timekeeping: Shorten seq_count region
[firefly-linux-kernel-4.4.55.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
26 #include "tick-internal.h"
27 #include "ntp_internal.h"
28
29 static struct timekeeper timekeeper;
30 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(timekeeper_lock);
31 static seqcount_t timekeeper_seq;
32 static struct timekeeper shadow_timekeeper;
33
34 /* flag for if timekeeping is suspended */
35 int __read_mostly timekeeping_suspended;
36
37 /* Flag for if there is a persistent clock on this platform */
38 bool __read_mostly persistent_clock_exist = false;
39
40 static inline void tk_normalize_xtime(struct timekeeper *tk)
41 {
42         while (tk->xtime_nsec >= ((u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift)) {
43                 tk->xtime_nsec -= (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
44                 tk->xtime_sec++;
45         }
46 }
47
48 static void tk_set_xtime(struct timekeeper *tk, const struct timespec *ts)
49 {
50         tk->xtime_sec = ts->tv_sec;
51         tk->xtime_nsec = (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
52 }
53
54 static void tk_xtime_add(struct timekeeper *tk, const struct timespec *ts)
55 {
56         tk->xtime_sec += ts->tv_sec;
57         tk->xtime_nsec += (u64)ts->tv_nsec << tk->shift;
58         tk_normalize_xtime(tk);
59 }
60
61 static void tk_set_wall_to_mono(struct timekeeper *tk, struct timespec wtm)
62 {
63         struct timespec tmp;
64
65         /*
66          * Verify consistency of: offset_real = -wall_to_monotonic
67          * before modifying anything
68          */
69         set_normalized_timespec(&tmp, -tk->wall_to_monotonic.tv_sec,
70                                         -tk->wall_to_monotonic.tv_nsec);
71         WARN_ON_ONCE(tk->offs_real.tv64 != timespec_to_ktime(tmp).tv64);
72         tk->wall_to_monotonic = wtm;
73         set_normalized_timespec(&tmp, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
74         tk->offs_real = timespec_to_ktime(tmp);
75         tk->offs_tai = ktime_sub(tk->offs_real, ktime_set(tk->tai_offset, 0));
76 }
77
78 static void tk_set_sleep_time(struct timekeeper *tk, struct timespec t)
79 {
80         /* Verify consistency before modifying */
81         WARN_ON_ONCE(tk->offs_boot.tv64 != timespec_to_ktime(tk->total_sleep_time).tv64);
82
83         tk->total_sleep_time    = t;
84         tk->offs_boot           = timespec_to_ktime(t);
85 }
86
87 /**
88  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
89  *
90  * @clock:              Pointer to clocksource.
91  *
92  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
93  * pair and interval request.
94  *
95  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
96  */
97 static void tk_setup_internals(struct timekeeper *tk, struct clocksource *clock)
98 {
99         cycle_t interval;
100         u64 tmp, ntpinterval;
101         struct clocksource *old_clock;
102
103         old_clock = tk->clock;
104         tk->clock = clock;
105         tk->cycle_last = clock->cycle_last = clock->read(clock);
106
107         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
108         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
109         tmp <<= clock->shift;
110         ntpinterval = tmp;
111         tmp += clock->mult/2;
112         do_div(tmp, clock->mult);
113         if (tmp == 0)
114                 tmp = 1;
115
116         interval = (cycle_t) tmp;
117         tk->cycle_interval = interval;
118
119         /* Go back from cycles -> shifted ns */
120         tk->xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
121         tk->xtime_remainder = ntpinterval - tk->xtime_interval;
122         tk->raw_interval =
123                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
124
125          /* if changing clocks, convert xtime_nsec shift units */
126         if (old_clock) {
127                 int shift_change = clock->shift - old_clock->shift;
128                 if (shift_change < 0)
129                         tk->xtime_nsec >>= -shift_change;
130                 else
131                         tk->xtime_nsec <<= shift_change;
132         }
133         tk->shift = clock->shift;
134
135         tk->ntp_error = 0;
136         tk->ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
137
138         /*
139          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
140          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
141          * to counteract clock drifting.
