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
 253         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 254         /*
 255          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
 256          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
 257          */
 258         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
 259 }
 260 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 261
 262 /**
 263  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 264  * @ts:         pointer to timespec variable
 265  *
 266  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 267  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 268  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 269  */
 270 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 271 {
 272         struct timespec tomono;
 273         unsigned int seq;
 274         s64 nsecs;
 275
 276         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 277
 278         do {
 279                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 280                 *ts = xtime;
 281                 tomono = wall_to_monotonic;
 282                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 283
 284         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 285
 286         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 287                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
 288 }
 289 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 290
 291 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
 292
 293 /**
 294  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
 295  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
 296  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
 297  *
 298  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
 299  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
 300  * format.
 301  */
 302 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
 303 {
 304         unsigned long seq;
 305         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
 306
 307         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
 308
 309         do {
 310                 u32 arch_offset;
 311
 312                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 313
 314                 *ts_raw = raw_time;
 315                 *ts_real = xtime;
 316
 317                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw();
 318                 nsecs_real = timekeeping_get_ns();
 319
 320                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 321                 arch_offset = arch_gettimeoffset();
 322                 nsecs_raw += arch_offset;
 323                 nsecs_real += arch_offset;
 324
 325         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 326
 327         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
 328         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
 329 }
 330 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
 331
 332 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
 333
 334 /**
 335  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
 336  * @tv:         pointer to the timeval to be set
 337  *
 338  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
 339  */
 340 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 341 {
 342         struct timespec now;
 343
 344         getnstimeofday(&now);
 345         tv->tv_sec = now.tv_sec;
 346         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
 347 }
 348
 349 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 350 /**
 351  * do_settimeofday - Sets the time of day
 352  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
 353  *
 354  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
 355  */
 356 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
 357 {
 358         struct timespec ts_delta;
 359         unsigned long flags;
 360
 361         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 362                 return -EINVAL;
 363
 364         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 365
 366         timekeeping_forward_now();
 367
 368         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
 369         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
 370         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
 371
 372         xtime = *tv;
 373
 374         timekeeper.ntp_error = 0;
 375         ntp_clear();
 376
 377         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
 378                                 timekeeper.mult);
 379
 380         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 381
 382         /* signal hrtimers about time change */
 383         clock_was_set();
 384
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 389
 390
 391 /**
 392  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
 393  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
 394  *
 395  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
 396  */
 397 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
 398 {
 399         unsigned long flags;
 400
 401         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 402                 return -EINVAL;
 403
 404         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 405
 406         timekeeping_forward_now();
 407
 408         xtime = timespec_add(xtime, *ts);
 409         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, *ts);
 410
 411         timekeeper.ntp_error = 0;
 412         ntp_clear();
 413
 414         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
 415                                 timekeeper.mult);
 416
 417         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 418
 419         /* signal hrtimers about time change */
 420         clock_was_set();
 421
 422         return 0;
 423 }
 424 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
 425
 426 /**
 427  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
 428  *
 429  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
 430  */
 431 static int change_clocksource(void *data)
 432 {
 433         struct clocksource *new, *old;
 434
 435         new = (struct clocksource *) data;
 436
 437         timekeeping_forward_now();
 438         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
 439                 old = timekeeper.clock;
 440                 timekeeper_setup_internals(new);
 441                 if (old->disable)
 442                         old->disable(old);
 443         }
 444         return 0;
 445 }
 446
 447 /**
 448  * timekeeping_notify - Install a new clock source
 449  * @clock:              pointer to the clock source
 450  *
 451  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
 452  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
 453  */
 454 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
 455 {
 456         if (timekeeper.clock == clock)
 457                 return;
 458         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
 459         tick_clock_notify();
 460 }
 461
 462 /**
 463  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
 464  *
 465  * returns the time in ktime_t format
 466  */
 467 ktime_t ktime_get_real(void)
 468 {
 469         struct timespec now;
 470
 471         getnstimeofday(&now);
 472
 473         return timespec_to_ktime(now);
 474 }
 475 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
 476
 477 /**
 478  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
 479  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 480  *
 481  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
 482  */
 483 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
 484 {
 485         unsigned long seq;
 486         s64 nsecs;
 487
 488         do {
 489                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 490                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
 491                 *ts = raw_time;
 492
 493         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 494
 495         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 496 }
 497 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
 498
 499
 500 /**
 501  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
 502  */
 503 int timekeeping_valid_for_hres(void)
 504 {
 505         unsigned long seq;
 506         int ret;
 507
 508         do {
 509                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 510
 511                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
 512
 513         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 514
 515         return ret;
 516 }
 517
 518 /**
 519  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
 520  *
 521  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
 522  * ensure that the clocksource does not change!
