hrtimer: Fix /proc/timer_list regression
[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  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
492  *
493  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
494  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
495  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
496  *
497  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
498  */
499 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
500 {
501         ts->tv_sec = 0;
502         ts->tv_nsec = 0;
503 }
504
505 /**
506  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
507  *
508  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
509  * Function to read the exact time the system has been started.
510  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
511  *
512  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
513  */
514 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
515 {
516         ts->tv_sec = 0;
517         ts->tv_nsec = 0;
518 }
519
520 /*
521  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
522  */
523 void __init timekeeping_init(void)
524 {
525         struct clocksource *clock;
526         unsigned long flags;
527         struct timespec now, boot;
528
529         read_persistent_clock(&now);
530         read_boot_clock(&boot);
531
532         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
533
534         ntp_init();
535
536         clock = clocksource_default_clock();
537         if (clock->enable)
538                 clock->enable(clock);
539         timekeeper_setup_internals(clock);
540
541         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
542         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
543         raw_time.tv_sec = 0;
544         raw_time.tv_nsec = 0;
545         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
546                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
547                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
548         }
549         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
550                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
551         update_xtime_cache(0);
552         total_sleep_time.tv_sec = 0;
553         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
554         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
555 }
556
557 /* time in seconds when suspend began */
558 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
559
560 /**
561  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
562  * @dev:        unused
563  *
564  * This is for the generic clocksource timekeeping.
565  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
566  * still managed by arch specific suspend/resume code.
567  */
568 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
569 {
570         unsigned long flags;
571         struct timespec ts;
572
573         read_persistent_clock(&ts);
574
575         clocksource_resume();
576
577         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
578
579         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
580                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
581                 xtime = timespec_add_safe(xtime, ts);
582                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
583                 total_sleep_time = timespec_add_safe(total_sleep_time, ts);
584         }
585         update_xtime_cache(0);
586         /* re-base the last cycle value */
587         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
588         timekeeper.ntp_error = 0;
589         timekeeping_suspended = 0;
590         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
591
592         touch_softlockup_watchdog();
593
594         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
595
596         /* Resume hrtimers */
597         hres_timers_resume();
598
599         return 0;
600 }
601
602 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
603 {
604         unsigned long flags;
605
606         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
607
608         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
609         timekeeping_forward_now();
610         timekeeping_suspended = 1;
611         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
612
613         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
614
615         return 0;
616 }
617
618 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
619 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
620         .name           = "timekeeping",
621         .resume         = timekeeping_resume,
622         .suspend        = timekeeping_suspend,
623 };
624
625 static struct sys_device device_timer = {
626         .id             = 0,
627         .cls            = &timekeeping_sysclass,
628 };
629
630 static int __init timekeeping_init_device(void)
631 {
632         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
633         if (!error)
634                 error = sysdev_register(&device_timer);
635         return error;
636 }
637
638 device_initcall(timekeeping_init_device);
639
640 /*
641  * If the error is already larger, we look ahead even further
642  * to compensate for late or lost adjustments.
643  */
644 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
645                                                  s64 *offset)
646 {
647         s64 tick_error, i;
648         u32 look_ahead, adj;
649         s32 error2, mult;
650
651         /*
652          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
653          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
654          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
655          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
656          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
657          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
658          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
659          */
660         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
661         error2 = abs(error2);
662         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
663                 error2 >>= 2;
664
665         /*
666          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
667          * remove the single look ahead already included in the error.
668          */
669         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
670         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
671         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
672
673         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
674         i = *interval;
675         mult = 1;
676         if (error < 0) {
677                 error = -error;
678                 *interval = -*interval;
679                 *offset = -*offset;
680                 mult = -1;
681         }
682         for (adj = 0; error > i; adj++)
683                 error >>= 1;
684
685         *interval <<= adj;
686         *offset <<= adj;
687         return mult << adj;
688 }
689
690 /*
691  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
692  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
693  * for other values we can do a bit more work.