142          */
143         tk->mult = clock->mult;
144 }
145
146 /* Timekeeper helper functions. */
147
148 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
149 u32 (*arch_gettimeoffset)(void);
150
151 u32 get_arch_timeoffset(void)
152 {
153         if (likely(arch_gettimeoffset))
154                 return arch_gettimeoffset();
155         return 0;
156 }
157 #else
158 static inline u32 get_arch_timeoffset(void) { return 0; }
159 #endif
160
161 static inline s64 timekeeping_get_ns(struct timekeeper *tk)
162 {
163         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
164         struct clocksource *clock;
165         s64 nsec;
166
167         /* read clocksource: */
168         clock = tk->clock;
169         cycle_now = clock->read(clock);
170
171         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
172         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
173
174         nsec = cycle_delta * tk->mult + tk->xtime_nsec;
175         nsec >>= tk->shift;
176
177         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
178         return nsec + get_arch_timeoffset();
179 }
180
181 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(struct timekeeper *tk)
182 {
183         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
184         struct clocksource *clock;
185         s64 nsec;
186
187         /* read clocksource: */
188         clock = tk->clock;
189         cycle_now = clock->read(clock);
190
191         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
192         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
193
194         /* convert delta to nanoseconds. */
195         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
196
197         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
198         return nsec + get_arch_timeoffset();
199 }
200
201 static RAW_NOTIFIER_HEAD(pvclock_gtod_chain);
202
203 static void update_pvclock_gtod(struct timekeeper *tk)
204 {
205         raw_notifier_call_chain(&pvclock_gtod_chain, 0, tk);
206 }
207
208 /**
209  * pvclock_gtod_register_notifier - register a pvclock timedata update listener
210  */
211 int pvclock_gtod_register_notifier(struct notifier_block *nb)
212 {
213         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
214         unsigned long flags;
215         int ret;
216
217         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
218         ret = raw_notifier_chain_register(&pvclock_gtod_chain, nb);
219         update_pvclock_gtod(tk);
220         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
221
222         return ret;
223 }
224 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_register_notifier);
225
226 /**
227  * pvclock_gtod_unregister_notifier - unregister a pvclock
228  * timedata update listener
229  */
230 int pvclock_gtod_unregister_notifier(struct notifier_block *nb)
231 {
232         unsigned long flags;
233         int ret;
234
235         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
236         ret = raw_notifier_chain_unregister(&pvclock_gtod_chain, nb);
237         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
238
239         return ret;
240 }
241 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_unregister_notifier);
242
243 /* must hold timekeeper_lock */
244 static void timekeeping_update(struct timekeeper *tk, bool clearntp, bool mirror)
245 {
246         if (clearntp) {
247                 tk->ntp_error = 0;
248                 ntp_clear();
249         }
250         update_vsyscall(tk);
251         update_pvclock_gtod(tk);
252
253         if (mirror)
254                 memcpy(&shadow_timekeeper, &timekeeper, sizeof(timekeeper));
255 }
256
257 /**
258  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
259  *
260  * Forward the current clock to update its state since the last call to
261  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
262  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
263  */
264 static void timekeeping_forward_now(struct timekeeper *tk)
265 {
266         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
267         struct clocksource *clock;
268         s64 nsec;
269
270         clock = tk->clock;
271         cycle_now = clock->read(clock);
272         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
273         tk->cycle_last = clock->cycle_last = cycle_now;
274
275         tk->xtime_nsec += cycle_delta * tk->mult;
276
277         /* If arch requires, add in get_arch_timeoffset() */
278         tk->xtime_nsec += (u64)get_arch_timeoffset() << tk->shift;
279
280         tk_normalize_xtime(tk);
281
282         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
283         timespec_add_ns(&tk->raw_time, nsec);
284 }
285
286 /**
287  * __getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec.
288  * @ts:         pointer to the timespec to be set
289  *
290  * Updates the time of day in the timespec.
291  * Returns 0 on success, or -ve when suspended (timespec will be undefined).
292  */
293 int __getnstimeofday(struct timespec *ts)
294 {
295         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
296         unsigned long seq;
297         s64 nsecs = 0;
298
299         do {
300                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
301
302                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
303                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
304
305         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
306
307         ts->tv_nsec = 0;
308         timespec_add_ns(ts, nsecs);
309
310         /*
311          * Do not bail out early, in case there were callers still using
312          * the value, even in the face of the WARN_ON.
313          */
314         if (unlikely(timekeeping_suspended))
315                 return -EAGAIN;
316         return 0;
317 }
318 EXPORT_SYMBOL(__getnstimeofday);
319
320 /**
321  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec.
322  * @ts:         pointer to the timespec to be set
323  *
324  * Returns the time of day in a timespec (WARN if suspended).
325  */
326 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
327 {
328         WARN_ON(__getnstimeofday(ts));
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
331
332 ktime_t ktime_get(void)
333 {
334         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
335         unsigned int seq;
336         s64 secs, nsecs;
337
338         WARN_ON(timekeeping_suspended);
339
340         do {
341                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
342                 secs = tk->xtime_sec + tk->wall_to_monotonic.tv_sec;
343                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk) + tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
344
345         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
346         /*
347          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
348          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
349          */
350         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
351 }
352 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
353
354 /**
355  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
356  * @ts:         pointer to timespec variable
357  *
358  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
359  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
360  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
361  */
362 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
363 {
364         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
365         struct timespec tomono;
366         s64 nsec;
367         unsigned int seq;
368
369         WARN_ON(timekeeping_suspended);
370
371         do {
372                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
373                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
374                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
375                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
376
377         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
378
379         ts->tv_sec += tomono.tv_sec;
380         ts->tv_nsec = 0;
381         timespec_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
384
385
386 /**
387  * timekeeping_clocktai - Returns the TAI time of day in a timespec
388  * @ts:         pointer to the timespec to be set
389  *
390  * Returns the time of day in a timespec.
391  */
392 void timekeeping_clocktai(struct timespec *ts)
393 {
394         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
395         unsigned long seq;
396         u64 nsecs;
397
398         WARN_ON(timekeeping_suspended);
399
400         do {
401                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
402
403                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec + tk->tai_offset;
404                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
405
406         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
407
408         ts->tv_nsec = 0;
409         timespec_add_ns(ts, nsecs);
410
411 }
412 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_clocktai);
413
414
415 /**
416  * ktime_get_clocktai - Returns the TAI time of day in a ktime
417  *
418  * Returns the time of day in a ktime.
419  */
420 ktime_t ktime_get_clocktai(void)
421 {
422         struct timespec ts;
423
424         timekeeping_clocktai(&ts);
425         return timespec_to_ktime(ts);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_clocktai);
428
429 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
430
431 /**
432  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
433  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
434  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
435  *
436  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
437  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
438  * format.
