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 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 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 /**
 292  * do_gettimeofday - Returns the time of day in a timeval
 293  * @tv:         pointer to the timeval to be set
 294  *
 295  * NOTE: Users should be converted to using getnstimeofday()
 296  */
 297 void do_gettimeofday(struct timeval *tv)
 298 {
 299         struct timespec now;
 300
 301         getnstimeofday(&now);
 302         tv->tv_sec = now.tv_sec;
 303         tv->tv_usec = now.tv_nsec/1000;
 304 }
 305
 306 EXPORT_SYMBOL(do_gettimeofday);
 307 /**
 308  * do_settimeofday - Sets the time of day
 309  * @tv:         pointer to the timespec variable containing the new time
 310  *
 311  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
 312  */
 313 int do_settimeofday(struct timespec *tv)
 314 {
 315         struct timespec ts_delta;
 316         unsigned long flags;
 317
 318         if ((unsigned long)tv->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
 319                 return -EINVAL;
 320
 321         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 322
 323         timekeeping_forward_now();
 324
 325         ts_delta.tv_sec = tv->tv_sec - xtime.tv_sec;
 326         ts_delta.tv_nsec = tv->tv_nsec - xtime.tv_nsec;
 327         wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts_delta);
 328
 329         xtime = *tv;
 330
 331         timekeeper.ntp_error = 0;
 332         ntp_clear();
 333
 334         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
 335                                 timekeeper.mult);
 336
 337         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 338
 339         /* signal hrtimers about time change */
 340         clock_was_set();
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday);
 346
 347 /**
 348  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
 349  *
 350  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
 351  */
 352 static int change_clocksource(void *data)
 353 {
 354         struct clocksource *new, *old;
 355
 356         new = (struct clocksource *) data;
 357
 358         timekeeping_forward_now();
 359         if (!new->enable || new->enable(new) == 0) {
 360                 old = timekeeper.clock;
 361                 timekeeper_setup_internals(new);
 362                 if (old->disable)
 363                         old->disable(old);
 364         }
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 /**
 369  * timekeeping_notify - Install a new clock source
 370  * @clock:              pointer to the clock source
 371  *
 372  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
 373  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
 374  */
 375 void timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
 376 {
 377         if (timekeeper.clock == clock)
 378                 return;
 379         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
 380         tick_clock_notify();
 381 }
 382
 383 /**
 384  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
 385  *
 386  * returns the time in ktime_t format
 387  */
 388 ktime_t ktime_get_real(void)
 389 {
 390         struct timespec now;
 391
 392         getnstimeofday(&now);
 393
 394         return timespec_to_ktime(now);
 395 }
 396 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
 397
 398 /**
 399  * getrawmonotonic - Returns the raw monotonic time in a timespec
 400  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 401  *
 402  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
 403  */
 404 void getrawmonotonic(struct timespec *ts)
 405 {
 406         unsigned long seq;
 407         s64 nsecs;
 408
 409         do {
 410                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 411                 nsecs = timekeeping_get_ns_raw();
 412                 *ts = raw_time;
 413
 414         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 415
 416         timespec_add_ns(ts, nsecs);
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL(getrawmonotonic);
 419
 420
 421 /**
 422  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
 423  */
 424 int timekeeping_valid_for_hres(void)
 425 {
 426         unsigned long seq;
 427         int ret;
 428
 429         do {
 430                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 431
 432                 ret = timekeeper.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
 433
 434         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 435
 436         return ret;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
 441  *
 442  * Caller must observe xtime_lock via read_seqbegin/read_seqretry to
 443  * ensure that the clocksource does not change!
 444  */
 445 u64 timekeeping_max_deferment(void)
 446 {
 447         return timekeeper.clock->max_idle_ns;
 448 }
 449
 450 /**
 451  * read_persistent_clock -  Return time from the persistent clock.
 452  *
 453  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 454  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
 455  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 456  *
 457  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 458  */
 459 void __attribute__((weak)) read_persistent_clock(struct timespec *ts)
 460 {
 461         ts->tv_sec = 0;
 462         ts->tv_nsec = 0;
 463 }
 464
 465 /**
 466  * read_boot_clock -  Return time of the system start.
 467  *
 468  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
 469  * Function to read the exact time the system has been started.
