d27c7562902cbe3aa2472292bd813c1eee8c1ecb
[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         /* shifted nano seconds left over when rounding cycle_interval */
36         s64     xtime_remainder;
37         /* Raw nano seconds accumulated per NTP interval. */
38         u32     raw_interval;
39
40         /* Clock shifted nano seconds remainder not stored in xtime.tv_nsec. */
41         u64     xtime_nsec;
42         /* Difference between accumulated time and NTP time in ntp
43          * shifted nano seconds. */
44         s64     ntp_error;
45         /* Shift conversion between clock shifted nano seconds and
46          * ntp shifted nano seconds. */
47         int     ntp_error_shift;
48         /* NTP adjusted clock multiplier */
49         u32     mult;
50 };
51
52 static struct timekeeper timekeeper;
53
54 /**
55  * timekeeper_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
56  *
57  * @clock:              Pointer to clocksource.
58  *
59  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
60  * pair and interval request.
61  *
62  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
63  */
64 static void timekeeper_setup_internals(struct clocksource *clock)
65 {
66         cycle_t interval;
67         u64 tmp, ntpinterval;
68
69         timekeeper.clock = clock;
70         clock->cycle_last = clock->read(clock);
71
72         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
73         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
74         tmp <<= clock->shift;
75         ntpinterval = tmp;
76         tmp += clock->mult/2;
77         do_div(tmp, clock->mult);
78         if (tmp == 0)
79                 tmp = 1;
80
81         interval = (cycle_t) tmp;
82         timekeeper.cycle_interval = interval;
83
84         /* Go back from cycles -> shifted ns */
85         timekeeper.xtime_interval = (u64) interval * clock->mult;
86         timekeeper.xtime_remainder = ntpinterval - timekeeper.xtime_interval;
87         timekeeper.raw_interval =
88                 ((u64) interval * clock->mult) >> clock->shift;
89
90         timekeeper.xtime_nsec = 0;
91         timekeeper.shift = clock->shift;
92
93         timekeeper.ntp_error = 0;
94         timekeeper.ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
95
96         /*
97          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
98          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
99          * to counteract clock drifting.
100          */
101         timekeeper.mult = clock->mult;
102 }
103
104 /* Timekeeper helper functions. */
105 static inline s64 timekeeping_get_ns(void)
106 {
107         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
108         struct clocksource *clock;
109
110         /* read clocksource: */
111         clock = timekeeper.clock;
112         cycle_now = clock->read(clock);
113
114         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
115         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
116
117         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
118         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
119                                   timekeeper.shift);
120 }
121
122 static inline s64 timekeeping_get_ns_raw(void)
123 {
124         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
125         struct clocksource *clock;
126
127         /* read clocksource: */
128         clock = timekeeper.clock;
129         cycle_now = clock->read(clock);
130
131         /* calculate the delta since the last update_wall_time: */
132         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
133
134         /* return delta convert to nanoseconds using ntp adjusted mult. */
135         return clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
136 }
137
138 /*
139  * This read-write spinlock protects us from races in SMP while
140  * playing with xtime.
141  */
142 __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SEQLOCK(xtime_lock);
143
144
145 /*
146  * The current time
147  * wall_to_monotonic is what we need to add to xtime (or xtime corrected
148  * for sub jiffie times) to get to monotonic time.  Monotonic is pegged
149  * at zero at system boot time, so wall_to_monotonic will be negative,
150  * however, we will ALWAYS keep the tv_nsec part positive so we can use
151  * the usual normalization.
152  *
153  * wall_to_monotonic is moved after resume from suspend for the monotonic
154  * time not to jump. We need to add total_sleep_time to wall_to_monotonic
155  * to get the real boot based time offset.
156  *
157  * - wall_to_monotonic is no longer the boot time, getboottime must be
158  * used instead.