439  */
440 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
441 {
442         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
443         unsigned long seq;
444         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
445
446         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
447
448         do {
449                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
450
451                 *ts_raw = tk->raw_time;
452                 ts_real->tv_sec = tk->xtime_sec;
453                 ts_real->tv_nsec = 0;
454
455                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw(tk);
456                 nsecs_real = timekeeping_get_ns(tk);
457
458         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
459
460         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
461         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
462 }
463 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
464
465 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
466
467 /**
468  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
469  * @tv:         pointer to the timeval to be set
470  *
471  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
472  */
473 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
474 {
475         struct timespec now;
476
477         getnstimeofday(&now);
478         tv->tv_sec = now.tv_sec;
479         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
480 }
481 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
482
483 /**
484  * do_settimeofday - Sets the time of day
485  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
486  *
487  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
488  */
489 int do_settimeofday(const struct timespec *tv)
490 {
491         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
492         struct timespec ts_delta, xt;
493         unsigned long flags;
494
495         if (!timespec_valid_strict(tv))
496                 return -EINVAL;
497
498         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
499         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
500
501         timekeeping_forward_now(tk);
502
503         xt = tk_xtime(tk);
504         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xt.tv_sec;
505         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xt.tv_nsec;
506
507         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, ts_delta));
508
509         tk_set_xtime(tk, tv);
510
511         timekeeping_update(tk, true, true);
512
513         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
514         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
515
516         /* signal hrtimers about time change */
517         clock_was_set();
518
519         return 0;
520 }
521 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
522
523 /**
524  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
525  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the offset
526  *
527  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
528  */
529 int timekeeping_inject_offset(struct timespec *ts)
530 {
531         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
532         unsigned long flags;
533         struct timespec tmp;
534         int ret = 0;
535
536         if ((unsigned long)ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
537                 return -EINVAL;
538
539         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
540         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
541
542         timekeeping_forward_now(tk);
543
544         /* Make sure the proposed value is valid */
545         tmp = timespec_add(tk_xtime(tk),  *ts);
546         if (!timespec_valid_strict(&tmp)) {
547                 ret = -EINVAL;
548                 goto error;
549         }
550
551         tk_xtime_add(tk, ts);
552         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, *ts));
553
554 error: /* even if we error out, we forwarded the time, so call update */
555         timekeeping_update(tk, true, true);
556
557         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
558         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
559
560         /* signal hrtimers about time change */
561         clock_was_set();
562
563         return ret;
564 }
565 EXPORT_SYMBOL(timekeeping_inject_offset);
566
567
568 /**
569  * timekeeping_get_tai_offset - Returns current TAI offset from UTC
570  *
571  */
572 s32 timekeeping_get_tai_offset(void)
573 {
574         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
575         unsigned int seq;
576         s32 ret;
577
578         do {
579                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
580                 ret = tk->tai_offset;
581         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
582
583         return ret;
584 }
585
586 /**
587  * __timekeeping_set_tai_offset - Lock free worker function
588  *
589  */
590 static void __timekeeping_set_tai_offset(struct timekeeper *tk, s32 tai_offset)
591 {
592         tk->tai_offset = tai_offset;
593         tk->offs_tai = ktime_sub(tk->offs_real, ktime_set(tai_offset, 0));
594 }
595
596 /**
597  * timekeeping_set_tai_offset - Sets the current TAI offset from UTC
598  *
599  */
600 void timekeeping_set_tai_offset(s32 tai_offset)
601 {
602         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
603         unsigned long flags;
604
605         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
606         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
607         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tai_offset);
608         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
609         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
610 }
611
612 /**
613  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
614  *
615  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
616  */
617 static int change_clocksource(void *data)
618 {
619         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
620         struct clocksource *new, *old;
621         unsigned long flags;
622
623         new = (struct clocksource *) data;
624
625         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
626         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
627
628         timekeeping_forward_now(tk);
629         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
630                 old = tk->clock;
631                 tk_setup_internals(tk, new);
632                 if (old->disable)
633                         old->disable(old);
634         }
635         timekeeping_update(tk, true, true);
636
637         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
638         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
639
640         return 0;
641 }
642
643 /**
644  * timekeeping_notify - Install a new clock source
645  * @clock:              pointer to the clock source
646  *
647  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
648  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
649  */
650 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
651 {
652         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
653
654         if (tk->clock == clock)
655                 return;
656         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
657         tick_clock_notify();
658 }
659
660 /**
661  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
662  *
663  * returns the time in ktime_t format
664  */
665 ktime_t ktime_get_real(void)
666 {
667         struct timespec now;
668
669         getnstimeofday(&now);
670
671         return timespec_to_ktime(now);
672 }
673 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
674
675 /**
676  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
677  * @ts:         pointer to the timespec to be set
678  *
679  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
680  */
681 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
682 {
683         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
684         unsigned long seq;
685         s64 nsecs;
686
687         do {
688                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
689                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw(tk);
690                 *ts = tk->raw_time;
691
692         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
693
694         timespec_add_ns(ts, nsecs);
695 }
696 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
697
698 /**
699  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
700  */
701 int timekeeping_valid_for_hres(void)
702 {
703         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
704         unsigned long seq;
705         int ret;
706
707         do {
708                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
709
710                 ret = tk->clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
711
712         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
713
714         return ret;
715 }
716
717 /**
718  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
719  */
720 u64 timekeeping_max_deferment(void)
721 {
722         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
723         unsigned long seq;
724         u64 ret;
725
726         do {
727                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
728
729                 ret = tk->clock->max_idle_ns;
730
731         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
732
733         return ret;
734 }
735
736 /**
737  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
738  *
739  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
740  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
741  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
742  *
743  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
744  */
745 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
746 {
747         ts->tv_sec = 0;
748         ts->tv_nsec = 0;
749 }
750
751 /**
752  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
753  *
754  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
755  * Function to read the exact time the system has been started.
