3479804ed5e6d7a15e53c47a16713f0742c2cf85
[platform/kernel/linux-starfive.git] / kernel / time / timekeeping.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Kernel timekeeping code and accessor functions. Based on code from
4  *  timer.c, moved in commit 8524070b7982.
5  */
6 #include <linux/timekeeper_internal.h>
7 #include <linux/module.h>
8 #include <linux/interrupt.h>
9 #include <linux/percpu.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/mm.h>
12 #include <linux/nmi.h>
13 #include <linux/sched.h>
14 #include <linux/sched/loadavg.h>
15 #include <linux/sched/clock.h>
16 #include <linux/syscore_ops.h>
17 #include <linux/clocksource.h>
18 #include <linux/jiffies.h>
19 #include <linux/time.h>
20 #include <linux/tick.h>
21 #include <linux/stop_machine.h>
22 #include <linux/pvclock_gtod.h>
23 #include <linux/compiler.h>
24 #include <linux/audit.h>
25
26 #include "tick-internal.h"
27 #include "ntp_internal.h"
28 #include "timekeeping_internal.h"
29
30 #define TK_CLEAR_NTP            (1 << 0)
31 #define TK_MIRROR               (1 << 1)
32 #define TK_CLOCK_WAS_SET        (1 << 2)
33
34 enum timekeeping_adv_mode {
35         /* Update timekeeper when a tick has passed */
36         TK_ADV_TICK,
37
38         /* Update timekeeper on a direct frequency change */
39         TK_ADV_FREQ
40 };
41
42 DEFINE_RAW_SPINLOCK(timekeeper_lock);
43
44 /*
45  * The most important data for readout fits into a single 64 byte
46  * cache line.
47  */
48 static struct {
49         seqcount_raw_spinlock_t seq;
50         struct timekeeper       timekeeper;
51 } tk_core ____cacheline_aligned = {
52         .seq = SEQCNT_RAW_SPINLOCK_ZERO(tk_core.seq, &timekeeper_lock),
53 };
54
55 static struct timekeeper shadow_timekeeper;
56
57 /* flag for if timekeeping is suspended */
58 int __read_mostly timekeeping_suspended;
59
60 /**
61  * struct tk_fast - NMI safe timekeeper
62  * @seq:        Sequence counter for protecting updates. The lowest bit
63  *              is the index for the tk_read_base array
64  * @base:       tk_read_base array. Access is indexed by the lowest bit of
65  *              @seq.
66  *
67  * See @update_fast_timekeeper() below.
68  */
69 struct tk_fast {
70         seqcount_latch_t        seq;
71         struct tk_read_base     base[2];
72 };
73
74 /* Suspend-time cycles value for halted fast timekeeper. */
75 static u64 cycles_at_suspend;
76
77 static u64 dummy_clock_read(struct clocksource *cs)
78 {
79         if (timekeeping_suspended)
80                 return cycles_at_suspend;
81         return local_clock();
82 }
83
84 static struct clocksource dummy_clock = {
85         .read = dummy_clock_read,
86 };
87
88 /*
89  * Boot time initialization which allows local_clock() to be utilized
90  * during early boot when clocksources are not available. local_clock()
91  * returns nanoseconds already so no conversion is required, hence mult=1
92  * and shift=0. When the first proper clocksource is installed then
93  * the fast time keepers are updated with the correct values.
