Merge branch 'timers-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / kernel / time / timekeeping.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/timekeeping.c
3  *
4  *  Kernel timekeeping code and accessor functions
5  *
6  *  This code was moved from linux/kernel/timer.c.
7  *  Please see that file for copyright and history logs.
8  *
9  */
10
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/percpu.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/sched.h>
17 #include <linux/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         xtime_cache = xtime;
172         timespec_add_ns(&xtime_cache, nsec);
173 }
174
175 /* must hold xtime_lock */
176 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
177 {
178         xtime.tv_sec += leapsecond;
179         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
180         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
181 }
182
183 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
184
185 /**
186  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
187  *
188  * Forward the current clock to update its state since the last call to
189  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
190  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
191  */
192 static void timekeeping_forward_now(void)
193 {
194         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
195         struct clocksource *clock;
196         s64 nsec;
197
198         clock = timekeeper.clock;
199         cycle_now = clock->read(clock);
200         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
201         clock->cycle_last = cycle_now;
202
203         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
204                                   timekeeper.shift);
205
206         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
207         nsec += arch_gettimeoffset();
208
209         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
210
211         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
212         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
213 }
214
215 /**
216  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
217  * @ts:         pointer to the timespec to be set
218  *
219  * Returns the time of day in a timespec.
220  */
221 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
222 {
223         unsigned long seq;
224         s64 nsecs;
225
226         WARN_ON(timekeeping_suspended);
227
228         do {
229                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
230
231                 *ts = xtime;
232                 nsecs = timekeeping_get_ns();
233
234                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
235                 nsecs += arch_gettimeoffset();
236
237         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
238
239         timespec_add_ns(ts, nsecs);
240 }
241
242 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
243
244 ktime_t ktime_get(void)
245 {
246         unsigned int seq;
247         s64 secs, nsecs;
248
249         WARN_ON(timekeeping_suspended);
250
251         do {
252                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
253                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
254                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
255                 nsecs += timekeeping_get_ns();
256
257         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
258         /*
259          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
260          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
261          */
262         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
265
266 /**
267  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
268  * @ts:         pointer to timespec variable
269  *
270  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
271  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
272  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
273  */
274 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
275 {
276         struct timespec tomono;
277         unsigned int seq;
278         s64 nsecs;
279
280         WARN_ON(timekeeping_suspended);
281
282         do {
283                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
284                 *ts = xtime;
285                 tomono = wall_to_monotonic;
286                 nsecs = timekeeping_get_ns();
287
288         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
289
290         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
291                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
292 }
293 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
294
295 /**
296  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
297  * @tv:         pointer to the timeval to be set
298  *
299  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
300  */
301 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
302 {
303         struct timespec now;
304
305         getnstimeofday(&now);
306         tv->tv_sec = now.tv_sec;
307         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
308 }
309
310 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
311 /**
312  * do_settimeofday - Sets the time of day
313  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
314  *
315  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
316  */
317 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
318 {
319         struct timespec ts_delta;
320         unsigned long flags;
321
322         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
323                 return -EINVAL;
324
325         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
326
327         timekeeping_forward_now();
328
329         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
330         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
331         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
332
333         xtime = *tv;
334
335         update_xtime_cache(0);
336
337         timekeeper.ntp_error = 0;
338         ntp_clear();
339
340         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
341
342         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
343
344         /* signal hrtimers about time change */
345         clock_was_set();
346
347         return 0;
348 }
349
350 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
351
352 /**
353  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
354  *
355  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
356  */
357 static int change_clocksource(void *data)
358 {
359         struct clocksource *new, *old;
360
361         new = (struct clocksource *) data;
362
363         timekeeping_forward_now();
364         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
365                 old = timekeeper.clock;
366                 timekeeper_setup_internals(new);
367                 if (old->disable)
368                         old->disable(old);
369         }
370         return 0;
371 }
372
373 /**
374  * timekeeping_notify - Install a new clock source
375  * @clock:              pointer to the clock source
376  *
377  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
378  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
379  */
380 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
381 {
382         if (timekeeper.clock == clock)
383                 return;
384         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
385         tick_clock_notify();
386 }
387
388 #else /* GENERIC_TIME */
389
390 static inline void timekeeping_forward_now(void) { }
391
392 /**
393  * ktime_get - get the monotonic time in ktime_t format
394  *
395  * returns the time in ktime_t format
396  */
397 ktime_t ktime_get(void)
398 {
399         struct timespec now;
400
401         ktime_get_ts(&now);
402
403         return timespec_to_ktime(now);
404 }
405 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
406
407 /**
408  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
409  * @ts:         pointer to timespec variable
410  *
411  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
412  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
413  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
414  */
415 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
416 {
417         struct timespec tomono;
418         unsigned long seq;
419
420         do {
421                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
422                 getnstimeofday(ts);
423                 tomono = wall_to_monotonic;
424
425         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
426
427         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
428                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec);
429 }
430 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
431
432 #endif /* !GENERIC_TIME */
433
434 /**
435  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
436  *
437  * returns the time in ktime_t format
438  */
439 ktime_t ktime_get_real(void)
440 {
441         struct timespec now;
442
443         getnstimeofday(&now);
444
445         return timespec_to_ktime(now);
446 }
447 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
448
449 /**
450  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
451  * @ts:         pointer to the timespec to be set
452  *
453  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
454  */
455 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
456 {
457         unsigned long seq;
458         s64 nsecs;
459
460         do {
461                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
462                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
463                 *ts = raw_time;
464
465         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
466
467         timespec_add_ns(ts, nsecs);
468 }
469 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
470
471
472 /**
473  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
474  */
475 int timekeeping_valid_for_hres(void)
476 {
477         unsigned long seq;
478         int ret;
479
480         do {
481                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
482
483                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
484
485         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
486
487         return ret;
488 }
489
490 /**
491  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
492  *
493  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
494  * ensure that the clocksource does not change!