756  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
757  *
758  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
759  */
760 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
761 {
762         ts->tv_sec = 0;
763         ts->tv_nsec = 0;
764 }
765
766 /*
767  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
768  */
769 void __init timekeeping_init(void)
770 {
771         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
772         struct clocksource *clock;
773         unsigned long flags;
774         struct timespec now, boot, tmp;
775
776         read_persistent_clock(&now);
777
778         if (!timespec_valid_strict(&now)) {
779                 pr_warn("WARNING: Persistent clock returned invalid value!\n"
780                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
781                 now.tv_sec = 0;
782                 now.tv_nsec = 0;
783         } else if (now.tv_sec || now.tv_nsec)
784                 persistent_clock_exist = true;
785
786         read_boot_clock(&boot);
787         if (!timespec_valid_strict(&boot)) {
788                 pr_warn("WARNING: Boot clock returned invalid value!\n"
789                         "         Check your CMOS/BIOS settings.\n");
790                 boot.tv_sec = 0;
791                 boot.tv_nsec = 0;
792         }
793
794         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
795         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
796         ntp_init();
797
798         clock = clocksource_default_clock();
799         if (clock->enable)
800                 clock->enable(clock);
801         tk_setup_internals(tk, clock);
802
803         tk_set_xtime(tk, &now);
804         tk->raw_time.tv_sec = 0;
805         tk->raw_time.tv_nsec = 0;
806         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0)
807                 boot = tk_xtime(tk);
808
809         set_normalized_timespec(&tmp, -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
810         tk_set_wall_to_mono(tk, tmp);
811
812         tmp.tv_sec = 0;
813         tmp.tv_nsec = 0;
814         tk_set_sleep_time(tk, tmp);
815
816         memcpy(&shadow_timekeeper, &timekeeper, sizeof(timekeeper));
817
818         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
819         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
820 }
821
822 /* time in seconds when suspend began */
823 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
824
825 /**
826  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
827  * @delta: pointer to a timespec delta value
828  *
829  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
830  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
831  */
832 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timekeeper *tk,
833                                                         struct timespec *delta)
834 {
835         if (!timespec_valid_strict(delta)) {
836                 printk(KERN_WARNING "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
837                                         "sleep delta value!\n");
838                 return;
839         }
840         tk_xtime_add(tk, delta);
841         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, *delta));
842         tk_set_sleep_time(tk, timespec_add(tk->total_sleep_time, *delta));
843 }
844
845 /**
846  * timekeeping_inject_sleeptime - Adds suspend interval to timeekeeping values
847  * @delta: pointer to a timespec delta value
848  *
849  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock
850  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
851  *
852  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
853  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
854  */
855 void timekeeping_inject_sleeptime(struct timespec *delta)
856 {
857         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
858         unsigned long flags;
859
860         /*
861          * Make sure we don't set the clock twice, as timekeeping_resume()
862          * already did it
863          */
864         if (has_persistent_clock())
865                 return;
866
867         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
868         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
869
870         timekeeping_forward_now(tk);
871
872         __timekeeping_inject_sleeptime(tk, delta);
873
874         timekeeping_update(tk, true, true);
875
876         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
877         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
878
879         /* signal hrtimers about time change */
880         clock_was_set();
881 }
882
883 /**
884  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
885  *
886  * This is for the generic clocksource timekeeping.
887  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
888  * still managed by arch specific suspend/resume code.
889  */
890 static void timekeeping_resume(void)
891 {
892         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
893         struct clocksource *clock = tk->clock;
894         unsigned long flags;
895         struct timespec ts_new, ts_delta;
896         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
897         bool suspendtime_found = false;
898
899         read_persistent_clock(&ts_new);
900
901         clockevents_resume();
902         clocksource_resume();
903
904         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
905         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
906
907         /*
908          * After system resumes, we need to calculate the suspended time and
909          * compensate it for the OS time. There are 3 sources that could be
910          * used: Nonstop clocksource during suspend, persistent clock and rtc
911          * device.
912          *
913          * One specific platform may have 1 or 2 or all of them, and the
914          * preference will be:
915          *      suspend-nonstop clocksource -> persistent clock -> rtc
916          * The less preferred source will only be tried if there is no better
917          * usable source. The rtc part is handled separately in rtc core code.
918          */
919         cycle_now = clock->read(clock);
920         if ((clock->flags & CLOCK_SOURCE_SUSPEND_NONSTOP) &&
921                 cycle_now > clock->cycle_last) {
922                 u64 num, max = ULLONG_MAX;
923                 u32 mult = clock->mult;
924                 u32 shift = clock->shift;
925                 s64 nsec = 0;
926
927                 cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
928
929                 /*
930                  * "cycle_delta * mutl" may cause 64 bits overflow, if the
931                  * suspended time is too long. In that case we need do the
932                  * 64 bits math carefully
933                  */
934                 do_div(max, mult);
935                 if (cycle_delta > max) {
936                         num = div64_u64(cycle_delta, max);
937                         nsec = (((u64) max * mult) >> shift) * num;
938                         cycle_delta -= num * max;
939                 }
940                 nsec += ((u64) cycle_delta * mult) >> shift;
941
942                 ts_delta = ns_to_timespec(nsec);
943                 suspendtime_found = true;
944         } else if (timespec_compare(&ts_new, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
945                 ts_delta = timespec_sub(ts_new, timekeeping_suspend_time);
946                 suspendtime_found = true;
947         }
948
949         if (suspendtime_found)
950                 __timekeeping_inject_sleeptime(tk, &ts_delta);
951
952         /* Re-base the last cycle value */
953         clock->cycle_last = cycle_now;
954         tk->ntp_error = 0;
955         timekeeping_suspended = 0;
956         timekeeping_update(tk, false, true);
957         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
958         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
959
960         touch_softlockup_watchdog();
961
962         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
963
964         /* Resume hrtimers */
965         hrtimers_resume();
966 }
967
968 static int timekeeping_suspend(void)
969 {
970         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
971         unsigned long flags;
972         struct timespec         delta, delta_delta;
973         static struct timespec  old_delta;
974
975         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
976
977         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
978         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
979         timekeeping_forward_now(tk);
980         timekeeping_suspended = 1;
981
982         /*
983          * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
984          * which each can add ~1 second drift error,
985          * try to compensate so the difference in system time
986          * and persistent_clock time stays close to constant.