 523  */
 524 u64 timekeeping_max_deferment(void)
 525 {
 526         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
 527 }
 528
 529 /**
 530  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
 531  *
 532  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 533  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
 534  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 535  *
 536  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 537  */
 538 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 539 {
 540         ts->tv_sec = 0;
 541         ts->tv_nsec = 0;
 542 }
 543
 544 /**
 545  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
 546  *
 547  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 548  * Function to read the exact time the system has been started.
 549  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 550  *
 551  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 552  */
 553 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
 554 {
 555         ts->tv_sec = 0;
 556         ts->tv_nsec = 0;
 557 }
 558
 559 /*
 560  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
 561  */
 562 void __init timekeeping_init(void)
 563 {
 564         struct clocksource *clock;
 565         unsigned long flags;
 566         struct timespec now, boot;
 567
 568         read_persistent_clock(&now);
 569         read_boot_clock(&boot);
 570
 571         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 572
 573         ntp_init();
 574
 575         clock = clocksource_default_clock();
 576         if (clock->enable)
 577                 clock->enable(clock);
 578         timekeeper_setup_internals(clock);
 579
 580         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
 581         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
 582         raw_time.tv_sec = 0;
 583         raw_time.tv_nsec = 0;
 584         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
 585                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
 586                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
 587         }
 588         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 589                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
 590         total_sleep_time.tv_sec = 0;
 591         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
 592         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 593 }
 594
 595 /* time in seconds when suspend began */
 596 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
 597
 598 /**
 599  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
 600  *
 601  * This is for the generic clocksource timekeeping.
 602  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
 603  * still managed by arch specific suspend/resume code.
 604  */
 605 static void timekeeping_resume(void)
 606 {
 607         unsigned long flags;
 608         struct timespec ts;
 609
 610         read_persistent_clock(&ts);
 611
 612         clocksource_resume();
 613
 614         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 615
 616         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
 617                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
 618                 xtime = timespec_add(xtime, ts);
 619                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
 620                 total_sleep_time = timespec_add(total_sleep_time, ts);
 621         }
 622         /* re-base the last cycle value */
 623         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
 624         timekeeper.ntp_error = 0;
 625         timekeeping_suspended = 0;
 626         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 627
 628         touch_softlockup_watchdog();
 629
 630         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
 631
 632         /* Resume hrtimers */
 633         hres_timers_resume();
 634 }
 635
 636 static int timekeeping_suspend(void)
 637 {
 638         unsigned long flags;
 639
 640         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
 641
 642         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 643         timekeeping_forward_now();
 644         timekeeping_suspended = 1;
 645         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 646
 647         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
 648         clocksource_suspend();
 649
 650         return 0;
 651 }
 652
 653 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
 654 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
 655         .resume         = timekeeping_resume,
 656         .suspend        = timekeeping_suspend,
 657 };
 658
 659 static int __init timekeeping_init_ops(void)
 660 {
 661         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
 662         return 0;
 663 }
 664
 665 device_initcall(timekeeping_init_ops);
 666
 667 /*
 668  * If the error is already larger, we look ahead even further
 669  * to compensate for late or lost adjustments.
