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/sysdev.h>
  17 #include <linux/clocksource.h>
  18 #include <linux/jiffies.h>
  19 #include <linux/time.h>
  20 #include <linux/tick.h>
  21 #include <linux/stop_machine.h>
  22
  23 /* Structure holding internal timekeeping values. */
  24 struct timekeeper {
  25         /* Current clocksource used for timekeeping. */
  26         struct clocksource *clock;
  27         /* The shift value of the current clocksource. */
  28         int     shift;
  29
  30         /* Number of clock cycles in one NTP interval. */
  31         cycle_t cycle_interval;
  32         /* Number of clock shifted nano seconds in one NTP interval. */
  33         u64     xtime_interval;
  34         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
  35         u32     raw_interval;
  36
  37         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
  38         u64     xtime_nsec;
  39         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
  40          * shifted nano seconds. */
  41         s64     ntp_error;
  42         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
  43          * ntp shifted nano seconds. */
  44         int     ntp_error_shift;
  45         /* NTP adjusted clock multiplier */
  46         u32     mult;
  47 };
  48
  49 struct timekeeper timekeeper;
  50
  51 /**
  52  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
  53  *
  54  * @clock:              Pointer to clocksource.
  55  *
  56  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
  57  * pair and interval request.
  58  *
  59  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
  60  */
  61 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
  62 {
  63         cycle_t interval;
  64         u64 tmp;
  65
  66         timekeeper.clock = clock;
  67         clock->cycle_last = clock->read(clock);
  68
  69         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
  70         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
  71         tmp <<= clock->shift;
  72         tmp += clock->mult/2;
  73         do_div(tmp, clock->mult);
  74         if (tmp == 0)
  75                 tmp = 1;
  76
  77         interval = (cycle_t) tmp;
  78         timekeeper.cycle_interval = interval;
  79
  80         /* Go back from cycles -> shifted ns */
  81         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
  82         timekeeper.raw_interval =
  83                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
  84
  85         timekeeper.xtime_nsec = 0;
  86         timekeeper.shift = clock->shift;
  87
  88         timekeeper.ntp_error = 0;
  89         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
  90
  91         /*
  92          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
  93          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
  94          * to counteract clock drifting.
  95          */
  96         timekeeper.mult = clock->mult;
  97 }
  98
  99 /* Timekeeper helper functions. */
 100 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
 101 {
 102         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 103         struct clocksource *clock;
 104
 105         /* read clocksource: */
 106         clock = timekeeper.clock;
 107         cycle_now = clock->read(clock);
 108
 109         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 110         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 111
 112         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 113         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 114                                   timekeeper.shift);
 115 }
 116
 117 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
 118 {
 119         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 120         struct clocksource *clock;
 121
 122         /* read clocksource: */
 123         clock = timekeeper.clock;
 124         cycle_now = clock->read(clock);
 125
 126         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
 127         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 128
 129         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
 130         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 131 }
 132
 133 /*
 134  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
 135  * playing with xtime.
 136  */
 137 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
 138
 139
 140 /*
 141  * The current time
 142  * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
 143  * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
 144  * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
 145  * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
 146  * the usual normalization.
 147  *
 148  * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the monotonic
 149  * time not to jump. We need to add total_sleep_time to wall_to_monotonic
 150  * to get the real boot based time offset.
 151  *
 152  * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
 153  * used instead.
 154  */
 155 struct timespec xtime __attribute__ ((aligned (16)));
 156 struct timespec wall_to_monotonic __attribute__ ((aligned (16)));
 157 static struct timespec total_sleep_time;
 158
 159 /*
 160  * The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock.
 161  */
 162 struct timespec raw_time;
 163
 164 /* flag for if timekeeping is suspended */
 165 int __read_mostly timekeeping_suspended;
 166
 167 /* must hold xtime_lock */
 168 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
 169 {
 170         xtime.tv_sec += leapsecond;
 171         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
 172         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock);
 173 }
 174
 175 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 176
 177 /**
 178  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
 179  *
 180  * Forward the current clock to update its state since the last call to
 181  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
 182  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
 183  */
 184 static void timekeeping_forward_now(void)
 185 {
 186         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
 187         struct clocksource *clock;
 188         s64 nsec;
 189
 190         clock = timekeeper.clock;
 191         cycle_now = clock->read(clock);
 192         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
 193         clock->cycle_last = cycle_now;
 194
 195         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
 196                                   timekeeper.shift);
 197
 198         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 199         nsec += arch_gettimeoffset();
 200
 201         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
 202
 203         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
 204         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
 205 }
 206
 207 /**
 208  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
 209  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 210  *
 211  * Returns the time of day in a timespec.