987          */
988         delta = timespec_sub(tk_xtime(tk), timekeeping_suspend_time);
989         delta_delta = timespec_sub(delta, old_delta);
990         if (abs(delta_delta.tv_sec)  >= 2) {
991                 /*
992                  * if delta_delta is too large, assume time correction
993                  * has occured and set old_delta to the current delta.
994                  */
995                 old_delta = delta;
996         } else {
997                 /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
998                 timekeeping_suspend_time =
999                         timespec_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
1000         }
1001         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
1002         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1003
1004         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
1005         clocksource_suspend();
1006         clockevents_suspend();
1007
1008         return 0;
1009 }
1010
1011 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
1012 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
1013         .resume         = timekeeping_resume,
1014         .suspend        = timekeeping_suspend,
1015 };
1016
1017 static int __init timekeeping_init_ops(void)
1018 {
1019         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
1020         return 0;
1021 }
1022
1023 device_initcall(timekeeping_init_ops);
1024
1025 /*
1026  * If the error is already larger, we look ahead even further
1027  * to compensate for late or lost adjustments.
1028  */
1029 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(struct timekeeper *tk,
1030                                                  s64 error, s64 *interval,
1031                                                  s64 *offset)
1032 {
1033         s64 tick_error, i;
1034         u32 look_ahead, adj;
1035         s32 error2, mult;
1036
1037         /*
1038          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
1039          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
1040          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
1041          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
1042          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
1043          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
1044          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
1045          */
1046         error2 = tk->ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
1047         error2 = abs(error2);
1048         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
1049                 error2 >>= 2;
1050
1051         /*
1052          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
1053          * remove the single look ahead already included in the error.
1054          */
1055         tick_error = ntp_tick_length() >> (tk->ntp_error_shift + 1);
1056         tick_error -= tk->xtime_interval >> 1;
1057         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
1058
1059         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
1060         i = *interval;
1061         mult = 1;
1062         if (error < 0) {
1063                 error = -error;
1064                 *interval = -*interval;
1065                 *offset = -*offset;
1066                 mult = -1;
1067         }
1068         for (adj = 0; error > i; adj++)
1069                 error >>= 1;
1070
1071         *interval <<= adj;
1072         *offset <<= adj;
1073         return mult << adj;
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
1078  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
1079  * for other values we can do a bit more work.
1080  */
1081 static void timekeeping_adjust(struct timekeeper *tk, s64 offset)
1082 {
1083         s64 error, interval = tk->cycle_interval;
1084         int adj;
1085
1086         /*
1087          * The point of this is to check if the error is greater than half
1088          * an interval.
1089          *
1090          * First we shift it down from NTP_SHIFT to clocksource->shifted nsecs.
1091          *
1092          * Note we subtract one in the shift, so that error is really error*2.
1093          * This "saves" dividing(shifting) interval twice, but keeps the
1094          * (error > interval) comparison as still measuring if error is
1095          * larger than half an interval.
1096          *
1097          * Note: It does not "save" on aggravation when reading the code.
1098          */
1099         error = tk->ntp_error >> (tk->ntp_error_shift - 1);
1100         if (error > interval) {
1101                 /*
1102                  * We now divide error by 4(via shift), which checks if
1103                  * the error is greater than twice the interval.
1104                  * If it is greater, we need a bigadjust, if its smaller,
1105                  * we can adjust by 1.
1106                  */
1107                 error >>= 2;
1108                 /*
1109                  * XXX - In update_wall_time, we round up to the next
1110                  * nanosecond, and store the amount rounded up into
1111                  * the error. This causes the likely below to be unlikely.
1112                  *
1113                  * The proper fix is to avoid rounding up by using
1114                  * the high precision tk->xtime_nsec instead of
1115                  * xtime.tv_nsec everywhere. Fixing this will take some
1116                  * time.
1117                  */
1118                 if (likely(error <= interval))
1119                         adj = 1;
1120                 else
1121                         adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
1122         } else {
1123                 if (error < -interval) {
1124                         /* See comment above, this is just switched for the negative */
1125                         error >>= 2;
1126                         if (likely(error >= -interval)) {
1127                                 adj = -1;
1128                                 interval = -interval;
1129                                 offset = -offset;
1130                         } else {
1131                                 adj = timekeeping_bigadjust(tk, error, &interval, &offset);
1132                         }
1133                 } else {
1134                         goto out_adjust;
1135                 }
1136         }
1137
1138         if (unlikely(tk->clock->maxadj &&
1139                 (tk->mult + adj > tk->clock->mult + tk->clock->maxadj))) {
1140                 printk_once(KERN_WARNING
1141                         "Adjusting %s more than 11%% (%ld vs %ld)\n",
1142                         tk->clock->name, (long)tk->mult + adj,
1143                         (long)tk->clock->mult + tk->clock->maxadj);
1144         }
1145         /*
1146          * So the following can be confusing.
