kernel/time/timekeeping.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/time/timekeeping.c
   3  *
   4  *  Kernel timekeeping code and accessor functions
   5  *
   6  *  This code was moved from linux/kernel/timer.c.
   7  *  Please see that file for copyright and history logs.
   8  *
   9  */
  10
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/interrupt.h>
  13 #include <linux/percpu.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/mm.h>
  16 #include <linux/sched.h>
  17 #include <linux/sysdev.h>
  18 #include <linux/clocksource.h>
  19 #include <linux/jiffies.h>
  20 #include <linux/time.h>
  21 #include <linux/tick.h>
  22 #include <linux/stop_machine.h>
  23
  24 /* Structure holding internal timekeeping values. */
  25 struct timekeeper {
  26         /* Current clocksource used for timekeeping. */
  27         struct clocksource *clock;
  28         /* The shift value of the current clocksource. */
  29         int     shift;
  30
  31         /* Number of clock cycles in one NTP interval. */
  32         cycle_t cycle_interval;
  33         /* Number of clock shifted nano seconds in one NTP interval. */
  34         u64     xtime_interval;
  35         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
  36         u32     raw_interval;
  37
  38         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
  39         u64     xtime_nsec;
  40         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
  41          * shifted nano seconds. */
  42         s64     ntp_error;
  43         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
  44          * ntp shifted nano seconds. */
  45         int     ntp_error_shift;
  46         /* NTP adjusted clock multiplier */
  47         u32     mult;
  48 };
  49
  50 struct timekeeper timekeeper;
  51
  52 /**
  53  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
  54  *
  55  * @clock:              Pointer to clocksource.
  56  *
  57  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
  58  * pair and interval request.
  59  *
  60  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
  61  */
  62 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
  63 {
  64         cycle_t interval;
  65         u64 tmp;
  66
  67         timekeeper.clock = clock;
  68         clock->cycle_last = clock->read(clock);
  69
  70         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
  71         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
  72         tmp <<= clock->shift;
  73         tmp += clock->mult/2;
  74         do_div(tmp, clock->mult);
  75         if (tmp == 0)
  76                 tmp = 1;
  77
  78         interval = (cycle_t) tmp;
  79         timekeeper.cycle_interval = interval;
  80
  81         /* Go back from cycles -> shifted ns */
  82         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
  83         timekeeper.raw_interval =
  84                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
  85
  86         timekeeper.xtime_nsec = 0;
  87         timekeeper.shift = clock->shift;
  88
  89         timekeeper.ntp_error = 0;
  90         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
  91
  92         /*
  93          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
  94          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
  95          * to counteract clock drifting.
  96          */
  97         timekeeper.mult = clock->mult;
  98 }
  99
 100 /* Timekeeper helper functions. */
 101 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
 102 {
 103         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 104         struct clocksource *clock;
 105
 106         /* read clocksource: */
 107         clock = timekeeper.clock;
 108         cycle_now = clock->read(clock);
 109
 110         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 111         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 112
 113         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 114         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 115                                   timekeeper.shift);
 116 }
 117
 118 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
 119 {
 120         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 121         struct clocksource *clock;
 122
 123         /* read clocksource: */
 124         clock = timekeeper.clock;
 125         cycle_now = clock->read(clock);
 126
 127         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 128         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 129
 130         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 131         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 132 }
 133
 134 /*
 135  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
 136  * playing with xtime.
 137  */
 138 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
 139
 140
 141 /*
 142  * The current time
 143  * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
 144  * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
 145  * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
 146  * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
 147  * the usual normalization.
 148  *
 149  * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the monotonic
 150  * time not to jump. We need to add total_sleep_time to wall_to_monotonic
 151  * to get the real boot based time offset.
 152  *
 153  * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
 154  * used instead.
