                 timekeeper.mult);
420
421         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
422
423         /* signal hrtimers about time change */
424         clock_was_set();
425
426         return 0;
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
429
430 /**
431  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
432  *
433  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
434  */
435 static int change_clocksource(void *data)
436 {
437         struct clocksource *new, *old;
438
439         new = (struct clocksource *) data;
440
441         timekeeping_forward_now();
442         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
443                 old = timekeeper.clock;
444                 timekeeper_setup_internals(new);
445                 if (old->disable)
446                         old->disable(old);
447         }
448         return 0;
449 }
450
451 /**
452  * timekeeping_notify - Install a new clock source
453  * @clock:              pointer to the clock source
454  *
455  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
456  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
457  */
458 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
459 {
460         if (timekeeper.clock == clock)
461                 return;
462         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
463         tick_clock_notify();
464 }
465
466 /**
467  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
468  *
469  * returns the time in ktime_t format
470  */
471 ktime_t ktime_get_real(void)
472 {
473         struct timespec now;
474
475         getnstimeofday(&now);
476
477         return timespec_to_ktime(now);
478 }
479 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
480
481 /**
482  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
483  * @ts:         pointer to the timespec to be set
484  *
485  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
486  */
487 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
488 {
489         unsigned long seq;
490         s64 nsecs;
491
492         do {
493                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
494                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
495                 *ts = raw_time;
496
497         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
498
499         timespec_add_ns(ts, nsecs);
500 }
501 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
502
503
504 /**
505  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
506  */
507 int timekeeping_valid_for_hres(void)
508 {
509         unsigned long seq;
510         int ret;
511
512         do {
513                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
514
515                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
516
517         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
518
519         return ret;
520 }
521
522 /**
523  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
524  *
525  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
526  * ensure that the clocksource does not change!
527  */
528 u64 timekeeping_max_deferment(void)
529 {
530         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
531 }
532
533 /**
534  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
535  *
536  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
537  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
538  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
539  *
540  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
541  */
542 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
543 {
544         ts->tv_sec = 0;
545         ts->tv_nsec = 0;
546 }
547
548 /**
549  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
550  *
551  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
552  * Function to read the exact time the system has been started.
553  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
554  *
555  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
556  */
557 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
558 {
559         ts->tv_sec = 0;
560         ts->tv_nsec = 0;
561 }
562
563 /*
564  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
565  */
566 void __init timekeeping_init(void)
567 {
568         struct clocksource *clock;
569         unsigned long flags;
570         struct timespec now, boot;
571
572         read_persistent_clock(&now);
573         read_boot_clock(&boot);
574
575         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
576
577         ntp_init();
578
579         clock = clocksource_default_clock();
580         if (clock->enable)
581                 clock->enable(clock);
582         timekeeper_setup_internals(clock);
583
584         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
585         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
586         raw_time.tv_sec = 0;
587         raw_time.tv_nsec = 0;
588         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
589                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
590                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
591         }
592         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
593                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
594         total_sleep_time.tv_sec = 0;
595         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
596         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
597 }
598
599 /* time in seconds when suspend began */
600 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
601
602 /**
603  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
604  * @delta: pointer to a timespec delta value
605  *
606  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
607  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
608  */
609 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
610 {
611         if (!timespec_valid(delta)) {
612                 printk(KERN_WARNING "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
613                                         "sleep delta value!\n");
614                 return;
615         }
616
617         xtime = timespec_add(xtime, *delta);
618         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, *delta);
619         total_sleep_time = timespec_add(total_sleep_time, *delta);
620 }
621
622
623 /**
624  * timekeeping_inject_sleeptime - Adds suspend interval to timeekeeping values
625  * @delta: pointer to a timespec delta value
626  *
627  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock
628  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
629  *
630  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
631  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
632  */
633 void timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
634 {
635         unsigned long flags;
636         struct timespec ts;
637
638         /* Make sure we don't set the clock twice */
639         read_persistent_clock(&ts);
640         if (!(ts.tv_sec == 0 && ts.tv_nsec == 0))
641                 return;
642
643         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
644         timekeeping_forward_now();
645
646         __timekeeping_inject_sleeptime(delta);
647
648         timekeeper.ntp_error = 0;
649         ntp_clear();
650         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
651                                 timekeeper.mult);
652
653         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
654
655         /* signal hrtimers about time change */
656         clock_was_set();
657 }
658
659
660 /**
661  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
662  *
663  * This is for the generic clocksource timekeeping.