 212  */
 213 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
 214 {
 215         unsigned long seq;
 216         s64 nsecs;
 217
 218         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 219
 220         do {
 221                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 222
 223                 *ts = xtime;
 224                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 225
 226                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
 227                 nsecs += arch_gettimeoffset();
 228
 229         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 230
 231         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 232 }
 233
 234 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
 235
 236 ktime_t ktime_get(void)
 237 {
 238         unsigned int seq;
 239         s64 secs, nsecs;
 240
 241         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 242
 243         do {
 244                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 245                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
 246                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
 247                 nsecs += timekeeping_get_ns();
 248
 249         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 250         /*
 251          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
 252          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
 253          */
 254         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
 255 }
 256 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 257
 258 /**
 259  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 260  * @ts:         pointer to timespec variable
 261  *
 262  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 263  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 264  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 265  */
 266 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 267 {
 268         struct timespec tomono;
 269         unsigned int seq;
 270         s64 nsecs;
 271
 272         WARN_ON(timekeeping_suspended);
 273
 274         do {
 275                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 276                 *ts = xtime;
 277                 tomono = wall_to_monotonic;
 278                 nsecs = timekeeping_get_ns();
 279
 280         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 281
 282         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 283                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
 284 }
 285 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 286
 287 /**
 288  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
 289  * @tv:         pointer to the timeval to be set
 290  *
 291  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
 292  */
 293 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 294 {
 295         struct timespec now;
 296
 297         getnstimeofday(&now);
 298         tv->tv_sec = now.tv_sec;
 299         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
 300 }
 301
 302 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 303 /**
 304  * do_settimeofday - Sets the time of day
 305  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
 306  *
 307  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
 308  */
 309 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 310 {
 311         struct timespec ts_delta;
 312         unsigned long flags;
 313
 314         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 315                 return -EINVAL;
 316
 317         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 318
 319         timekeeping_forward_now();
 320
 321         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
 322         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
 323         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
 324
 325         xtime = *tv;
 326
 327         timekeeper.ntp_error = 0;
 328         ntp_clear();
 329
 330         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock);
 331
 332         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 333
 334         /* signal hrtimers about time change */
 335         clock_was_set();
 336
 337         return 0;
 338 }
 339
 340 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 341
 342 /**
 343  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
 344  *
 345  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
 346  */
 347 static int change_clocksource(void *data)
 348 {
 349         struct clocksource *new, *old;
 350
 351         new = (struct clocksource *) data;
 352
 353         timekeeping_forward_now();
 354         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
 355                 old = timekeeper.clock;
 356                 timekeeper_setup_internals(new);
 357                 if (old->disable)
 358                         old->disable(old);
 359         }
 360         return 0;
 361 }
 362
 363 /**
 364  * timekeeping_notify - Install a new clock source
 365  * @clock:              pointer to the clock source
 366  *
 367  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
 368  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
 369  */
 370 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
 371 {
 372         if (timekeeper.clock == clock)
 373                 return;
 374         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
 375         tick_clock_notify();
 376 }
 377
 378 #else /* GENERIC_TIME */
 379
 380 static inline void timekeeping_forward_now(void) { }
 381
 382 /**
 383  * ktime_get - get the monotonic time in ktime_t format
 384  *
 385  * returns the time in ktime_t format
 386  */
 387 ktime_t ktime_get(void)
 388 {
 389         struct timespec now;
 390
 391         ktime_get_ts(&now);
 392
 393         return timespec_to_ktime(now);
 394 }
 395 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
 396
 397 /**
 398  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
 399  * @ts:         pointer to timespec variable
 400  *
 401  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
 402  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
 403  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
 404  */
 405 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
 406 {
 407         struct timespec tomono;
 408         unsigned long seq;
 409
 410         do {
 411                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 412                 getnstimeofday(ts);
 413                 tomono = wall_to_monotonic;
 414
 415         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 416
 417         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
 418                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec);
 419 }
 420 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
 421
 422 #endif /* !GENERIC_TIME */
 423
 424 /**
 425  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
 426  *
 427  * returns the time in ktime_t format
 428  */
 429 ktime_t ktime_get_real(void)
 430 {
 431         struct timespec now;
 432
 433         getnstimeofday(&now);
 434
 435         return timespec_to_ktime(now);
 436 }
 437 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
 438
 439 /**
 440  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
 441  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 442  *
 443  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
 444  */
 445 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
 446 {
 447         unsigned long seq;
 448         s64 nsecs;
 449
 450         do {
 451                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 452                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
 453                 *ts = raw_time;
 454
 455         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 456
 457         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 458 }
 459 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
 460
 461
 462 /**
 463  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
 464  */
 465 int timekeeping_valid_for_hres(void)
 466 {
 467         unsigned long seq;
 468         int ret;
 469
 470         do {
 471                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 472
 473                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
 474
 475         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 476
 477         return ret;
 478 }
 479
 480 /**
 481  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
 482  *
 483  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 484  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
 485  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 486  *
 487  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 488  */
 489 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 490 {
 491         ts->tv_sec = 0;
 492         ts->tv_nsec = 0;
 493 }
 494
 495 /**
 496  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
 497  *
 498  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 499  * Function to read the exact time the system has been started.