495  */
496 u64 timekeeping_max_deferment(void)
497 {
498         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
499 }
500
501 /**
502  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
503  *
504  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
505  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
506  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
507  *
508  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
509  */
510 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
511 {
512         ts->tv_sec = 0;
513         ts->tv_nsec = 0;
514 }
515
516 /**
517  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
518  *
519  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
520  * Function to read the exact time the system has been started.
521  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
522  *
523  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
524  */
525 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
526 {
527         ts->tv_sec = 0;
528         ts->tv_nsec = 0;
529 }
530
531 /*
532  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
533  */
534 void __init timekeeping_init(void)
535 {
536         struct clocksource *clock;
537         unsigned long flags;
538         struct timespec now, boot;
539
540         read_persistent_clock(&now);
541         read_boot_clock(&boot);
542
543         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
544
545         ntp_init();
546
547         clock = clocksource_default_clock();
548         if (clock->enable)
549                 clock->enable(clock);
550         timekeeper_setup_internals(clock);
551
552         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
553         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
554         raw_time.tv_sec = 0;
555         raw_time.tv_nsec = 0;
556         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
557                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
558                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
559         }
560         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
561                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
562         update_xtime_cache(0);
563         total_sleep_time.tv_sec = 0;
564         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
565         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
566 }
567
568 /* time in seconds when suspend began */
569 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
570
571 /**
572  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
573  * @dev:        unused
574  *
575  * This is for the generic clocksource timekeeping.
576  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
577  * still managed by arch specific suspend/resume code.
578  */
579 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
580 {
581         unsigned long flags;
582         struct timespec ts;
583
584         read_persistent_clock(&ts);
585
586         clocksource_resume();
587
588         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
589
590         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
591                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
592                 xtime = timespec_add_safe(xtime, ts);
593                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
594                 total_sleep_time = timespec_add_safe(total_sleep_time, ts);
595         }
596         update_xtime_cache(0);
597         /* re-base the last cycle value */
598         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
599         timekeeper.ntp_error = 0;
600         timekeeping_suspended = 0;
601         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
602
603         touch_softlockup_watchdog();
604
605         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
606
607         /* Resume hrtimers */
608         hres_timers_resume();
609
610         return 0;
611 }
612
613 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
614 {
615         unsigned long flags;
616
617         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
618
619         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
620         timekeeping_forward_now();
621         timekeeping_suspended = 1;
622         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
623
624         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
625         clocksource_suspend();
626
627         return 0;
628 }
629
630 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
631 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
632         .name           = "timekeeping",
633         .resume         = timekeeping_resume,
634         .suspend        = timekeeping_suspend,
635 };
636
637 static struct sys_device device_timer = {
638         .id             = 0,
639         .cls            = &timekeeping_sysclass,
640 };
641
642 static int __init timekeeping_init_device(void)
643 {
644         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
645         if (!error)
646                 error = sysdev_register(&device_timer);
647         return error;
648 }
649
650 device_initcall(timekeeping_init_device);
651
652 /*
653  * If the error is already larger, we look ahead even further
654  * to compensate for late or lost adjustments.
655  */
656 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
657                                                  s64 *offset)
658 {
659         s64 tick_error, i;
660         u32 look_ahead, adj;
661         s32 error2, mult;
662
663         /*
664          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
665          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
666          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
667          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
668          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
669          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
670          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
671          */
672         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
673         error2 = abs(error2);
674         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
675                 error2 >>= 2;
676
677         /*
678          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
679          * remove the single look ahead already included in the error.