694  */
695 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
696 {
697         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
698         int adj;
699
700         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
701         if (error > interval) {
702                 error >>= 2;
703                 if (likely(error <= interval))
704                         adj = 1;
705                 else
706                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
707         } else if (error < -interval) {
708                 error >>= 2;
709                 if (likely(error >= -interval)) {
710                         adj = -1;
711                         interval = -interval;
712                         offset = -offset;
713                 } else
714                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
715         } else
716                 return;
717
718         timekeeper.mult += adj;
719         timekeeper.xtime_interval += interval;
720         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
721         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
722                                 timekeeper.ntp_error_shift;
723 }
724
725 /**
726  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
727  *
728  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
729  */
730 void update_wall_time(void)
731 {
732         struct clocksource *clock;
733         cycle_t offset;
734         u64 nsecs;
735
736         /* Make sure we're fully resumed: */
737         if (unlikely(timekeeping_suspended))
738                 return;
739
740         clock = timekeeper.clock;
741 #ifdef CONFIG_GENERIC_TIME
742         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
743 #else
744         offset = timekeeper.cycle_interval;
745 #endif
746         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
747
748         /* normally this loop will run just once, however in the
749          * case of lost or late ticks, it will accumulate correctly.
750          */
751         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
752                 u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
753
754                 /* accumulate one interval */
755                 offset -= timekeeper.cycle_interval;
756                 clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval;
757
758                 timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval;
759                 if (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
760                         timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
761                         xtime.tv_sec++;
762                         second_overflow();
763                 }
764
765                 raw_time.tv_nsec += timekeeper.raw_interval;
766                 if (raw_time.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC) {
767                         raw_time.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
768                         raw_time.tv_sec++;
769                 }
770
771                 /* accumulate error between NTP and clock interval */
772                 timekeeper.ntp_error += tick_length;
773                 timekeeper.ntp_error -= timekeeper.xtime_interval <<
774                                         timekeeper.ntp_error_shift;
775         }
776
777         /* correct the clock when NTP error is too big */
778         timekeeping_adjust(offset);
779
780         /*
781          * Since in the loop above, we accumulate any amount of time
782          * in xtime_nsec over a second into xtime.tv_sec, its possible for
783          * xtime_nsec to be fairly small after the loop. Further, if we're
784          * slightly speeding the clocksource up in timekeeping_adjust(),
785          * its possible the required corrective factor to xtime_nsec could
786          * cause it to underflow.
787          *
788          * Now, we cannot simply roll the accumulated second back, since
789          * the NTP subsystem has been notified via second_overflow. So
790          * instead we push xtime_nsec forward by the amount we underflowed,
791          * and add that amount into the error.
792          *
793          * We'll correct this error next time through this function, when
794          * xtime_nsec is not as small.
795          */
796         if (unlikely((s64)timekeeper.xtime_nsec < 0)) {
797                 s64 neg = -(s64)timekeeper.xtime_nsec;
798                 timekeeper.xtime_nsec = 0;
799                 timekeeper.ntp_error += neg << timekeeper.ntp_error_shift;
800         }
801
802         /* store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
803          * add the remainder to the error difference.
804          */
805         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
806         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
807         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
808                                 timekeeper.ntp_error_shift;
809
810         nsecs = clocksource_cyc2ns(offset, timekeeper.mult, timekeeper.shift);
811         update_xtime_cache(nsecs);
812
813         /* check to see if there is a new clocksource to use */
814         update_vsyscall(&xtime, timekeeper.clock, timekeeper.mult);
815 }
816
817 /**
818  * getboottime - Return the real time of system boot.
819  * @ts:         pointer to the timespec to be set
820  *
821  * Returns the time of day in a timespec.
822  *
823  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
824  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
825  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
826  * you get the right time here).
827  */
828 void getboottime(struct timespec *ts)
829 {
830         struct timespec boottime = {
831                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
832                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
833         };
834
835         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
836 }
837
838 /**
839  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
840  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
841  */
842 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
843 {
844         *ts = timespec_add_safe(*ts, total_sleep_time);
845 }
846
847 unsigned long get_seconds(void)
848 {
849         return xtime_cache.tv_sec;
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
852
853 struct timespec __current_kernel_time(void)
854 {
855         return xtime_cache;
856 }
857
858 struct timespec current_kernel_time(void)
859 {
860         struct timespec now;
861         unsigned long seq;
862
863         do {
864                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
865
866                 now = xtime_cache;
867         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
868
869         return now;
870 }
871 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
872
873 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
874 {
875         struct timespec now, mono;
876         unsigned long seq;
877
878         do {
879                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
880
881                 now = xtime_cache;
882                 mono = wall_to_monotonic;
883         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
884
885         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
886                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
887         return now;
888 }