 670  */
 671 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
 672                                                  s64 *offset)
 673 {
 674         s64 tick_error, i;
 675         u32 look_ahead, adj;
 676         s32 error2, mult;
 677
 678         /*
 679          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
 680          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
 681          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
 682          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
 683          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
 684          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
 685          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
 686          */
 687         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
 688         error2 = abs(error2);
 689         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
 690                 error2 >>= 2;
 691
 692         /*
 693          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
 694          * remove the single look ahead already included in the error.
 695          */
 696         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
 697         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
 698         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
 699
 700         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
 701         i = *interval;
 702         mult = 1;
 703         if (error < 0) {
 704                 error = -error;
 705                 *interval = -*interval;
 706                 *offset = -*offset;
 707                 mult = -1;
 708         }
 709         for (adj = 0; error > i; adj++)
 710                 error >>= 1;
 711
 712         *interval <<= adj;
 713         *offset <<= adj;
 714         return mult << adj;
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
 719  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
 720  * for other values we can do a bit more work.
 721  */
 722 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
 723 {
 724         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
 725         int adj;
 726
 727         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
 728         if (error > interval) {
 729                 error >>= 2;
 730                 if (likely(error <= interval))
 731                         adj = 1;
 732                 else
 733                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 734         } else if (error < -interval) {
 735                 error >>= 2;
 736                 if (likely(error >= -interval)) {
 737                         adj = -1;
 738                         interval = -interval;
 739                         offset = -offset;
 740                 } else
 741                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 742         } else
 743                 return;
 744
 745         timekeeper.mult += adj;
 746         timekeeper.xtime_interval += interval;
 747         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
 748         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
 749                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 750 }
 751
 752
 753 /**
 754  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
 755  *
 756  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
 757  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
 758  * loop.
 759  *
 760  * Returns the unconsumed cycles.
 761  */
 762 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
 763 {
 764         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
 765         u64 raw_nsecs;
 766
 767         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
 768         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 769                 return offset;
 770
 771         /* Accumulate one shifted interval */
 772         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
 773         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
 774
 775         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
 776         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
 777                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
 778                 xtime.tv_sec++;
 779                 second_overflow();
 780         }
 781
 782         /* Accumulate raw time */
 783         raw_nsecs = timekeeper.raw_interval << shift;
 784         raw_nsecs += raw_time.tv_nsec;
 785         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
 786                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
 787                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
 788                 raw_time.tv_sec += raw_secs;
 789         }
 790         raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
 791
 792         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
 793         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
 794         timekeeper.ntp_error -=
 795             (timekeeper.xtime_interval + timekeeper.xtime_remainder) <<
 796                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
 797
 798         return offset;
 799 }
 800
 801
 802 /**
 803  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
 804  *
 805  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
 806  */
 807 static void update_wall_time(void)
 808 {
 809         struct clocksource *clock;
 810         cycle_t offset;
 811         int shift = 0, maxshift;
 812
 813         /* Make sure we're fully resumed: */
 814         if (unlikely(timekeeping_suspended))
 815                 return;
 816
 817         clock = timekeeper.clock;
 818
 819 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
 820         offset = timekeeper.cycle_interval;
 821 #else
 822         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
 823 #endif
 824         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 825
 826         /*
 827          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
 828          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
 829          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
 830          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
 831          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
 832          * doubled multiple.
 833          */
 834         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
 835         shift = max(0, shift);
 836         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
 837         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
 838         shift = min(shift, maxshift);
 839         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
 840                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
 841                 if(offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 842                         shift--;
 843         }
 844
 845         /* correct the clock when NTP error is too big */
 846         timekeeping_adjust(offset);
 847
 848         /*
 849          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
 850          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
 851          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
 852          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
 853          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
 854          * cause it to underflow.
 855          *
 856          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
 857          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
 858          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
 859          * and add that amount into the error.
 860          *
 861          * We'll correct this error next time through this function, when
 862          * xtime_nsec is not as small.
 863          */
 864         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
 865                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
 866                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
 867                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
 868         }
 869
 870
 871         /*
 872          * Store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
 873          * add the remainder to the error difference.