159  */
160 static struct timespec xtime __attribute__ ((aligned (16)));
161 static struct timespec wall_to_monotonic __attribute__ ((aligned (16)));
162 static struct timespec total_sleep_time;
163
164 /*
165  * The raw monotonic time for the CLOCK_MONOTONIC_RAW posix clock.
166  */
167 static struct timespec raw_time;
168
169 /* flag for if timekeeping is suspended */
170 int __read_mostly timekeeping_suspended;
171
172 /* must hold xtime_lock */
173 void timekeeping_leap_insert(int leapsecond)
174 {
175         xtime.tv_sec += leapsecond;
176         wall_to_monotonic.tv_sec -= leapsecond;
177         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
178                         timekeeper.mult);
179 }
180
181 /**
182  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
183  *
184  * Forward the current clock to update its state since the last call to
185  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
186  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
187  */
188 static void timekeeping_forward_now(void)
189 {
190         cycle_t cycle_now, cycle_delta;
191         struct clocksource *clock;
192         s64 nsec;
193
194         clock = timekeeper.clock;
195         cycle_now = clock->read(clock);
196         cycle_delta = (cycle_now - clock->cycle_last) & clock->mask;
197         clock->cycle_last = cycle_now;
198
199         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, timekeeper.mult,
200                                   timekeeper.shift);
201
202         /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
203         nsec += arch_gettimeoffset();
204
205         timespec_add_ns(&xtime, nsec);
206
207         nsec = clocksource_cyc2ns(cycle_delta, clock->mult, clock->shift);
208         timespec_add_ns(&raw_time, nsec);
209 }
210
211 /**
212  * getnstimeofday - Returns the time of day in a timespec
213  * @ts:         pointer to the timespec to be set
214  *
215  * Returns the time of day in a timespec.
216  */
217 void getnstimeofday(struct timespec *ts)
218 {
219         unsigned long seq;
220         s64 nsecs;
221
222         WARN_ON(timekeeping_suspended);
223
224         do {
225                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
226
227                 *ts = xtime;
228                 nsecs = timekeeping_get_ns();
229
230                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
231                 nsecs += arch_gettimeoffset();
232
233         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
234
235         timespec_add_ns(ts, nsecs);
236 }
237
238 EXPORT_SYMBOL(getnstimeofday);
239
240 ktime_t ktime_get(void)
241 {
242         unsigned int seq;
243         s64 secs, nsecs;
244
245         WARN_ON(timekeeping_suspended);
246
247         do {
248                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
249                 secs = xtime.tv_sec + wall_to_monotonic.tv_sec;
250                 nsecs = xtime.tv_nsec + wall_to_monotonic.tv_nsec;
251                 nsecs += timekeeping_get_ns();
252
253         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
254         /*
255          * Use ktime_set/ktime_add_ns to create a proper ktime on
256          * 32-bit architectures without CONFIG_KTIME_SCALAR.
257          */
258         return ktime_add_ns(ktime_set(secs, 0), nsecs);
259 }
260 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
261
262 /**
263  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
264  * @ts:         pointer to timespec variable
265  *
266  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
267  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
268  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
269  */
270 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
271 {
272         struct timespec tomono;
273         unsigned int seq;
274         s64 nsecs;
275
276         WARN_ON(timekeeping_suspended);
277
278         do {
279                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
280                 *ts = xtime;
281                 tomono = wall_to_monotonic;
282                 nsecs = timekeeping_get_ns();
283
284         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
285
286         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
287                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec + nsecs);
288 }
289 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
290
291 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
292
293 /**
294  * getnstime_raw_and_real - get day and raw monotonic time in timespec format
295  * @ts_raw:     pointer to the timespec to be set to raw monotonic time
296  * @ts_real:    pointer to the timespec to be set to the time of day
297  *
298  * This function reads both the time of day and raw monotonic time at the
299  * same time atomically and stores the resulting timestamps in timespec
300  * format.