94  */
95 #define FAST_TK_INIT                                            \
96         {                                                       \
97                 .clock          = &dummy_clock,                 \
98                 .mask           = CLOCKSOURCE_MASK(64),         \
99                 .mult           = 1,                            \
100                 .shift          = 0,                            \
101         }
102
103 static struct tk_fast tk_fast_mono ____cacheline_aligned = {
104         .seq     = SEQCNT_LATCH_ZERO(tk_fast_mono.seq),
105         .base[0] = FAST_TK_INIT,
106         .base[1] = FAST_TK_INIT,
107 };
108
109 static struct tk_fast tk_fast_raw  ____cacheline_aligned = {
110         .seq     = SEQCNT_LATCH_ZERO(tk_fast_raw.seq),
111         .base[0] = FAST_TK_INIT,
112         .base[1] = FAST_TK_INIT,
113 };
114
115 static inline void tk_normalize_xtime(struct timekeeper *tk)
116 {
117         while (tk->tkr_mono.xtime_nsec >= ((u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_mono.shift)) {
118                 tk->tkr_mono.xtime_nsec -= (u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_mono.shift;
119                 tk->xtime_sec++;
120         }
121         while (tk->tkr_raw.xtime_nsec >= ((u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_raw.shift)) {
122                 tk->tkr_raw.xtime_nsec -= (u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_raw.shift;
123                 tk->raw_sec++;
124         }
125 }
126
127 static inline struct timespec64 tk_xtime(const struct timekeeper *tk)
128 {
129         struct timespec64 ts;
130
131         ts.tv_sec = tk->xtime_sec;
132         ts.tv_nsec = (long)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
133         return ts;
134 }
135
136 static void tk_set_xtime(struct timekeeper *tk, const struct timespec64 *ts)
137 {
138         tk->xtime_sec = ts->tv_sec;
139         tk->tkr_mono.xtime_nsec = (u64)ts->tv_nsec << tk->tkr_mono.shift;
140 }
141
142 static void tk_xtime_add(struct timekeeper *tk, const struct timespec64 *ts)
143 {
144         tk->xtime_sec += ts->tv_sec;
145         tk->tkr_mono.xtime_nsec += (u64)ts->tv_nsec << tk->tkr_mono.shift;
146         tk_normalize_xtime(tk);
147 }
148
149 static void tk_set_wall_to_mono(struct timekeeper *tk, struct timespec64 wtm)
150 {
151         struct timespec64 tmp;
152
153         /*
154          * Verify consistency of: offset_real = -wall_to_monotonic
155          * before modifying anything
156          */
157         set_normalized_timespec64(&tmp, -tk->wall_to_monotonic.tv_sec,
158                                         -tk->wall_to_monotonic.tv_nsec);
159         WARN_ON_ONCE(tk->offs_real != timespec64_to_ktime(tmp));
160         tk->wall_to_monotonic = wtm;
161         set_normalized_timespec64(&tmp, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
162         tk->offs_real = timespec64_to_ktime(tmp);
163         tk->offs_tai = ktime_add(tk->offs_real, ktime_set(tk->tai_offset, 0));
164 }
165
166 static inline void tk_update_sleep_time(struct timekeeper *tk, ktime_t delta)
167 {
168         tk->offs_boot = ktime_add(tk->offs_boot, delta);
169         /*
170          * Timespec representation for VDSO update to avoid 64bit division
171          * on every update.
172          */
173         tk->monotonic_to_boot = ktime_to_timespec64(tk->offs_boot);
174 }
175
176 /*
177  * tk_clock_read - atomic clocksource read() helper
178  *
179  * This helper is necessary to use in the read paths because, while the
180  * seqcount ensures we don't return a bad value while structures are updated,
181  * it doesn't protect from potential crashes. There is the possibility that
182  * the tkr's clocksource may change between the read reference, and the
183  * clock reference passed to the read function.  This can cause crashes if
184  * the wrong clocksource is passed to the wrong read function.
185  * This isn't necessary to use when holding the timekeeper_lock or doing
186  * a read of the fast-timekeeper tkrs (which is protected by its own locking
187  * and update logic).