 155  */
 156 struct timespec xtime __attribute__ ((aligned (16)));
 157 struct timespec wall_to_monotonic __attribute__ ((aligned (16)));
 158 static struct timespec total_sleep_time;
 159
 160 /*
 161  * The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock.
 162  */
 163 struct timespec raw_time;
 164
 165 /* flag for if timekeeping is suspended */
 166 int __read_mostly timekeeping_suspended;
 167
 168 static struct timespec xtime_cache __attribute__ ((aligned (16)));
 169 void update_xtime_cache(u64 nsec)
 170 {
 171         /*
 172          * Use temporary variable so get_seconds() cannot catch
 173          * an intermediate xtime_cache.tv_sec value.
 174          * The ACCESS_ONCE() keeps the compiler from optimizing
 175          * out the intermediate value.
 176          */
 177         struct timespec ts = xtime;
 178         timespec_add_ns(&ts, nsec);
 179         ACCESS_ONCE(xtime_cache) = ts;
 180 }
 181
 182 /* must hold xtime_lock */
 183 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
 184 {
 185         xtime.tv_sec += leapsecond;
 186         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
 187         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 188 }
 189
 190 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 191
 192 /**
 193  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
 194  *
 195  * Forward the current clock to update its state since the last call to
 196  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
 197  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
 198  */
 199 static void timekeeping_forward_now(void)
 200 {
 201         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 202         struct clocksource *clock;
 203         s64 nsec;
 204
 205         clock = timekeeper.clock;
 206         cycle_now = clock->read(clock);
 207         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 208         clock->cycle_last = cycle_now;
 209
 210         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 211                                   timekeeper.shift);
 212
 213         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 214         nsec += arch_gettimeoffset();
 215
 216         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
 217
 218         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 219         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
 220 }
 221
 222 /**
 223  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
 224  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 225  *
 226  * Returns the time of day in a timespec.
 227  */
 228 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
 229 {
 230         unsigned long seq;
 231         s64 nsecs;
 232
 233         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 234
 235         do {
 236                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 237
 238                 *ts = xtime;
 239                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 240
 241                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 242                 nsecs += arch_gettimeoffset();
 243
 244         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 245
 246         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 247 }
 248
 249 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
 250
 251 ktime_t ktime_get(void)
 252 {
 253         unsigned int seq;
 254         s64 secs, nsecs;
 255
 256         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 257
 258         do {
 259                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 260                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
 261                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
 262                 nsecs += timekeeping_get_ns();
 263
 264         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 265         /*
 266          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
 267          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
 268          */
 269         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
 270 }
 271 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 272
 273 /**
 274  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 275  * @ts:         pointer to timespec variable
 276  *
 277  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 278  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 279  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 280  */
 281 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 282 {
 283         struct timespec tomono;
 284         unsigned int seq;
 285         s64 nsecs;
 286
 287         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 288
 289         do {
 290                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 291                 *ts = xtime;
 292                 tomono = wall_to_monotonic;
 293                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 294
 295         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 296
 297         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 298                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
 299 }
 300 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 301
 302 /**
 303  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
 304  * @tv:         pointer to the timeval to be set
 305  *
 306  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
 307  */
 308 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 309 {
 310         struct timespec now;
 311
 312         getnstimeofday(&now);
 313         tv->tv_sec = now.tv_sec;
 314         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
 315 }
 316
 317 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 318 /**
 319  * do_settimeofday - Sets the time of day
 320  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
 321  *
 322  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
 323  */
 324 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 325 {
 326         struct timespec ts_delta;
 327         unsigned long flags;
 328
 329         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 330                 return -EINVAL;
 331
 332         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 333
 334         timekeeping_forward_now();
 335
 336         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
 337         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
 338         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
 339
 340         xtime = *tv;
 341
 342         update_xtime_cache(0);
 343
 344         timekeeper.ntp_error = 0;
 345         ntp_clear();
 346
 347         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 348
 349         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 350
 351         /* signal hrtimers about time change */
 352         clock_was_set();
 353
 354         return 0;
 355 }
 356
 357 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 358
 359 /**