1147          *
1148          * To keep things simple, lets assume adj == 1 for now.
1149          *
1150          * When adj != 1, remember that the interval and offset values
1151          * have been appropriately scaled so the math is the same.
1152          *
1153          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
1154          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
1155          * one cycle_interval. This is because:
1156          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
1157          * So if mult is being incremented by one:
1158          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
1159          * Its the same as:
1160          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
1161          * Which can be shortened to:
1162          *      xtime_interval += cycle_interval
1163          *
1164          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
1165          * time (in shifted nanoseconds) is:
1166          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
1167          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
1168          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
1169          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
1170          *
1171          * So given the same offset value, we need the time to be the same
1172          * both before and after the freq adjustment.
1173          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
1174          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1175          * So:
1176          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1177          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1178          * And we know:
1179          *      adj_2 = adj_1 + 1
1180          * So:
1181          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1182          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
1183          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1184          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
1185          * Canceling the sides:
1186          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
1187          * Which gives us:
1188          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
1189          * Which simplfies to:
1190          *      xtime_nsec -= offset
1191          *
1192          * XXX - TODO: Doc ntp_error calculation.
1193          */
1194         tk->mult += adj;
1195         tk->xtime_interval += interval;
1196         tk->xtime_nsec -= offset;
1197         tk->ntp_error -= (interval - offset) << tk->ntp_error_shift;
1198
1199 out_adjust:
1200         /*
1201          * It may be possible that when we entered this function, xtime_nsec
1202          * was very small.  Further, if we're slightly speeding the clocksource
1203          * in the code above, its possible the required corrective factor to
1204          * xtime_nsec could cause it to underflow.
1205          *
1206          * Now, since we already accumulated the second, cannot simply roll
1207          * the accumulated second back, since the NTP subsystem has been
1208          * notified via second_overflow. So instead we push xtime_nsec forward
1209          * by the amount we underflowed, and add that amount into the error.
1210          *
1211          * We'll correct this error next time through this function, when
1212          * xtime_nsec is not as small.
1213          */
1214         if (unlikely((s64)tk->xtime_nsec < 0)) {
1215                 s64 neg = -(s64)tk->xtime_nsec;
1216                 tk->xtime_nsec = 0;
1217                 tk->ntp_error += neg << tk->ntp_error_shift;
1218         }
1219
1220 }
1221
1222 /**
1223  * accumulate_nsecs_to_secs - Accumulates nsecs into secs
1224  *
1225  * Helper function that accumulates a the nsecs greater then a second
1226  * from the xtime_nsec field to the xtime_secs field.
1227  * It also calls into the NTP code to handle leapsecond processing.
1228  *
1229  */
1230 static inline void accumulate_nsecs_to_secs(struct timekeeper *tk)
1231 {
1232         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << tk->shift;
1233
1234         while (tk->xtime_nsec >= nsecps) {
1235                 int leap;
1236
1237                 tk->xtime_nsec -= nsecps;
1238                 tk->xtime_sec++;
1239
1240                 /* Figure out if its a leap sec and apply if needed */
1241                 leap = second_overflow(tk->xtime_sec);
1242                 if (unlikely(leap)) {
1243                         struct timespec ts;
1244
1245                         tk->xtime_sec += leap;
1246
1247                         ts.tv_sec = leap;
1248                         ts.tv_nsec = 0;
1249                         tk_set_wall_to_mono(tk,
1250                                 timespec_sub(tk->wall_to_monotonic, ts));
1251
1252                         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tk->tai_offset - leap);
1253
1254                         clock_was_set_delayed();
1255                 }
1256         }
1257 }
1258
1259 /**
1260  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
1261  *
1262  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
1263  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
1264  * loop.
1265  *
1266  * Returns the unconsumed cycles.
1267  */
1268 static cycle_t logarithmic_accumulation(struct timekeeper *tk, cycle_t offset,
1269                                                 u32 shift)
1270 {
1271         cycle_t interval = tk->cycle_interval << shift;
1272         u64 raw_nsecs;
1273
1274         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
1275         if (offset < interval)
1276                 return offset;
1277
1278         /* Accumulate one shifted interval */
1279         offset -= interval;
1280         tk->cycle_last += interval;
1281
1282         tk->xtime_nsec += tk->xtime_interval << shift;
1283         accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1284
1285         /* Accumulate raw time */
1286         raw_nsecs = (u64)tk->raw_interval << shift;
1287         raw_nsecs += tk->raw_time.tv_nsec;
1288         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
1289                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
1290                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
1291                 tk->raw_time.tv_sec += raw_secs;
1292         }
1293         tk->raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
1294
1295         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
1296         tk->ntp_error += ntp_tick_length() << shift;
1297         tk->ntp_error -= (tk->xtime_interval + tk->xtime_remainder) <<
1298                                                 (tk->ntp_error_shift + shift);
1299
1300         return offset;
1301 }
1302
1303 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
1304 static inline void old_vsyscall_fixup(struct timekeeper *tk)
1305 {
1306         s64 remainder;
1307
1308         /*
1309         * Store only full nanoseconds into xtime_nsec after rounding
1310         * it up and add the remainder to the error difference.
1311         * XXX - This is necessary to avoid small 1ns inconsistnecies caused
1312         * by truncating the remainder in vsyscalls. However, it causes
1313         * additional work to be done in timekeeping_adjust(). Once
1314         * the vsyscall implementations are converted to use xtime_nsec
1315         * (shifted nanoseconds), and CONFIG_GENERIC_TIME_VSYSCALL_OLD
1316         * users are removed, this can be killed.