188  */
189 static inline u64 tk_clock_read(const struct tk_read_base *tkr)
190 {
191         struct clocksource *clock = READ_ONCE(tkr->clock);
192
193         return clock->read(clock);
194 }
195
196 #ifdef CONFIG_DEBUG_TIMEKEEPING
197 #define WARNING_FREQ (HZ*300) /* 5 minute rate-limiting */
198
199 static void timekeeping_check_update(struct timekeeper *tk, u64 offset)
200 {
201
202         u64 max_cycles = tk->tkr_mono.clock->max_cycles;
203         const char *name = tk->tkr_mono.clock->name;
204
205         if (offset > max_cycles) {
206                 printk_deferred("WARNING: timekeeping: Cycle offset (%lld) is larger than allowed by the '%s' clock's max_cycles value (%lld): time overflow danger\n",
207                                 offset, name, max_cycles);
208                 printk_deferred("         timekeeping: Your kernel is sick, but tries to cope by capping time updates\n");
209         } else {
210                 if (offset > (max_cycles >> 1)) {
211                         printk_deferred("INFO: timekeeping: Cycle offset (%lld) is larger than the '%s' clock's 50%% safety margin (%lld)\n",
212                                         offset, name, max_cycles >> 1);
213                         printk_deferred("      timekeeping: Your kernel is still fine, but is feeling a bit nervous\n");
214                 }
215         }
216
217         if (tk->underflow_seen) {
218                 if (jiffies - tk->last_warning > WARNING_FREQ) {
219                         printk_deferred("WARNING: Underflow in clocksource '%s' observed, time update ignored.\n", name);
220                         printk_deferred("         Please report this, consider using a different clocksource, if possible.\n");
221                         printk_deferred("         Your kernel is probably still fine.\n");
222                         tk->last_warning = jiffies;
223                 }
224                 tk->underflow_seen = 0;
225         }
226
227         if (tk->overflow_seen) {
228                 if (jiffies - tk->last_warning > WARNING_FREQ) {
229                         printk_deferred("WARNING: Overflow in clocksource '%s' observed, time update capped.\n", name);
230                         printk_deferred("         Please report this, consider using a different clocksource, if possible.\n");
231                         printk_deferred("         Your kernel is probably still fine.\n");
232                         tk->last_warning = jiffies;
233                 }
234                 tk->overflow_seen = 0;
235         }
236 }
237
238 static inline u64 timekeeping_get_delta(const struct tk_read_base *tkr)
239 {
240         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
241         u64 now, last, mask, max, delta;
242         unsigned int seq;
243
244         /*
245          * Since we're called holding a seqcount, the data may shift
246          * under us while we're doing the calculation. This can cause
247          * false positives, since we'd note a problem but throw the
248          * results away. So nest another seqcount here to atomically
249          * grab the points we are checking with.
250          */
251         do {
252                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
253                 now = tk_clock_read(tkr);
254                 last = tkr->cycle_last;
255                 mask = tkr->mask;
256                 max = tkr->clock->max_cycles;
257         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
258
259         delta = clocksource_delta(now, last, mask);
260
261         /*
262          * Try to catch underflows by checking if we are seeing small
263          * mask-relative negative values.
264          */
265         if (unlikely((~delta & mask) < (mask >> 3))) {
266                 tk->underflow_seen = 1;
267                 delta = 0;
268         }
269
270         /* Cap delta value to the max_cycles values to avoid mult overflows */
271         if (unlikely(delta > max)) {
272                 tk->overflow_seen = 1;
273                 delta = tkr->clock->max_cycles;
274         }
275
276         return delta;
277 }
278 #else
279 static inline void timekeeping_check_update(struct timekeeper *tk, u64 offset)
280 {
281 }
282 static inline u64 timekeeping_get_delta(const struct tk_read_base *tkr)
283 {
284         u64 cycle_now, delta;
285
286         /* read clocksource */
287         cycle_now = tk_clock_read(tkr);
288
289         /* calculate the delta since the last update_wall_time */
290         delta = clocksource_delta(cycle_now, tkr->cycle_last, tkr->mask);
291
292         return delta;
293 }
294 #endif
295
296 /**
297  * tk_setup_internals - Set up internals to use clocksource clock.
298  *
299  * @tk:         The target timekeeper to setup.
300  * @clock:              Pointer to clocksource.
301  *
302  * Calculates a fixed cycle/nsec interval for a given clocksource/adjustment
303  * pair and interval request.
304  *
305  * Unless you're the timekeeping code, you should not be using this!