 360  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
 361  *
 362  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
 363  */
 364 static int change_clocksource(void *data)
 365 {
 366         struct clocksource *new, *old;
 367
 368         new = (struct clocksource *) data;
 369
 370         timekeeping_forward_now();
 371         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
 372                 old = timekeeper.clock;
 373                 timekeeper_setup_internals(new);
 374                 if (old->disable)
 375                         old->disable(old);
 376         }
 377         return 0;
 378 }
 379
 380 /**
 381  * timekeeping_notify - Install a new clock source
 382  * @clock:              pointer to the clock source
 383  *
 384  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
 385  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
 386  */
 387 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
 388 {
 389         if (timekeeper.clock == clock)
 390                 return;
 391         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
 392         tick_clock_notify();
 393 }
 394
 395 #else /* GENERIC_TIME */
 396
 397 static inline void timekeeping_forward_now(void) { }
 398
 399 /**
 400  * ktime_get - get the monotonic time in ktime_t format
 401  *
 402  * returns the time in ktime_t format
 403  */
 404 ktime_t ktime_get(void)
 405 {
 406         struct timespec now;
 407
 408         ktime_get_ts(&now);
 409
 410         return timespec_to_ktime(now);
 411 }
 412 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 413
 414 /**
 415  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 416  * @ts:         pointer to timespec variable
 417  *
 418  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 419  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 420  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 421  */
 422 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 423 {
 424         struct timespec tomono;
 425         unsigned long seq;
 426
 427         do {
 428                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 429                 getnstimeofday(ts);
 430                 tomono = wall_to_monotonic;
 431
 432         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 433
 434         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 435                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec);
 436 }
 437 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 438
 439 #endif /* !GENERIC_TIME */
 440
 441 /**
 442  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
 443  *
 444  * returns the time in ktime_t format
 445  */
 446 ktime_t ktime_get_real(void)
 447 {
 448         struct timespec now;
 449
 450         getnstimeofday(&now);
 451
 452         return timespec_to_ktime(now);
 453 }
 454 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
 455
 456 /**
 457  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
 458  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 459  *
 460  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
 461  */
 462 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
 463 {
 464         unsigned long seq;
 465         s64 nsecs;
 466
 467         do {
 468                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 469                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
 470                 *ts = raw_time;
 471
 472         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 473
 474         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 475 }
 476 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
 477
 478
 479 /**
 480  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
 481  */
 482 int timekeeping_valid_for_hres(void)
 483 {
 484         unsigned long seq;
 485         int ret;
 486
 487         do {
 488                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 489
 490                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
 491
 492         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 493
 494         return ret;
 495 }
 496
 497 /**
 498  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
 499  *
 500  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
 501  * ensure that the clocksource does not change!
 502  */
 503 u64 timekeeping_max_deferment(void)
 504 {
 505         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
 506 }
 507
 508 /**
 509  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
 510  *
 511  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 512  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
 513  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 514  *
 515  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 516  */
 517 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 518 {
 519         ts->tv_sec = 0;
 520         ts->tv_nsec = 0;
 521 }
 522
 523 /**
 524  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
 525  *
 526  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 527  * Function to read the exact time the system has been started.
 528  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 529  *
 530  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 531  */
 532 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
 533 {
 534         ts->tv_sec = 0;
 535         ts->tv_nsec = 0;
 536 }
 537
 538 /*
 539  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
 540  */
 541 void __init timekeeping_init(void)
 542 {
 543         struct clocksource *clock;
 544         unsigned long flags;
 545         struct timespec now, boot;
 546
 547         read_persistent_clock(&now);
 548         read_boot_clock(&boot);
 549
 550         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 551
 552         ntp_init();
 553
 554         clock = clocksource_default_clock();
 555         if (clock->enable)
 556                 clock->enable(clock);
 557         timekeeper_setup_internals(clock);
 558
 559         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
 560         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
 561         raw_time.tv_sec = 0;
 562         raw_time.tv_nsec = 0;
 563         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
 564                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
 565                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
 566         }
 567         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 568                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
 569         update_xtime_cache(0);
 570         total_sleep_time.tv_sec = 0;
 571         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
 572         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 573 }
 574
 575 /* time in seconds when suspend began */
 576 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
 577
 578 /**
 579  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
 580  * @dev:        unused
 581  *
 582  * This is for the generic clocksource timekeeping.