664  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
665  * still managed by arch specific suspend/resume code.
666  */
667 static void timekeeping_resume(void)
668 {
669         unsigned long flags;
670         struct timespec ts;
671
672         read_persistent_clock(&ts);
673
674         clocksource_resume();
675
676         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
677
678         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
679                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
680                 __timekeeping_inject_sleeptime(&ts);
681         }
682         /* re-base the last cycle value */
683         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
684         timekeeper.ntp_error = 0;
685         timekeeping_suspended = 0;
686         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
687
688         touch_softlockup_watchdog();
689
690         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
691
692         /* Resume hrtimers */
693         hrtimers_resume();
694 }
695
696 static int timekeeping_suspend(void)
697 {
698         unsigned long flags;
699         struct timespec         delta, delta_delta;
700         static struct timespec  old_delta;
701
702         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
703
704         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
705         timekeeping_forward_now();
706         timekeeping_suspended = 1;
707
708         /*
709          * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
710          * which each can add ~1 second drift error,
711          * try to compensate so the difference in system time
712          * and persistent_clock time stays close to constant.
713          */
714         delta = timespec_sub(xtime, timekeeping_suspend_time);
715         delta_delta = timespec_sub(delta, old_delta);
716         if (abs(delta_delta.tv_sec)  >= 2) {
717                 /*
718                  * if delta_delta is too large, assume time correction
719                  * has occured and set old_delta to the current delta.
720                  */
721                 old_delta = delta;
722         } else {
723                 /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
724                 timekeeping_suspend_time =
725                         timespec_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
726         }
727         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
728
729         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
730         clocksource_suspend();
731
732         return 0;
733 }
734
735 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
736 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
737         .resume         = timekeeping_resume,
738         .suspend        = timekeeping_suspend,
739 };
740
741 static int __init timekeeping_init_ops(void)
742 {
743         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
744         return 0;
745 }
746
747 device_initcall(timekeeping_init_ops);
748
749 /*
750  * If the error is already larger, we look ahead even further
751  * to compensate for late or lost adjustments.
752  */
753 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
754                                                  s64 *offset)
755 {
756         s64 tick_error, i;
757         u32 look_ahead, adj;
758         s32 error2, mult;
759
760         /*
761          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
762          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
763          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
764          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
765          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
766          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
767          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
768          */
769         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
770         error2 = abs(error2);
771         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
772                 error2 >>= 2;
773
774         /*
775          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
776          * remove the single look ahead already included in the error.
777          */
778         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
779         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
780         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
781
782         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
783         i = *interval;
784         mult = 1;
785         if (error < 0) {
786                 error = -error;
787                 *interval = -*interval;
788                 *offset = -*offset;
789                 mult = -1;
790         }
791         for (adj = 0; error > i; adj++)
792                 error >>= 1;
793
794         *interval <<= adj;
795         *offset <<= adj;
796         return mult << adj;
797 }
798
799 /*
800  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
801  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
802  * for other values we can do a bit more work.
803  */
804 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
805 {
806         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
807         int adj;
808
809         /*
810          * The point of this is to check if the error is greater then half
811          * an interval.
812          *
813          * First we shift it down from NTP_SHIFT to clocksource->shifted nsecs.
814          *
815          * Note we subtract one in the shift, so that error is really error*2.
816          * This "saves" dividing(shifting) intererval twice, but keeps the
817          * (error > interval) comparision as still measuring if error is
818          * larger then half an interval.
819          *
820          * Note: It does not "save" on aggrivation when reading the code.
821          */
822         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
823         if (error > interval) {
824                 /*
825                  * We now divide error by 4(via shift), which checks if
826                  * the error is greater then twice the interval.
827                  * If it is greater, we need a bigadjust, if its smaller,
828                  * we can adjust by 1.
829                  */
830                 error >>= 2;
831                 /*
832                  * XXX - In update_wall_time, we round up to the next
833                  * nanosecond, and store the amount rounded up into
834                  * the error. This causes the likely below to be unlikely.
835                  *
836                  * The properfix is to avoid rounding up by using
837                  * the high precision timekeeper.xtime_nsec instead of
838                  * xtime.tv_nsec everywhere. Fixing this will take some
839                  * time.