306  */
307 static void tk_setup_internals(struct timekeeper *tk, struct clocksource *clock)
308 {
309         u64 interval;
310         u64 tmp, ntpinterval;
311         struct clocksource *old_clock;
312
313         ++tk->cs_was_changed_seq;
314         old_clock = tk->tkr_mono.clock;
315         tk->tkr_mono.clock = clock;
316         tk->tkr_mono.mask = clock->mask;
317         tk->tkr_mono.cycle_last = tk_clock_read(&tk->tkr_mono);
318
319         tk->tkr_raw.clock = clock;
320         tk->tkr_raw.mask = clock->mask;
321         tk->tkr_raw.cycle_last = tk->tkr_mono.cycle_last;
322
323         /* Do the ns -> cycle conversion first, using original mult */
324         tmp = NTP_INTERVAL_LENGTH;
325         tmp <<= clock->shift;
326         ntpinterval = tmp;
327         tmp += clock->mult/2;
328         do_div(tmp, clock->mult);
329         if (tmp == 0)
330                 tmp = 1;
331
332         interval = (u64) tmp;
333         tk->cycle_interval = interval;
334
335         /* Go back from cycles -> shifted ns */
336         tk->xtime_interval = interval * clock->mult;
337         tk->xtime_remainder = ntpinterval - tk->xtime_interval;
338         tk->raw_interval = interval * clock->mult;
339
340          /* if changing clocks, convert xtime_nsec shift units */
341         if (old_clock) {
342                 int shift_change = clock->shift - old_clock->shift;
343                 if (shift_change < 0) {
344                         tk->tkr_mono.xtime_nsec >>= -shift_change;
345                         tk->tkr_raw.xtime_nsec >>= -shift_change;
346                 } else {
347                         tk->tkr_mono.xtime_nsec <<= shift_change;
348                         tk->tkr_raw.xtime_nsec <<= shift_change;
349                 }
350         }
351
352         tk->tkr_mono.shift = clock->shift;
353         tk->tkr_raw.shift = clock->shift;
354
355         tk->ntp_error = 0;
356         tk->ntp_error_shift = NTP_SCALE_SHIFT - clock->shift;
357         tk->ntp_tick = ntpinterval << tk->ntp_error_shift;
358
359         /*
360          * The timekeeper keeps its own mult values for the currently
361          * active clocksource. These value will be adjusted via NTP
362          * to counteract clock drifting.
363          */
364         tk->tkr_mono.mult = clock->mult;
365         tk->tkr_raw.mult = clock->mult;
366         tk->ntp_err_mult = 0;
367         tk->skip_second_overflow = 0;
368 }
369
370 /* Timekeeper helper functions. */
371
372 static inline u64 timekeeping_delta_to_ns(const struct tk_read_base *tkr, u64 delta)
373 {
374         u64 nsec;
375
376         nsec = delta * tkr->mult + tkr->xtime_nsec;
377         nsec >>= tkr->shift;
378
379         return nsec;
380 }
381
382 static inline u64 timekeeping_get_ns(const struct tk_read_base *tkr)
383 {
384         u64 delta;
385
386         delta = timekeeping_get_delta(tkr);
387         return timekeeping_delta_to_ns(tkr, delta);
388 }
389
390 static inline u64 timekeeping_cycles_to_ns(const struct tk_read_base *tkr, u64 cycles)
391 {
392         u64 delta;
393
394         /* calculate the delta since the last update_wall_time */
395         delta = clocksource_delta(cycles, tkr->cycle_last, tkr->mask);
396         return timekeeping_delta_to_ns(tkr, delta);
397 }
398
399 /**
400  * update_fast_timekeeper - Update the fast and NMI safe monotonic timekeeper.
401  * @tkr: Timekeeping readout base from which we take the update
402  * @tkf: Pointer to NMI safe timekeeper
403  *
404  * We want to use this from any context including NMI and tracing /
405  * instrumenting the timekeeping code itself.
406  *
407  * Employ the latch technique; see @raw_write_seqcount_latch.
408  *
409  * So if a NMI hits the update of base[0] then it will use base[1]
410  * which is still consistent. In the worst case this can result is a
411  * slightly wrong timestamp (a few nanoseconds). See
412  * @ktime_get_mono_fast_ns.