1317         */
1318         remainder = tk->xtime_nsec & ((1ULL << tk->shift) - 1);
1319         tk->xtime_nsec -= remainder;
1320         tk->xtime_nsec += 1ULL << tk->shift;
1321         tk->ntp_error += remainder << tk->ntp_error_shift;
1322
1323 }
1324 #else
1325 #define old_vsyscall_fixup(tk)
1326 #endif
1327
1328
1329
1330 /**
1331  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
1332  *
1333  */
1334 static void update_wall_time(void)
1335 {
1336         struct clocksource *clock;
1337         struct timekeeper *real_tk = &timekeeper;
1338         struct timekeeper *tk = &shadow_timekeeper;
1339         cycle_t offset;
1340         int shift = 0, maxshift;
1341         unsigned long flags;
1342
1343         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1344
1345         /* Make sure we're fully resumed: */
1346         if (unlikely(timekeeping_suspended))
1347                 goto out;
1348
1349         clock = real_tk->clock;
1350
1351 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
1352         offset = real_tk->cycle_interval;
1353 #else
1354         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
1355 #endif
1356
1357         /* Check if there's really nothing to do */
1358         if (offset < real_tk->cycle_interval)
1359                 goto out;
1360
1361         /*
1362          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
1363          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
1364          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
1365          * that is smaller than the offset.  We then accumulate that
1366          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
1367          * doubled multiple.
1368          */
1369         shift = ilog2(offset) - ilog2(tk->cycle_interval);
1370         shift = max(0, shift);
1371         /* Bound shift to one less than what overflows tick_length */
1372         maxshift = (64 - (ilog2(ntp_tick_length())+1)) - 1;
1373         shift = min(shift, maxshift);
1374         while (offset >= tk->cycle_interval) {
1375                 offset = logarithmic_accumulation(tk, offset, shift);
1376                 if (offset < tk->cycle_interval<<shift)
1377                         shift--;
1378         }
1379
1380         /* correct the clock when NTP error is too big */
1381         timekeeping_adjust(tk, offset);
1382
1383         /*
1384          * XXX This can be killed once everyone converts
1385          * to the new update_vsyscall.
1386          */
1387         old_vsyscall_fixup(tk);
1388
1389         /*
1390          * Finally, make sure that after the rounding
1391          * xtime_nsec isn't larger than NSEC_PER_SEC
1392          */
1393         accumulate_nsecs_to_secs(tk);
1394
1395         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1396         /* Update clock->cycle_last with the new value */
1397         clock->cycle_last = tk->cycle_last;
1398         /*
1399          * Update the real timekeeper.
1400          *
1401          * We could avoid this memcpy by switching pointers, but that
1402          * requires changes to all other timekeeper usage sites as
1403          * well, i.e. move the timekeeper pointer getter into the
1404          * spinlocked/seqcount protected sections. And we trade this
1405          * memcpy under the timekeeper_seq against one before we start
1406          * updating.
1407          */
1408         memcpy(real_tk, tk, sizeof(*tk));
1409         timekeeping_update(real_tk, false, false);
1410         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
1411 out:
1412         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1413 }
1414
1415 /**
1416  * getboottime - Return the real time of system boot.
1417  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1418  *
1419  * Returns the wall-time of boot in a timespec.
1420  *
1421  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
1422  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
1423  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
1424  * you get the right time here).
1425  */
1426 void getboottime(struct timespec *ts)
1427 {
1428         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1429         struct timespec boottime = {
1430                 .tv_sec = tk->wall_to_monotonic.tv_sec +
1431                                 tk->total_sleep_time.tv_sec,
1432                 .tv_nsec = tk->wall_to_monotonic.tv_nsec +
1433                                 tk->total_sleep_time.tv_nsec
1434         };
1435
1436         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
1437 }
1438 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
1439
1440 /**
1441  * get_monotonic_boottime - Returns monotonic time since boot
1442  * @ts:         pointer to the timespec to be set
1443  *
1444  * Returns the monotonic time since boot in a timespec.
1445  *
1446  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get_ts, but also
1447  * includes the time spent in suspend.
1448  */
1449 void get_monotonic_boottime(struct timespec *ts)
1450 {
1451         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1452         struct timespec tomono, sleep;
1453         s64 nsec;
1454         unsigned int seq;
1455
1456         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1457
1458         do {
1459                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1460                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
1461                 nsec = timekeeping_get_ns(tk);
1462                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
1463                 sleep = tk->total_sleep_time;
1464
1465         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1466
1467         ts->tv_sec += tomono.tv_sec + sleep.tv_sec;
1468         ts->tv_nsec = 0;
1469         timespec_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec + sleep.tv_nsec);
1470 }
1471 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_monotonic_boottime);
1472
1473 /**
1474  * ktime_get_boottime - Returns monotonic time since boot in a ktime
1475  *
1476  * Returns the monotonic time since boot in a ktime
1477  *
1478  * This is similar to CLOCK_MONTONIC/ktime_get, but also
1479  * includes the time spent in suspend.