840                  */
841                 if (likely(error <= interval))
842                         adj = 1;
843                 else
844                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
845         } else if (error < -interval) {
846                 /* See comment above, this is just switched for the negative */
847                 error >>= 2;
848                 if (likely(error >= -interval)) {
849                         adj = -1;
850                         interval = -interval;
851                         offset = -offset;
852                 } else
853                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
854         } else /* No adjustment needed */
855                 return;
856
857         WARN_ONCE(timekeeper.clock->maxadj &&
858                         (timekeeper.mult + adj > timekeeper.clock->mult +
859                                                 timekeeper.clock->maxadj),
860                         "Adjusting %s more then 11%% (%ld vs %ld)\n",
861                         timekeeper.clock->name, (long)timekeeper.mult + adj,
862                         (long)timekeeper.clock->mult +
863                                 timekeeper.clock->maxadj);
864         /*
865          * So the following can be confusing.
866          *
867          * To keep things simple, lets assume adj == 1 for now.
868          *
869          * When adj != 1, remember that the interval and offset values
870          * have been appropriately scaled so the math is the same.
871          *
872          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
873          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
874          * one cycle_interval. This is because:
875          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
876          * So if mult is being incremented by one:
877          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
878          * Its the same as:
879          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
880          * Which can be shortened to:
881          *      xtime_interval += cycle_interval
882          *
883          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
884          * time (in shifted nanoseconds) is:
885          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
886          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
887          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
888          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
889          *
890          * So given the same offset value, we need the time to be the same
891          * both before and after the freq adjustment.
892          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
893          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
894          * So:
895          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
896          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
897          * And we know:
898          *      adj_2 = adj_1 + 1
899          * So:
900          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
901          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
902          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
903          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
904          * Canceling the sides:
905          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
906          * Which gives us:
907          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
908          * Which simplfies to:
909          *      xtime_nsec -= offset
910          *
911          * XXX - TODO: Doc ntp_error calculation.
912          */
913         timekeeper.mult += adj;
914         timekeeper.xtime_interval += interval;
915         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
916         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
917                                 timekeeper.ntp_error_shift;
918 }
919
920
921 /**
922  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
923  *
924  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
925  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
926  * loop.
927  *
928  * Returns the unconsumed cycles.
929  */
930 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
931 {
932         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
933         u64 raw_nsecs;
934
935         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
936         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
937                 return offset;
938
939         /* Accumulate one shifted interval */
940         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
941         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
942
943         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
944         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
945                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
946                 xtime.tv_sec++;
947                 second_overflow();
948         }
949
950         /* Accumulate raw time */
951         raw_nsecs = timekeeper.raw_interval << shift;
952         raw_nsecs += raw_time.tv_nsec;
953         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
954                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
955                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
956                 raw_time.tv_sec += raw_secs;
957         }
958         raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
959
960         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
961         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
962         timekeeper.ntp_error -=
963             (timekeeper.xtime_interval + timekeeper.xtime_remainder) <<
964                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
965
966         return offset;
967 }
968
969
970 /**
971  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
972  *
973  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
974  */
975 static void update_wall_time(void)
976 {
977         struct clocksource *clock;
978         cycle_t offset;
979         int shift = 0, maxshift;
980
981         /* Make sure we're fully resumed: */
982         if (unlikely(timekeeping_suspended))
983                 return;
984
985         clock = timekeeper.clock;
986
987 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
988         offset = timekeeper.cycle_interval;
989 #else
990         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
991 #endif
992         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
993
994         /*
995          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
996          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
997          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
998          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
999          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
1000          * doubled multiple.
1001          */
1002         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
1003         shift = max(0, shift);
1004         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
1005         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
1006         shift = min(shift, maxshift);
1007         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
1008                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
1009                 if(offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
1010                         shift--;
1011         }
1012
1013         /* correct the clock when NTP error is too big */
1014         timekeeping_adjust(offset);
1015
1016         /*
1017          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
1018          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
1019          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
1020          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
1021          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
1022          * cause it to underflow.
1023          *
1024          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
1025          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
1026          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
1027          * and add that amount into the error.
1028          *
1029          * We'll correct this error next time through this function, when
1030          * xtime_nsec is not as small.
1031          */
1032         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
1033                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
1034                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
1035                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
1036         }
1037
1038
1039         /*
1040          * Store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
1041          * add the remainder to the error difference.