413  */
414 static void update_fast_timekeeper(const struct tk_read_base *tkr,
415                                    struct tk_fast *tkf)
416 {
417         struct tk_read_base *base = tkf->base;
418
419         /* Force readers off to base[1] */
420         raw_write_seqcount_latch(&tkf->seq);
421
422         /* Update base[0] */
423         memcpy(base, tkr, sizeof(*base));
424
425         /* Force readers back to base[0] */
426         raw_write_seqcount_latch(&tkf->seq);
427
428         /* Update base[1] */
429         memcpy(base + 1, base, sizeof(*base));
430 }
431
432 static __always_inline u64 __ktime_get_fast_ns(struct tk_fast *tkf)
433 {
434         struct tk_read_base *tkr;
435         unsigned int seq;
436         u64 now;
437
438         do {
439                 seq = raw_read_seqcount_latch(&tkf->seq);
440                 tkr = tkf->base + (seq & 0x01);
441                 now = ktime_to_ns(tkr->base);
442
443                 now += timekeeping_delta_to_ns(tkr,
444                                 clocksource_delta(
445                                         tk_clock_read(tkr),
446                                         tkr->cycle_last,
447                                         tkr->mask));
448         } while (read_seqcount_latch_retry(&tkf->seq, seq));
449
450         return now;
451 }
452
453 /**
454  * ktime_get_mono_fast_ns - Fast NMI safe access to clock monotonic
455  *
456  * This timestamp is not guaranteed to be monotonic across an update.
457  * The timestamp is calculated by:
458  *
459  *      now = base_mono + clock_delta * slope
460  *
461  * So if the update lowers the slope, readers who are forced to the
462  * not yet updated second array are still using the old steeper slope.
463  *
464  * tmono
465  * ^
466  * |    o  n
467  * |   o n
468  * |  u
469  * | o
470  * |o
471  * |12345678---> reader order
472  *
473  * o = old slope
474  * u = update
475  * n = new slope
476  *
477  * So reader 6 will observe time going backwards versus reader 5.
478  *
479  * While other CPUs are likely to be able to observe that, the only way
480  * for a CPU local observation is when an NMI hits in the middle of
481  * the update. Timestamps taken from that NMI context might be ahead
482  * of the following timestamps. Callers need to be aware of that and
483  * deal with it.
484  */
485 u64 ktime_get_mono_fast_ns(void)
486 {
487         return __ktime_get_fast_ns(&tk_fast_mono);
488 }
489 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_mono_fast_ns);
490
491 /**
492  * ktime_get_raw_fast_ns - Fast NMI safe access to clock monotonic raw
493  *
494  * Contrary to ktime_get_mono_fast_ns() this is always correct because the
495  * conversion factor is not affected by NTP/PTP correction.
496  */
497 u64 ktime_get_raw_fast_ns(void)
498 {
499         return __ktime_get_fast_ns(&tk_fast_raw);
500 }
501 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_raw_fast_ns);
502
503 /**
504  * ktime_get_boot_fast_ns - NMI safe and fast access to boot clock.
505  *
506  * To keep it NMI safe since we're accessing from tracing, we're not using a
507  * separate timekeeper with updates to monotonic clock and boot offset
508  * protected with seqcounts. This has the following minor side effects:
509  *
510  * (1) Its possible that a timestamp be taken after the boot offset is updated
511  * but before the timekeeper is updated. If this happens, the new boot offset
512  * is added to the old timekeeping making the clock appear to update slightly
513  * earlier:
514  *    CPU 0                                        CPU 1
515  *    timekeeping_inject_sleeptime64()
516  *    __timekeeping_inject_sleeptime(tk, delta);
517  *                                                 timestamp();
518  *    timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP...);
519  *
520  * (2) On 32-bit systems, the 64-bit boot offset (tk->offs_boot) may be
521  * partially updated.  Since the tk->offs_boot update is a rare event, this
522  * should be a rare occurrence which postprocessing should be able to handle.