 470  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
 471  *
 472  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
 473  */
 474 void __attribute__((weak)) read_boot_clock(struct timespec *ts)
 475 {
 476         ts->tv_sec = 0;
 477         ts->tv_nsec = 0;
 478 }
 479
 480 /*
 481  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
 482  */
 483 void __init timekeeping_init(void)
 484 {
 485         struct clocksource *clock;
 486         unsigned long flags;
 487         struct timespec now, boot;
 488
 489         read_persistent_clock(&now);
 490         read_boot_clock(&boot);
 491
 492         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 493
 494         ntp_init();
 495
 496         clock = clocksource_default_clock();
 497         if (clock->enable)
 498                 clock->enable(clock);
 499         timekeeper_setup_internals(clock);
 500
 501         xtime.tv_sec = now.tv_sec;
 502         xtime.tv_nsec = now.tv_nsec;
 503         raw_time.tv_sec = 0;
 504         raw_time.tv_nsec = 0;
 505         if (boot.tv_sec == 0 && boot.tv_nsec == 0) {
 506                 boot.tv_sec = xtime.tv_sec;
 507                 boot.tv_nsec = xtime.tv_nsec;
 508         }
 509         set_normalized_timespec(&wall_to_monotonic,
 510                                 -boot.tv_sec, -boot.tv_nsec);
 511         total_sleep_time.tv_sec = 0;
 512         total_sleep_time.tv_nsec = 0;
 513         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 514 }
 515
 516 /* time in seconds when suspend began */
 517 static struct timespec timekeeping_suspend_time;
 518
 519 /**
 520  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
 521  * @dev:        unused
 522  *
 523  * This is for the generic clocksource timekeeping.
 524  * xtime/wall_to_monotonic/jiffies/etc are
 525  * still managed by arch specific suspend/resume code.
 526  */
 527 static int timekeeping_resume(struct sys_device *dev)
 528 {
 529         unsigned long flags;
 530         struct timespec ts;
 531
 532         read_persistent_clock(&ts);
 533
 534         clocksource_resume();
 535
 536         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 537
 538         if (timespec_compare(&ts, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
 539                 ts = timespec_sub(ts, timekeeping_suspend_time);
 540                 xtime = timespec_add(xtime, ts);
 541                 wall_to_monotonic = timespec_sub(wall_to_monotonic, ts);
 542                 total_sleep_time = timespec_add(total_sleep_time, ts);
 543         }
 544         /* re-base the last cycle value */
 545         timekeeper.clock->cycle_last = timekeeper.clock->read(timekeeper.clock);
 546         timekeeper.ntp_error = 0;
 547         timekeeping_suspended = 0;
 548         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 549
 550         touch_softlockup_watchdog();
 551
 552         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_RESUME, NULL);
 553
 554         /* Resume hrtimers */
 555         hres_timers_resume();
 556
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 static int timekeeping_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
 561 {
 562         unsigned long flags;
 563
 564         read_persistent_clock(&timekeeping_suspend_time);
 565
 566         write_seqlock_irqsave(&xtime_lock, flags);
 567         timekeeping_forward_now();
 568         timekeeping_suspended = 1;
 569         write_sequnlock_irqrestore(&xtime_lock, flags);
 570
 571         clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_SUSPEND, NULL);
 572         clocksource_suspend();
 573
 574         return 0;
 575 }
 576
 577 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
 578 static struct sysdev_class timekeeping_sysclass = {
 579         .name           = "timekeeping",
 580         .resume         = timekeeping_resume,
 581         .suspend        = timekeeping_suspend,
 582 };
 583
 584 static struct sys_device device_timer = {
 585         .id             = 0,
 586         .cls            = &timekeeping_sysclass,
 587 };
 588
 589 static int __init timekeeping_init_device(void)
 590 {
 591         int error = sysdev_class_register(&timekeeping_sysclass);
 592         if (!error)
 593                 error = sysdev_register(&device_timer);
 594         return error;
 595 }
 596
 597 device_initcall(timekeeping_init_device);
 598
 599 /*
 600  * If the error is already larger, we look ahead even further
 601  * to compensate for late or lost adjustments.
 602  */
 603 static __always_inline int timekeeping_bigadjust(s64 error, s64 *interval,
 604                                                  s64 *offset)
 605 {
 606         s64 tick_error, i;
 607         u32 look_ahead, adj;
 608         s32 error2, mult;
 609
 610         /*
 611          * Use the current error value to determine how much to look ahead.
 612          * The larger the error the slower we adjust for it to avoid problems
 613          * with losing too many ticks, otherwise we would overadjust and
 614          * produce an even larger error.  The smaller the adjustment the
 615          * faster we try to adjust for it, as lost ticks can do less harm
 616          * here.  This is tuned so that an error of about 1 msec is adjusted
 617          * within about 1 sec (or 2^20 nsec in 2^SHIFT_HZ ticks).