301  */
302 void getnstime_raw_and_real(struct timespec *ts_raw, struct timespec *ts_real)
303 {
304         unsigned long seq;
305         s64 nsecs_raw, nsecs_real;
306
307         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
308
309         do {
310                 u32 arch_offset;
311
312                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
313
314                 *ts_raw = raw_time;
315                 *ts_real = xtime;
316
317                 nsecs_raw = timekeeping_get_ns_raw();
318                 nsecs_real = timekeeping_get_ns();
319
320                 /* If arch requires, add in gettimeoffset() */
321                 arch_offset = arch_gettimeoffset();
322                 nsecs_raw += arch_offset;
323                 nsecs_real += arch_offset;
324
325         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
326
327         timespec_add_ns(ts_raw, nsecs_raw);
328         timespec_add_ns(ts_real, nsecs_real);
329 }
330 EXPORT_SYMBOL(getnstime_raw_and_real);
331
332 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */
333
334 /**
335  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
336  * @tv:         pointer to the timeval to be set
337  *
338  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
339  */
340 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
341 {
342         struct timespec now;
343
344         getnstimeofday(&now);
345         tv->tv_sec = now.tv_sec;
346         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
347 }
348
349 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
350 /**
351  * do_settimeofday - Sets the time of day
352  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
353  *
354  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
355  */
356 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
357 {
358         struct timespec ts_delta;
359         unsigned long flags;
360
361         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
362                 return -EINVAL;
363
364         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
365
366         timekeeping_forward_now();
367
368         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
369         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
370         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
371
372         xtime = *tv;
373
374         timekeeper.ntp_error = 0;
375         ntp_clear();
376
377         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
378                                 timekeeper.mult);
379
380         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
381
382         /* signal hrtimers about time change */
383         clock_was_set();
384
385         return 0;
386 }
387
388 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
389
390 /**
391  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
392  *
393  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
394  */
395 static int change_clocksource(void *data)
396 {
397         struct clocksource *new, *old;
398
399         new = (struct clocksource *) data;
400
401         timekeeping_forward_now();
402         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
403                 old = timekeeper.clock;
404                 timekeeper_setup_internals(new);
405                 if (old->disable)
406                         old->disable(old);
407         }
408         return 0;
409 }
410
411 /**
412  * timekeeping_notify - Install a new clock source
413  * @clock:              pointer to the clock source
414  *
415  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
416  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
417  */
418 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
419 {
420         if (timekeeper.clock == clock)
421                 return;
422         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
423         tick_clock_notify();
424 }
425
426 /**
427  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
428  *
429  * returns the time in ktime_t format
430  */
431 ktime_t ktime_get_real(void)
432 {
433         struct timespec now;
434
435         getnstimeofday(&now);
436
437         return timespec_to_ktime(now);
438 }
439 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
440
441 /**
442  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
443  * @ts:         pointer to the timespec to be set
444  *
445  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
446  */
447 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
448 {
449         unsigned long seq;
450         s64 nsecs;
451
452         do {
453                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
454                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
455                 *ts = raw_time;
456
457         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
458
459         timespec_add_ns(ts, nsecs);
460 }
461 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
462
463
464 /**
465  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
466  */
467 int timekeeping_valid_for_hres(void)
468 {
469         unsigned long seq;
470         int ret;
471
472         do {
473                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
474
475                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
476
477         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
478
479         return ret;
480 }
481
482 /**
483  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
484  *
485  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
486  * ensure that the clocksource does not change!
487  */
488 u64 timekeeping_max_deferment(void)
489 {
490         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
491 }
492
493 /**
494  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
495  *
496  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
497  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
498  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
499  *
500  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
501  */
502 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
503 {
504         ts->tv_sec = 0;
505         ts->tv_nsec = 0;
506 }
507
508 /**
509  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
510  *
511  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
512  * Function to read the exact time the system has been started.