680          */
681         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
682         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
683         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
684
685         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
686         i = *interval;
687         mult = 1;
688         if (error < 0) {
689                 error = -error;
690                 *interval = -*interval;
691                 *offset = -*offset;
692                 mult = -1;
693         }
694         for (adj = 0; error > i; adj++)
695                 error >>= 1;
696
697         *interval <<= adj;
698         *offset <<= adj;
699         return mult << adj;
700 }
701
702 /*
703  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
704  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
705  * for other values we can do a bit more work.
706  */
707 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
708 {
709         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
710         int adj;
711
712         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
713         if (error > interval) {
714                 error >>= 2;
715                 if (likely(error <= interval))
716                         adj = 1;
717                 else
718                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
719         } else if (error < -interval) {
720                 error >>= 2;
721                 if (likely(error >= -interval)) {
722                         adj = -1;
723                         interval = -interval;
724                         offset = -offset;
725                 } else
726                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
727         } else
728                 return;
729
730         timekeeper.mult += adj;
731         timekeeper.xtime_interval += interval;
732         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
733         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
734                                 timekeeper.ntp_error_shift;
735 }
736
737
738 /**
739  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
740  *
741  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
742  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
743  * loop.
744  *
745  * Returns the unconsumed cycles.
746  */
747 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
748 {
749         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
750
751         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
752         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
753                 return offset;
754
755         /* Accumulate one shifted interval */
756         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
757         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
758
759         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
760         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
761                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
762                 xtime.tv_sec++;
763                 second_overflow();
764         }
765
766         /* Accumulate into raw time */
767         raw_time.tv_nsec += timekeeper.raw_interval << shift;;
768         while (raw_time.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
769                 raw_time.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
770                 raw_time.tv_sec++;
771         }
772
773         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
774         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
775         timekeeper.ntp_error -= timekeeper.xtime_interval <<
776                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
777
778         return offset;
779 }
780
781
782 /**
783  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
784  *
785  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
786  */
787 void update_wall_time(void)
788 {
789         struct clocksource *clock;
790         cycle_t offset;
791         u64 nsecs;
792         int shift = 0, maxshift;
793
794         /* Make sure we're fully resumed: */
795         if (unlikely(timekeeping_suspended))
796                 return;
797
798         clock = timekeeper.clock;
799 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
800         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
801 #else
802         offset = timekeeper.cycle_interval;
803 #endif
804         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
805
806         /*
807          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
808          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
809          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
810          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
811          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
812          * doubled multiple.
813          */
814         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
815         shift = max(0, shift);
816         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
817         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
818         shift = min(shift, maxshift);
819         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
820                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
821                 shift--;
822         }
823
824         /* correct the clock when NTP error is too big */
825         timekeeping_adjust(offset);
826
827         /*
828          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
829          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
830          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
831          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
832          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
833          * cause it to underflow.
834          *
835          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
836          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
837          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
838          * and add that amount into the error.
839          *
840          * We'll correct this error next time through this function, when
841          * xtime_nsec is not as small.
842          */
843         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
844                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
845                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
846                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
847         }
848
849         /* store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
850          * add the remainder to the error difference.
851          */
852         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
853         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
854         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
855                                 timekeeper.ntp_error_shift;
856
857         nsecs = clocksource_cyc2ns(offset, timekeeper.mult, timekeeper.shift);
858         update_xtime_cache(nsecs);
859
860         /* check to see if there is a new clocksource to use */
861         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
862 }
863
864 /**
865  * getboottime - Return the real time of system boot.
866  * @ts:         pointer to the timespec to be set
867  *
868  * Returns the time of day in a timespec.
869  *
870  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
871  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
872  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
873  * you get the right time here).
874  */
875 void getboottime(struct timespec *ts)
876 {
877         struct timespec boottime = {
878                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
879                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
880         };
881
882         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
883 }
884 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
885
886 /**
887  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
888  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
889  */
890 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
891 {
892         *ts = timespec_add_safe(*ts, total_sleep_time);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
895
896 unsigned long get_seconds(void)
897 {
898         return xtime_cache.tv_sec;
899 }
900 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
901
902 struct timespec __current_kernel_time(void)
903 {
904         return xtime_cache;
905 }
906
907 struct timespec current_kernel_time(void)
908 {
909         struct timespec now;
910         unsigned long seq;
911
912         do {
913                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
914
915                 now = xtime_cache;
916         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
917
918         return now;
919 }
920 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
921
922 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
923 {
924         struct timespec now, mono;
925         unsigned long seq;
926
927         do {
928                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
929
930                 now = xtime_cache;
931                 mono = wall_to_monotonic;
932         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
933
934         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
935                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
936         return now;
937 }