1042          */
1043         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
1044         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
1045         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
1046                                 timekeeper.ntp_error_shift;
1047
1048         /*
1049          * Finally, make sure that after the rounding
1050          * xtime.tv_nsec isn't larger then NSEC_PER_SEC
1051          */
1052         if (unlikely(xtime.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
1053                 xtime.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
1054                 xtime.tv_sec++;
1055                 second_overflow();
1056         }
1057
1058         /* check to see if there is a new clocksource to use */
1059         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
1060                                 timekeeper.mult);
1061 }
1062
1063 /**
1064  * getboottime - Return the real time of system boot.
1065  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1066  *
1067  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
1068  *
1069  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
1070  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
1071  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
1072  * you get the right time here).
1073  */
1074 void getboottime(struct timespec *ts)
1075 {
1076         struct timespec boottime = {
1077                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
1078                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
1079         };
1080
1081         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
1084
1085
1086 /**
1087  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
1088  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1089  *
1090  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
1091  *
1092  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
1093  * includes the time spent in suspend.
1094  */
1095 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
1096 {
1097         struct timespec tomono, sleep;
1098         unsigned int seq;
1099         s64 nsecs;
1100
1101         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1102
1103         do {
1104                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1105                 *ts = xtime;
1106                 tomono = wall_to_monotonic;
1107                 sleep = total_sleep_time;
1108                 nsecs = timekeeping_get_ns();
1109
1110         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1111
1112         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec + sleep.tv_sec,
1113                         ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec + nsecs);
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
1116
1117 /**
1118  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
1119  *
1120  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
1121  *
1122  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
1123  * includes the time spent in suspend.
1124  */
1125 ktime_t ktime_get_boottime(void)
1126 {
1127         struct timespec ts;
1128
1129         get_monotonic_boottime(&ts);
1130         return timespec_to_ktime(ts);
1131 }
1132 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
1133
1134 /**
1135  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
1136  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
1137  */
1138 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
1139 {
1140         *ts = timespec_add(*ts, total_sleep_time);
1141 }
1142 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
1143
1144 unsigned long get_seconds(void)
1145 {
1146         return xtime.tv_sec;
1147 }
1148 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
1149
1150 struct timespec __current_kernel_time(void)
1151 {
1152         return xtime;
1153 }
1154
1155 struct timespec current_kernel_time(void)
1156 {
1157         struct timespec now;
1158         unsigned long seq;
1159
1160         do {
1161                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1162
1163                 now = xtime;
1164         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1165
1166         return now;
1167 }
1168 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1169
1170 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1171 {
1172         struct timespec now, mono;
1173         unsigned long seq;
1174
1175         do {
1176                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1177
1178                 now = xtime;
1179                 mono = wall_to_monotonic;
1180         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1181
1182         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1183                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1184         return now;
1185 }
1186
1187 /*
1188  * The 64-bit jiffies value is not atomic - you MUST NOT read it
1189  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
1190  * jiffies is defined in the linker script...
1191  */
1192 void do_timer(unsigned long ticks)
1193 {
1194         jiffies_64 += ticks;
1195         update_wall_time();
1196         calc_global_load(ticks);
1197 }
1198
1199 /**
1200  * get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset() - get xtime, wall_to_monotonic,
1201  *    and sleep offsets.
1202  * @xtim:       pointer to timespec to be set with xtime
1203  * @wtom:       pointer to timespec to be set with wall_to_monotonic
1204  * @sleep:      pointer to timespec to be set with time in suspend
1205  */
1206 void get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(struct timespec *xtim,
1207                                 struct timespec *wtom, struct timespec *sleep)
1208 {
1209         unsigned long seq;
1210
1211         do {
1212                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1213                 *xtim = xtime;
1214                 *wtom = wall_to_monotonic;
1215                 *sleep = total_sleep_time;
1216         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1217 }
1218
1219 /**
1220  * ktime_get_monotonic_offset() - get wall_to_monotonic in ktime_t format
1221  */
1222 ktime_t ktime_get_monotonic_offset(void)
1223 {
1224         unsigned long seq;
1225         struct timespec wtom;
1226
1227         do {
1228                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1229                 wtom = wall_to_monotonic;
1230         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1231         return timespec_to_ktime(wtom);
1232 }
1233
1234 /**
1235  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1236  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1237  *
1238  * Must be called with interrupts disabled.
1239  */
1240 void xtime_update(unsigned long ticks)
1241 {
1242         write_seqlock(&xtime_lock);
1243         do_timer(ticks);
1244         write_sequnlock(&xtime_lock);
1245 }