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_boot_clock(struct timespec *ts)
518 {
519         ts->tv_sec = 0;
520         ts->tv_nsec = 0;
521 }
522
523 /*
524  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
525  */
526 void __init timekeeping_init(void)
527 {
528         struct clocksource *clock;
529         unsigned long flags;
530         struct timespec now, boot;
531
532         read_persistent_clock(&now);
533         read_boot_clock(&boot);
534
535         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
536
537         ntp_init();
538
539         clock = clocksource_default_clock();
540         if (clock->enable)
541                 clock->enable(clock);
542         timekeeper_setup_internals(clock);
543
544         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
545         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
546         raw_time.tv_sec = 0;
547         raw_time.tv_nsec = 0;
548         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
549                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
550                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
551         }
552         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
553                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
554         total_sleep_time.tv_sec = 0;
555         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
556         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
557 }
558
559 /* time in seconds when suspend began */
560 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
561
562 /**
563  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
564  * @dev:        unused
565  *
566  * This is for the generic clocksource timekeeping.
567  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
568  * still managed by arch specific suspend/resume code.
569  */
570 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
571 {
572         unsigned long flags;
573         struct timespec ts;
574
575         read_persistent_clock(&ts);
576
577         clocksource_resume();
578
579         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
580
581         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
582                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
583                 xtime = timespec_add(xtime, ts);
584                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
585                 total_sleep_time = timespec_add(total_sleep_time, ts);
586         }
587         /* re-base the last cycle value */
588         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
589         timekeeper.ntp_error = 0;
590         timekeeping_suspended = 0;
591         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
592
593         touch_softlockup_watchdog();
594
595         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
596
597         /* Resume hrtimers */
598         hres_timers_resume();
599
600         return 0;
601 }
602
603 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
604 {
605         unsigned long flags;
606
607         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
608
609         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
610         timekeeping_forward_now();
611         timekeeping_suspended = 1;
612         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
613
614         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
615         clocksource_suspend();
616
617         return 0;
618 }
619
620 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
621 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
622         .name           = "timekeeping",
623         .resume         = timekeeping_resume,
624         .suspend        = timekeeping_suspend,
625 };
626
627 static struct sys_device device_timer = {
628         .id             = 0,
629         .cls            = &timekeeping_sysclass,
630 };
631
632 static int __init timekeeping_init_device(void)
633 {
634         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
635         if (!error)
636                 error = sysdev_register(&device_timer);
637         return error;
638 }
639
640 device_initcall(timekeeping_init_device);
641
642 /*
643  * If the error is already larger, we look ahead even further
644  * to compensate for late or lost adjustments.
645  */
646 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
647                                                  s64 *offset)
648 {
649         s64 tick_error, i;
650         u32 look_ahead, adj;
651         s32 error2, mult;
652
653         /*
654          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
655          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
656          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
657          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
658          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
659          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
660          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
661          */
662         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
663         error2 = abs(error2);
664         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
665                 error2 >>= 2;
666
667         /*
668          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
669          * remove the single look ahead already included in the error.
670          */
671         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
672         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
673         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
674
675         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
676         i = *interval;
677         mult = 1;
678         if (error < 0) {
679                 error = -error;
680                 *interval = -*interval;
681                 *offset = -*offset;
682                 mult = -1;
683         }
684         for (adj = 0; error > i; adj++)
685                 error >>= 1;
686
687         *interval <<= adj;
688         *offset <<= adj;
689         return mult << adj;
690 }
691
692 /*
693  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
694  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
695  * for other values we can do a bit more work.
696  */
697 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
698 {
699         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
700         int adj;
701
702         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
703         if (error > interval) {
704                 error >>= 2;
705                 if (likely(error <= interval))
706                         adj = 1;
707                 else
708                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
709         } else if (error < -interval) {
710                 error >>= 2;
711                 if (likely(error >= -interval)) {
712                         adj = -1;
713                         interval = -interval;
714                         offset = -offset;
715                 } else
716                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
717         } else
718                 return;
719
720         timekeeper.mult += adj;
721         timekeeper.xtime_interval += interval;
722         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
723         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
724                                 timekeeper.ntp_error_shift;
725 }
726
727
728 /**
729  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
730  *
731  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
732  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
733  * loop.