 583  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
 584  * still managed by arch specific suspend/resume code.
 585  */
 586 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
 587 {
 588         unsigned long flags;
 589         struct timespec ts;
 590
 591         read_persistent_clock(&ts);
 592
 593         clocksource_resume();
 594
 595         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 596
 597         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
 598                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
 599                 xtime = timespec_add_safe(xtime, ts);
 600                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
 601                 total_sleep_time = timespec_add_safe(total_sleep_time, ts);
 602         }
 603         update_xtime_cache(0);
 604         /* re-base the last cycle value */
 605         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
 606         timekeeper.ntp_error = 0;
 607         timekeeping_suspended = 0;
 608         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 609
 610         touch_softlockup_watchdog();
 611
 612         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
 613
 614         /* Resume hrtimers */
 615         hres_timers_resume();
 616
 617         return 0;
 618 }
 619
 620 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 621 {
 622         unsigned long flags;
 623
 624         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
 625
 626         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 627         timekeeping_forward_now();
 628         timekeeping_suspended = 1;
 629         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 630
 631         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
 632
 633         return 0;
 634 }
 635
 636 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
 637 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
 638         .name           = "timekeeping",
 639         .resume         = timekeeping_resume,
 640         .suspend        = timekeeping_suspend,
 641 };
 642
 643 static struct sys_device device_timer = {
 644         .id             = 0,
 645         .cls            = &timekeeping_sysclass,
 646 };
 647
 648 static int __init timekeeping_init_device(void)
 649 {
 650         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
 651         if (!error)
 652                 error = sysdev_register(&device_timer);
 653         return error;
 654 }
 655
 656 device_initcall(timekeeping_init_device);
 657
 658 /*
 659  * If the error is already larger, we look ahead even further
 660  * to compensate for late or lost adjustments.
 661  */
 662 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
 663                                                  s64 *offset)
 664 {
 665         s64 tick_error, i;
 666         u32 look_ahead, adj;
 667         s32 error2, mult;
 668
 669         /*
 670          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
 671          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
 672          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
 673          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
 674          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
 675          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
 676          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
 677          */
 678         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
 679         error2 = abs(error2);
 680         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
 681                 error2 >>= 2;
 682
 683         /*
 684          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
 685          * remove the single look ahead already included in the error.
 686          */
 687         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
 688         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
 689         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
 690
 691         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
 692         i = *interval;
 693         mult = 1;
 694         if (error < 0) {
 695                 error = -error;
 696                 *interval = -*interval;
 697                 *offset = -*offset;
 698                 mult = -1;
 699         }
 700         for (adj = 0; error > i; adj++)
 701                 error >>= 1;
 702
 703         *interval <<= adj;
 704         *offset <<= adj;
 705         return mult << adj;
 706 }
 707
 708 /*
 709  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
 710  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
 711  * for other values we can do a bit more work.