1480  */
1481 ktime_t ktime_get_boottime(void)
1482 {
1483         struct timespec ts;
1484
1485         get_monotonic_boottime(&ts);
1486         return timespec_to_ktime(ts);
1487 }
1488 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boottime);
1489
1490 /**
1491  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
1492  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
1493  */
1494 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
1495 {
1496         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1497
1498         *ts = timespec_add(*ts, tk->total_sleep_time);
1499 }
1500 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
1501
1502 unsigned long get_seconds(void)
1503 {
1504         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1505
1506         return tk->xtime_sec;
1507 }
1508 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
1509
1510 struct timespec __current_kernel_time(void)
1511 {
1512         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1513
1514         return tk_xtime(tk);
1515 }
1516
1517 struct timespec current_kernel_time(void)
1518 {
1519         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1520         struct timespec now;
1521         unsigned long seq;
1522
1523         do {
1524                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1525
1526                 now = tk_xtime(tk);
1527         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1528
1529         return now;
1530 }
1531 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
1532
1533 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
1534 {
1535         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1536         struct timespec now, mono;
1537         unsigned long seq;
1538
1539         do {
1540                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1541
1542                 now = tk_xtime(tk);
1543                 mono = tk->wall_to_monotonic;
1544         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1545
1546         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
1547                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
1548         return now;
1549 }
1550
1551 /*
1552  * Must hold jiffies_lock
1553  */
1554 void do_timer(unsigned long ticks)
1555 {
1556         jiffies_64 += ticks;
1557         update_wall_time();
1558         calc_global_load(ticks);
1559 }
1560
1561 /**
1562  * get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset() - get xtime, wall_to_monotonic,
1563  *    and sleep offsets.
1564  * @xtim:       pointer to timespec to be set with xtime
1565  * @wtom:       pointer to timespec to be set with wall_to_monotonic
1566  * @sleep:      pointer to timespec to be set with time in suspend
1567  */
1568 void get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(struct timespec *xtim,
1569                                 struct timespec *wtom, struct timespec *sleep)
1570 {
1571         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1572         unsigned long seq;
1573
1574         do {
1575                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1576                 *xtim = tk_xtime(tk);
1577                 *wtom = tk->wall_to_monotonic;
1578                 *sleep = tk->total_sleep_time;
1579         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1580 }
1581
1582 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1583 /**
1584  * ktime_get_update_offsets - hrtimer helper
1585  * @offs_real:  pointer to storage for monotonic -> realtime offset
1586  * @offs_boot:  pointer to storage for monotonic -> boottime offset
1587  *
1588  * Returns current monotonic time and updates the offsets
1589  * Called from hrtimer_interupt() or retrigger_next_event()
1590  */
1591 ktime_t ktime_get_update_offsets(ktime_t *offs_real, ktime_t *offs_boot,
1592                                                         ktime_t *offs_tai)
1593 {
1594         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1595         ktime_t now;
1596         unsigned int seq;
1597         u64 secs, nsecs;
1598
1599         do {
1600                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1601
1602                 secs = tk->xtime_sec;
1603                 nsecs = timekeeping_get_ns(tk);
1604
1605                 *offs_real = tk->offs_real;
1606                 *offs_boot = tk->offs_boot;
1607                 *offs_tai = tk->offs_tai;
1608         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1609
1610         now = ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
1611         now = ktime_sub(now, *offs_real);
1612         return now;
1613 }
1614 #endif
1615
1616 /**
1617  * ktime_get_monotonic_offset() - get wall_to_monotonic in ktime_t format
1618  */
1619 ktime_t ktime_get_monotonic_offset(void)
1620 {
1621         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1622         unsigned long seq;
1623         struct timespec wtom;
1624
1625         do {
1626                 seq = read_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1627                 wtom = tk->wall_to_monotonic;
1628         } while (read_seqcount_retry(&timekeeper_seq, seq));
1629
1630         return timespec_to_ktime(wtom);
1631 }
1632 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_monotonic_offset);
1633
1634 /**
1635  * do_adjtimex() - Accessor function to NTP __do_adjtimex function
1636  */
1637 int do_adjtimex(struct timex *txc)
1638 {
1639         struct timekeeper *tk = &timekeeper;
1640         unsigned long flags;
1641         struct timespec ts;
1642         s32 tai;
1643         int ret;
1644
1645         /* Validate the data before disabling interrupts */
1646         ret = ntp_validate_timex(txc);
1647         if (ret)
1648                 return ret;
1649
1650         if (txc->modes & ADJ_SETOFFSET) {
1651                 struct timespec delta;
1652                 delta.tv_sec  = txc->time.tv_sec;
1653                 delta.tv_nsec = txc->time.tv_usec;
1654                 if (!(txc->modes & ADJ_NANO))
1655                         delta.tv_nsec *= 1000;
1656                 ret = timekeeping_inject_offset(&delta);
1657                 if (ret)
1658                         return ret;
1659         }
1660
1661         getnstimeofday(&ts);
1662
1663         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1664         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1665
1666         tai = tk->tai_offset;
1667         ret = __do_adjtimex(txc, &ts, &tai);
1668
1669         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tai);
1670         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
1671         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1672
1673         return ret;
1674 }
1675
1676 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
1677 /**
1678  * hardpps() - Accessor function to NTP __hardpps function
1679  */
1680 void hardpps(const struct timespec *phase_ts, const struct timespec *raw_ts)
1681 {
1682         unsigned long flags;
1683
1684         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1685         write_seqcount_begin(&timekeeper_seq);
1686
1687         __hardpps(phase_ts, raw_ts);
1688
1689         write_seqcount_end(&timekeeper_seq);
1690         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1691 }
1692 EXPORT_SYMBOL(hardpps);
1693 #endif
1694
1695 /**
1696  * xtime_update() - advances the timekeeping infrastructure
1697  * @ticks:      number of ticks, that have elapsed since the last call.
1698  *
1699  * Must be called with interrupts disabled.
1700  */
1701 void xtime_update(unsigned long ticks)
1702 {
1703         write_seqlock(&jiffies_lock);
1704         do_timer(ticks);
1705         write_sequnlock(&jiffies_lock);
1706 }