734  *
735  * Returns the unconsumed cycles.
736  */
737 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
738 {
739         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
740         u64 raw_nsecs;
741
742         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
743         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
744                 return offset;
745
746         /* Accumulate one shifted interval */
747         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
748         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
749
750         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
751         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
752                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
753                 xtime.tv_sec++;
754                 second_overflow();
755         }
756
757         /* Accumulate raw time */
758         raw_nsecs = timekeeper.raw_interval << shift;
759         raw_nsecs += raw_time.tv_nsec;
760         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
761                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
762                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
763                 raw_time.tv_sec += raw_secs;
764         }
765         raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
766
767         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
768         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
769         timekeeper.ntp_error -=
770             (timekeeper.xtime_interval + timekeeper.xtime_remainder) <<
771                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
772
773         return offset;
774 }
775
776
777 /**
778  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
779  *
780  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
781  */
782 void update_wall_time(void)
783 {
784         struct clocksource *clock;
785         cycle_t offset;
786         int shift = 0, maxshift;
787
788         /* Make sure we're fully resumed: */
789         if (unlikely(timekeeping_suspended))
790                 return;
791
792         clock = timekeeper.clock;
793
794 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
795         offset = timekeeper.cycle_interval;
796 #else
797         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
798 #endif
799         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
800
801         /*
802          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
803          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
804          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
805          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
806          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
807          * doubled multiple.
808          */
809         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
810         shift = max(0, shift);
811         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
812         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
813         shift = min(shift, maxshift);
814         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
815                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
816                 if(offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
817                         shift--;
818         }
819
820         /* correct the clock when NTP error is too big */
821         timekeeping_adjust(offset);
822
823         /*
824          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
825          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
826          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
827          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
828          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
829          * cause it to underflow.
830          *
831          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
832          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
833          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
834          * and add that amount into the error.
835          *
836          * We'll correct this error next time through this function, when
837          * xtime_nsec is not as small.
838          */
839         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
840                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
841                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
842                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
843         }
844
845
846         /*
847          * Store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
848          * add the remainder to the error difference.
849          */
850         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
851         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
852         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
853                                 timekeeper.ntp_error_shift;
854
855         /*
856          * Finally, make sure that after the rounding
857          * xtime.tv_nsec isn't larger then NSEC_PER_SEC
858          */
859         if (unlikely(xtime.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
860                 xtime.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
861                 xtime.tv_sec++;
862                 second_overflow();
863         }
864
865         /* check to see if there is a new clocksource to use */
866         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
867                                 timekeeper.mult);
868 }
869
870 /**
871  * getboottime - Return the real time of system boot.
872  * @ts:         pointer to the timespec to be set
873  *
874  * Returns the time of day in a timespec.
875  *
876  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
877  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
878  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
879  * you get the right time here).
880  */
881 void getboottime(struct timespec *ts)
882 {
883         struct timespec boottime = {
884                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
885                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
886         };
887
888         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
889 }
890 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
891
892 /**
893  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
894  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
895  */
896 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
897 {
898         *ts = timespec_add(*ts, total_sleep_time);
899 }
900 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
901
902 unsigned long get_seconds(void)
903 {
904         return xtime.tv_sec;
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
907
908 struct timespec __current_kernel_time(void)
909 {
910         return xtime;
911 }
912
913 struct timespec __get_wall_to_monotonic(void)
914 {
915         return wall_to_monotonic;
916 }
917
918 struct timespec current_kernel_time(void)
919 {
920         struct timespec now;
921         unsigned long seq;
922
923         do {
924                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
925
926                 now = xtime;
927         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
928
929         return now;
930 }
931 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
932
933 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
934 {
935         struct timespec now, mono;
936         unsigned long seq;
937
938         do {
939                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
940
941                 now = xtime;
942                 mono = wall_to_monotonic;
943         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
944
945         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
946                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
947         return now;
948 }