 712  */
 713 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
 714 {
 715         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
 716         int adj;
 717
 718         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
 719         if (error > interval) {
 720                 error >>= 2;
 721                 if (likely(error <= interval))
 722                         adj = 1;
 723                 else
 724                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 725         } else if (error < -interval) {
 726                 error >>= 2;
 727                 if (likely(error >= -interval)) {
 728                         adj = -1;
 729                         interval = -interval;
 730                         offset = -offset;
 731                 } else
 732                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 733         } else
 734                 return;
 735
 736         timekeeper.mult += adj;
 737         timekeeper.xtime_interval += interval;
 738         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
 739         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
 740                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 741 }
 742
 743 /**
 744  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
 745  *
 746  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
 747  */
 748 void update_wall_time(void)
 749 {
 750         struct clocksource *clock;
 751         cycle_t offset;
 752         u64 nsecs;
 753
 754         /* Make sure we're fully resumed: */
 755         if (unlikely(timekeeping_suspended))
 756                 return;
 757
 758         clock = timekeeper.clock;
 759 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 760         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
 761 #else
 762         offset = timekeeper.cycle_interval;
 763 #endif
 764         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 765
 766         /* normally this loop will run just once, however in the
 767          * case of lost or late ticks, it will accumulate correctly.
 768          */
 769         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
 770                 u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
 771
 772                 /* accumulate one interval */
 773                 offset -= timekeeper.cycle_interval;
 774                 clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval;
 775
 776                 timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval;
 777                 if (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
 778                         timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
 779                         xtime.tv_sec++;
 780                         second_overflow();
 781                 }
 782
 783                 raw_time.tv_nsec += timekeeper.raw_interval;
 784                 if (raw_time.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 785                         raw_time.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
 786                         raw_time.tv_sec++;
 787                 }
 788
 789                 /* accumulate error between NTP and clock interval */
 790                 timekeeper.ntp_error += tick_length;
 791                 timekeeper.ntp_error -= timekeeper.xtime_interval <<
 792                                         timekeeper.ntp_error_shift;
 793         }
 794
 795         /* correct the clock when NTP error is too big */
 796         timekeeping_adjust(offset);
 797
 798         /*
 799          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
 800          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
 801          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
 802          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
 803          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
 804          * cause it to underflow.
 805          *
 806          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
 807          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
 808          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
 809          * and add that amount into the error.
 810          *
 811          * We'll correct this error next time through this function, when
 812          * xtime_nsec is not as small.
 813          */
 814         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
 815                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
 816                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
 817                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
 818         }
 819
 820         /* store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
 821          * add the remainder to the error difference.
 822          */
 823         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
 824         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 825         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
 826                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 827
 828         nsecs = clocksource_cyc2ns(offset, timekeeper.mult, timekeeper.shift);
 829         update_xtime_cache(nsecs);
 830
 831         /* check to see if there is a new clocksource to use */
 832         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
 833 }
 834
 835 /**
 836  * getboottime - Return the real time of system boot.
 837  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 838  *
 839  * Returns the time of day in a timespec.
 840  *
 841  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
 842  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
 843  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
 844  * you get the right time here).
 845  */
 846 void getboottime(struct timespec *ts)
 847 {
 848         struct timespec boottime = {
 849                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
 850                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
 851         };
 852
 853         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
 854 }
 855 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
 856
 857 /**
 858  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
 859  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
 860  */
 861 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
 862 {
 863         *ts = timespec_add_safe(*ts, total_sleep_time);
 864 }
 865 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
 866
 867 unsigned long get_seconds(void)
 868 {
 869         return xtime_cache.tv_sec;
 870 }
 871 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
 872
 873 struct timespec __current_kernel_time(void)
 874 {
 875         return xtime_cache;
 876 }
 877
 878 struct timespec current_kernel_time(void)
 879 {
 880         struct timespec now;
 881         unsigned long seq;
 882
 883         do {
 884                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 885
 886                 now = xtime_cache;
 887         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 888
 889         return now;
 890 }
 891 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
 892
 893 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
 894 {
 895         struct timespec now, mono;
 896         unsigned long seq;
 897
 898         do {
 899                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 900
 901                 now = xtime_cache;
 902                 mono = wall_to_monotonic;
 903         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 904
 905         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
 906                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
 907         return now;
 908 }