 618          */
 619         error2 = timekeeper.ntp_error >> (NTP_SCALE_SHIFT + 22 - 2 * SHIFT_HZ);
 620         error2 = abs(error2);
 621         for (look_ahead = 0; error2 > 0; look_ahead++)
 622                 error2 >>= 2;
 623
 624         /*
 625          * Now calculate the error in (1 << look_ahead) ticks, but first
 626          * remove the single look ahead already included in the error.
 627          */
 628         tick_error = tick_length >> (timekeeper.ntp_error_shift + 1);
 629         tick_error -= timekeeper.xtime_interval >> 1;
 630         error = ((error - tick_error) >> look_ahead) + tick_error;
 631
 632         /* Finally calculate the adjustment shift value.  */
 633         i = *interval;
 634         mult = 1;
 635         if (error < 0) {
 636                 error = -error;
 637                 *interval = -*interval;
 638                 *offset = -*offset;
 639                 mult = -1;
 640         }
 641         for (adj = 0; error > i; adj++)
 642                 error >>= 1;
 643
 644         *interval <<= adj;
 645         *offset <<= adj;
 646         return mult << adj;
 647 }
 648
 649 /*
 650  * Adjust the multiplier to reduce the error value,
 651  * this is optimized for the most common adjustments of -1,0,1,
 652  * for other values we can do a bit more work.
 653  */
 654 static void timekeeping_adjust(s64 offset)
 655 {
 656         s64 error, interval = timekeeper.cycle_interval;
 657         int adj;
 658
 659         error = timekeeper.ntp_error >> (timekeeper.ntp_error_shift - 1);
 660         if (error > interval) {
 661                 error >>= 2;
 662                 if (likely(error <= interval))
 663                         adj = 1;
 664                 else
 665                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 666         } else if (error < -interval) {
 667                 error >>= 2;
 668                 if (likely(error >= -interval)) {
 669                         adj = -1;
 670                         interval = -interval;
 671                         offset = -offset;
 672                 } else
 673                         adj = timekeeping_bigadjust(error, &interval, &offset);
 674         } else
 675                 return;
 676
 677         timekeeper.mult += adj;
 678         timekeeper.xtime_interval += interval;
 679         timekeeper.xtime_nsec -= offset;
 680         timekeeper.ntp_error -= (interval - offset) <<
 681                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 682 }
 683
 684
 685 /**
 686  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
 687  *
 688  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
 689  * into a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
 690  * loop.
 691  *
 692  * Returns the unconsumed cycles.
 693  */
 694 static cycle_t logarithmic_accumulation(cycle_t offset, int shift)
 695 {
 696         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << timekeeper.shift;
 697         u64 raw_nsecs;
 698
 699         /* If the offset is smaller then a shifted interval, do nothing */
 700         if (offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 701                 return offset;
 702
 703         /* Accumulate one shifted interval */
 704         offset -= timekeeper.cycle_interval << shift;
 705         timekeeper.clock->cycle_last += timekeeper.cycle_interval << shift;
 706
 707         timekeeper.xtime_nsec += timekeeper.xtime_interval << shift;
 708         while (timekeeper.xtime_nsec >= nsecps) {
 709                 timekeeper.xtime_nsec -= nsecps;
 710                 xtime.tv_sec++;
 711                 second_overflow();
 712         }
 713
 714         /* Accumulate raw time */
 715         raw_nsecs = timekeeper.raw_interval << shift;
 716         raw_nsecs += raw_time.tv_nsec;
 717         if (raw_nsecs >= NSEC_PER_SEC) {
 718                 u64 raw_secs = raw_nsecs;
 719                 raw_nsecs = do_div(raw_secs, NSEC_PER_SEC);
 720                 raw_time.tv_sec += raw_secs;
 721         }
 722         raw_time.tv_nsec = raw_nsecs;
 723
 724         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
 725         timekeeper.ntp_error += tick_length << shift;
 726         timekeeper.ntp_error -=
 727             (timekeeper.xtime_interval + timekeeper.xtime_remainder) <<
 728                                 (timekeeper.ntp_error_shift + shift);
 729
 730         return offset;
 731 }
 732
 733
 734 /**
 735  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
 736  *
 737  * Called from the timer interrupt, must hold a write on xtime_lock.