 500  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 501  *
 502  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 503  */
 504 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
 505 {
 506         ts->tv_sec = 0;
 507         ts->tv_nsec = 0;
 508 }
 509
 510 /*
 511  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
 512  */
 513 void __init timekeeping_init(void)
 514 {
 515         struct clocksource *clock;
 516         unsigned long flags;
 517         struct timespec now, boot;
 518
 519         read_persistent_clock(&now);
 520         read_boot_clock(&boot);
 521
 522         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 523
 524         ntp_init();
 525
 526         clock = clocksource_default_clock();
 527         if (clock->enable)
 528                 clock->enable(clock);
 529         timekeeper_setup_internals(clock);
 530
 531         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
 532         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
 533         raw_time.tv_sec = 0;
 534         raw_time.tv_nsec = 0;
 535         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
 536                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
 537                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
 538         }
 539         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 540                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
 541         total_sleep_time.tv_sec = 0;
 542         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
 543         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 544 }
 545
 546 /* time in seconds when suspend began */
 547 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
 548
 549 /**
 550  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
 551  * @dev:        unused
 552  *
 553  * This is for the generic clocksource timekeeping.
 554  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
 555  * still managed by arch specific suspend/resume code.
 556  */
 557 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
 558 {
 559         unsigned long flags;
 560         struct timespec ts;
 561
 562         read_persistent_clock(&ts);
 563
 564         clocksource_resume();
 565
 566         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 567
 568         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
 569                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
 570                 xtime = timespec_add_safe(xtime, ts);
 571                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
 572                 total_sleep_time = timespec_add_safe(total_sleep_time, ts);
 573         }
 574         /* re-base the last cycle value */
 575         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
 576         timekeeper.ntp_error = 0;
 577         timekeeping_suspended = 0;
 578         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 579
 580         touch_softlockup_watchdog();
 581
 582         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
 583
 584         /* Resume hrtimers */
 585         hres_timers_resume();
 586
 587         return 0;
 588 }
 589
 590 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 591 {
 592         unsigned long flags;
 593
 594         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
 595
 596         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 597         timekeeping_forward_now();
 598         timekeeping_suspended = 1;
 599         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 600
 601         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
 602
 603         return 0;
 604 }
 605
 606 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
 607 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
 608         .name           = "timekeeping",
 609         .resume         = timekeeping_resume,
 610         .suspend        = timekeeping_suspend,
 611 };
 612
 613 static struct sys_device device_timer = {
 614         .id             = 0,
 615         .cls            = &timekeeping_sysclass,
 616 };
 617
 618 static int __init timekeeping_init_device(void)
 619 {
 620         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
 621         if (!error)
 622                 error = sysdev_register(&device_timer);
 623         return error;
 624 }
 625
 626 device_initcall(timekeeping_init_device);
 627
 628 /*
 629  * If the error is already larger, we look ahead even further
 630  * to compensate for late or lost adjustments.
 631  */
 632 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
 633                                                  s64 *offset)
 634 {
 635         s64 tick_error, i;
 636         u32 look_ahead, adj;
 637         s32 error2, mult;
 638
 639         /*
 640          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
 641          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
 642          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
 643          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
 644          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
 645          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
 646          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
 647          */
 648         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
 649         error2 = abs(error2);
 650         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
 651                 error2 >>= 2;
 652
 653         /*
 654          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
 655          * remove the single look ahead already included in the error.
 656          */
 657         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
 658         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
 659         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
 660
 661         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
 662         i = *interval;
 663         mult = 1;
 664         if (error < 0) {
 665                 error = -error;
 666                 *interval = -*interval;
 667                 *offset = -*offset;
 668                 mult = -1;
 669         }
 670         for (adj = 0; error > i; adj++)
 671                 error >>= 1;
 672
 673         *interval <<= adj;
 674         *offset <<= adj;
 675         return mult << adj;
 676 }
 677
 678 /*
 679  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
 680  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
 681  * for other values we can do a bit more work.