 874          */
 875         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
 876         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 877         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
 878                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 879
 880         /*
 881          * Finally, make sure that after the rounding
 882          * xtime.tv_nsec isn't larger then NSEC_PER_SEC
 883          */
 884         if (unlikely(xtime.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
 885                 xtime.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
 886                 xtime.tv_sec++;
 887                 second_overflow();
 888         }
 889
 890         /* check to see if there is a new clocksource to use */
 891         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
 892                                 timekeeper.mult);
 893 }
 894
 895 /**
 896  * getboottime - Return the real time of system boot.
 897  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 898  *
 899  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
 900  *
 901  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
 902  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
 903  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
 904  * you get the right time here).
 905  */
 906 void getboottime(struct timespec *ts)
 907 {
 908         struct timespec boottime = {
 909                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
 910                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
 911         };
 912
 913         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
 914 }
 915 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
 916
 917
 918 /**
 919  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
 920  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 921  *
 922  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
 923  *
 924  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
 925  * includes the time spent in suspend.
 926  */
 927 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
 928 {
 929         struct timespec tomono, sleep;
 930         unsigned int seq;
 931         s64 nsecs;
 932
 933         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 934
 935         do {
 936                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 937                 *ts = xtime;
 938                 tomono = wall_to_monotonic;
 939                 sleep = total_sleep_time;
 940                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 941
 942         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 943
 944         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec + sleep.tv_sec,
 945                         ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec + nsecs);
 946 }
 947 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
 948
 949 /**
 950  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
 951  *
 952  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
 953  *
 954  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
 955  * includes the time spent in suspend.
 956  */
 957 ktime_t ktime_get_boottime(void)
 958 {
 959         struct timespec ts;
 960
 961         get_monotonic_boottime(&ts);
 962         return timespec_to_ktime(ts);
 963 }
 964 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
 965
 966 /**
 967  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
 968  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
 969  */
 970 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
 971 {
 972         *ts = timespec_add(*ts, total_sleep_time);
 973 }
 974 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
 975
 976 unsigned long get_seconds(void)
 977 {
 978         return xtime.tv_sec;
 979 }
 980 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
 981
 982 struct timespec __current_kernel_time(void)
 983 {
 984         return xtime;
 985 }
 986
 987 struct timespec current_kernel_time(void)
 988 {
 989         struct timespec now;
 990         unsigned long seq;
 991
 992         do {
 993                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 994
 995                 now = xtime;
 996         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 997
 998         return now;
 999 }
1000 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1001
1002 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1003 {
1004         struct timespec now, mono;
1005         unsigned long seq;
1006
1007         do {
1008                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1009
1010                 now = xtime;
1011                 mono = wall_to_monotonic;
1012         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1013
1014         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1015                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1016         return now;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * The 64-bit jiffies value is not atomic - you MUST NOT read it
1021  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
1022  * jiffies is defined in the linker script...
1023  */
1024 void do_timer(unsigned long ticks)
1025 {
1026         jiffies_64 += ticks;
1027         update_wall_time();
1028         calc_global_load(ticks);
1029 }
1030
1031 /**
1032  * get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset() - get xtime, wall_to_monotonic,
1033  *    and sleep offsets.
1034  * @xtim:       pointer to timespec to be set with xtime
1035  * @wtom:       pointer to timespec to be set with wall_to_monotonic
1036  * @sleep:      pointer to timespec to be set with time in suspend
1037  */
1038 void get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(struct timespec *xtim,
1039                                 struct timespec *wtom, struct timespec *sleep)
1040 {
1041         unsigned long seq;
1042
1043         do {
1044                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1045                 *xtim = xtime;
1046                 *wtom = wall_to_monotonic;
1047                 *sleep = total_sleep_time;
1048         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1049 }
1050
1051 /**
1052  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1053  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1054  *
1055  * Must be called with interrupts disabled.
1056  */
1057 void xtime_update(unsigned long ticks)
1058 {
1059         write_seqlock(&xtime_lock);
1060         do_timer(ticks);
1061         write_sequnlock(&xtime_lock);
1062 }