 738  */
 739 void update_wall_time(void)
 740 {
 741         struct clocksource *clock;
 742         cycle_t offset;
 743         int shift = 0, maxshift;
 744
 745         /* Make sure we're fully resumed: */
 746         if (unlikely(timekeeping_suspended))
 747                 return;
 748
 749         clock = timekeeper.clock;
 750
 751 #ifdef CONFIG_ARCH_USES_GETTIMEOFFSET
 752         offset = timekeeper.cycle_interval;
 753 #else
 754         offset = (clock->read(clock) - clock->cycle_last) & clock->mask;
 755 #endif
 756         timekeeper.xtime_nsec = (s64)xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 757
 758         /*
 759          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
 760          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
 761          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
 762          * that is smaller then the offset. We then accumulate that
 763          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
 764          * doubled multiple.
 765          */
 766         shift = ilog2(offset) - ilog2(timekeeper.cycle_interval);
 767         shift = max(0, shift);
 768         /* Bound shift to one less then what overflows tick_length */
 769         maxshift = (8*sizeof(tick_length) - (ilog2(tick_length)+1)) - 1;
 770         shift = min(shift, maxshift);
 771         while (offset >= timekeeper.cycle_interval) {
 772                 offset = logarithmic_accumulation(offset, shift);
 773                 if(offset < timekeeper.cycle_interval<<shift)
 774                         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
 803         /*
 804          * Store full nanoseconds into xtime after rounding it up and
 805          * add the remainder to the error difference.
 806          */
 807         xtime.tv_nsec = ((s64) timekeeper.xtime_nsec >> timekeeper.shift) + 1;
 808         timekeeper.xtime_nsec -= (s64) xtime.tv_nsec << timekeeper.shift;
 809         timekeeper.ntp_error += timekeeper.xtime_nsec <<
 810                                 timekeeper.ntp_error_shift;
 811
 812         /*
 813          * Finally, make sure that after the rounding
 814          * xtime.tv_nsec isn't larger then NSEC_PER_SEC
 815          */
 816         if (unlikely(xtime.tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)) {
 817                 xtime.tv_nsec -= NSEC_PER_SEC;
 818                 xtime.tv_sec++;
 819                 second_overflow();
 820         }
 821
 822         /* check to see if there is a new clocksource to use */
 823         update_vsyscall(&xtime, &wall_to_monotonic, timekeeper.clock,
 824                                 timekeeper.mult);
 825 }
 826
 827 /**
 828  * getboottime - Return the real time of system boot.
 829  * @ts:         pointer to the timespec to be set
 830  *
 831  * Returns the time of day in a timespec.
 832  *
 833  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
 834  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
 835  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
 836  * you get the right time here).
 837  */
 838 void getboottime(struct timespec *ts)
 839 {
 840         struct timespec boottime = {
 841                 .tv_sec = wall_to_monotonic.tv_sec + total_sleep_time.tv_sec,
 842                 .tv_nsec = wall_to_monotonic.tv_nsec + total_sleep_time.tv_nsec
 843         };
 844
 845         set_normalized_timespec(ts, -boottime.tv_sec, -boottime.tv_nsec);
 846 }
 847 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime);
 848
 849 /**
 850  * monotonic_to_bootbased - Convert the monotonic time to boot based.
 851  * @ts:         pointer to the timespec to be converted
 852  */
 853 void monotonic_to_bootbased(struct timespec *ts)
 854 {
 855         *ts = timespec_add(*ts, total_sleep_time);
 856 }
 857 EXPORT_SYMBOL_GPL(monotonic_to_bootbased);
 858
 859 unsigned long get_seconds(void)
 860 {
 861         return xtime.tv_sec;
 862 }
 863 EXPORT_SYMBOL(get_seconds);
 864
 865 struct timespec __current_kernel_time(void)
 866 {
 867         return xtime;
 868 }
 869
 870 struct timespec __get_wall_to_monotonic(void)
 871 {
 872         return wall_to_monotonic;
 873 }
 874
 875 struct timespec current_kernel_time(void)
 876 {
 877         struct timespec now;
 878         unsigned long seq;
 879
 880         do {
 881                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 882
 883                 now = xtime;
 884         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 885
 886         return now;
 887 }
 888 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
 889
 890 struct timespec get_monotonic_coarse(void)
 891 {
 892         struct timespec now, mono;
 893         unsigned long seq;
 894
 895         do {
 896                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 897
 898                 now = xtime;
 899                 mono = wall_to_monotonic;
 900         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 901
 902         set_normalized_timespec(&now, now.tv_sec + mono.tv_sec,
 903                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
 904         return now;
 905 }