 682  */
 683 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
 684 {
 685         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
 686         int adj;
 687
 688         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
 689         if (error > interval) {
 690                 error >>= 2;
 691                 if (likely(error <= interval))
 692                         adj = 1;
 693                 else
 694                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 695         } else if (error < -interval) {
 696                 error >>= 2;
 697                 if (likely(error >= -interval)) {
 698                         adj = -1;
 699                         interval = -interval;
 700                         offset = -offset;
 701                 } else
 702                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 703         } else
 704                 return;
 705
 706         timekeeper.mult += adj;
 707         timekeeper.xtime_interval += interval;
 708         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
 709         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
 710                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 711 }
 712
 713 /**
 714  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
 715  *
 716  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
 717  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
 718  * loop.
 719  *
 720  * Returns the unconsumed cycles.
 721  */
 722 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
 723 {
 724         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
 725
 726         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
 727         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 728                 return offset;
 729
 730         /* Accumulate one shifted interval */
 731         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
 732         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
 733
 734         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
 735         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
 736                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
 737                 xtime.tv_sec++;
 738                 second_overflow();
 739         }
 740
 741         /* Accumulate into raw time */
 742         raw_time.tv_nsec += timekeeper.raw_interval << shift;;
 743         while (raw_time.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 744                 raw_time.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
 745                 raw_time.tv_sec++;
 746         }
 747
 748         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
 749         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
 750         timekeeper.ntp_error -= timekeeper.xtime_interval <<
 751                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
 752
 753         return offset;
 754 }
 755
 756 /**
 757  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
 758  *
 759  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
 760  */
 761 void update_wall_time(void)
 762 {
 763         struct clocksource *clock;
 764         cycle_t offset;
 765         int shift = 0, maxshift;
 766
 767         /* Make sure we're fully resumed: */
 768         if (unlikely(timekeeping_suspended))
 769                 return;
 770
 771         clock = timekeeper.clock;
 772 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
 773         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
 774 #else
 775         offset = timekeeper.cycle_interval;
 776 #endif
 777         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 778
 779         /*
 780          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
 781          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
 782          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
 783          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
 784          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
 785          * doubled multiple.
 786          */
 787         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
 788         shift = max(0, shift);
 789         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
 790         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
 791         shift = min(shift, maxshift);
 792         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
 793                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
 794                 shift--;
 795         }
 796
 797         /* correct the clock when NTP error is too big */
 798         timekeeping_adjust(offset);
 799
 800         /*
 801          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
 802          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
 803          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
 804          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
 805          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
 806          * cause it to underflow.
 807          *
 808          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
 809          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
 810          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
 811          * and add that amount into the error.
 812          *
 813          * We'll correct this error next time through this function, when
 814          * xtime_nsec is not as small.
 815          */
 816         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
 817                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
 818                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
 819                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
 820         }
 821
 822         /* store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
 823          * add the remainder to the error difference.
 824          */
 825         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
 826         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 827         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
 828                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 829
 830         /* check to see if there is a new clocksource to use */
 831         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock);
 832 }
 833
 834 /**
 835  * getboottime - Return the real time of system boot.
 836  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 837  *
 838  * Returns the time of day in a timespec.
 839  *
 840  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
 841  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
 842  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
 843  * you get the right time here).
 844  */
 845 void getboottime(struct timespec *ts)
 846 {
 847         struct timespec boottime = {
 848                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
 849                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
 850         };
 851
 852         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
 853 }
 854
 855 /**
 856  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
 857  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
 858  */
 859 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
 860 {
 861         *ts = timespec_add_safe(*ts, total_sleep_time);
 862 }
 863
 864 unsigned long get_seconds(void)
 865 {
 866         return xtime.tv_sec;
 867 }
 868 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
 869
 870 struct timespec __current_kernel_time(void)
 871 {
 872         return xtime;
 873 }
 874
 875 struct timespec current_kernel_time(void)
 876 {
 877         struct timespec now;
 878         unsigned long seq;
 879
 880         do {
 881                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 882                 now = xtime;
 883         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 884
 885         return now;
 886 }
 887 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
 888
 889 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
 890 {
 891         struct timespec now, mono;
 892         unsigned long seq;
 893
 894         do {
 895                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 896                 now = xtime;
 897                 mono = wall_to_monotonic;
 898         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 899
 900         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
 901                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
 902         return now;
 903 }