523  *
524  * The caveats vs. timestamp ordering as documented for ktime_get_fast_ns()
525  * apply as well.
526  */
527 u64 notrace ktime_get_boot_fast_ns(void)
528 {
529         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
530
531         return (ktime_get_mono_fast_ns() + ktime_to_ns(data_race(tk->offs_boot)));
532 }
533 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_boot_fast_ns);
534
535 /**
536  * ktime_get_tai_fast_ns - NMI safe and fast access to tai clock.
537  *
538  * The same limitations as described for ktime_get_boot_fast_ns() apply. The
539  * mono time and the TAI offset are not read atomically which may yield wrong
540  * readouts. However, an update of the TAI offset is an rare event e.g., caused
541  * by settime or adjtimex with an offset. The user of this function has to deal
542  * with the possibility of wrong timestamps in post processing.
543  */
544 u64 notrace ktime_get_tai_fast_ns(void)
545 {
546         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
547
548         return (ktime_get_mono_fast_ns() + ktime_to_ns(data_race(tk->offs_tai)));
549 }
550 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_tai_fast_ns);
551
552 static __always_inline u64 __ktime_get_real_fast(struct tk_fast *tkf, u64 *mono)
553 {
554         struct tk_read_base *tkr;
555         u64 basem, baser, delta;
556         unsigned int seq;
557
558         do {
559                 seq = raw_read_seqcount_latch(&tkf->seq);
560                 tkr = tkf->base + (seq & 0x01);
561                 basem = ktime_to_ns(tkr->base);
562                 baser = ktime_to_ns(tkr->base_real);
563
564                 delta = timekeeping_delta_to_ns(tkr,
565                                 clocksource_delta(tk_clock_read(tkr),
566                                 tkr->cycle_last, tkr->mask));
567         } while (read_seqcount_latch_retry(&tkf->seq, seq));
568
569         if (mono)
570                 *mono = basem + delta;
571         return baser + delta;
572 }
573
574 /**
575  * ktime_get_real_fast_ns: - NMI safe and fast access to clock realtime.
576  *
577  * See ktime_get_fast_ns() for documentation of the time stamp ordering.
578  */
579 u64 ktime_get_real_fast_ns(void)
580 {
581         return __ktime_get_real_fast(&tk_fast_mono, NULL);
582 }
583 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real_fast_ns);
584
585 /**
586  * ktime_get_fast_timestamps: - NMI safe timestamps
587  * @snapshot:   Pointer to timestamp storage
588  *
589  * Stores clock monotonic, boottime and realtime timestamps.
590  *
591  * Boot time is a racy access on 32bit systems if the sleep time injection
592  * happens late during resume and not in timekeeping_resume(). That could
593  * be avoided by expanding struct tk_read_base with boot offset for 32bit
594  * and adding more overhead to the update. As this is a hard to observe
595  * once per resume event which can be filtered with reasonable effort using
596  * the accurate mono/real timestamps, it's probably not worth the trouble.
597  *
598  * Aside of that it might be possible on 32 and 64 bit to observe the
599  * following when the sleep time injection happens late:
600  *
601  * CPU 0                                CPU 1
602  * timekeeping_resume()
603  * ktime_get_fast_timestamps()
604  *      mono, real = __ktime_get_real_fast()
605  *                                      inject_sleep_time()
606  *                                         update boot offset
607  *      boot = mono + bootoffset;
608  *
609  * That means that boot time already has the sleep time adjustment, but
610  * real time does not. On the next readout both are in sync again.
611  *
612  * Preventing this for 64bit is not really feasible without destroying the
613  * careful cache layout of the timekeeper because the sequence count and
614  * struct tk_read_base would then need two cache lines instead of one.
615  *
616  * Access to the time keeper clock source is disabled across the innermost
617  * steps of suspend/resume. The accessors still work, but the timestamps
618  * are frozen until time keeping is resumed which happens very early.
619  *
620  * For regular suspend/resume there is no observable difference vs. sched
621  * clock, but it might affect some of the nasty low level debug printks.
622  *
623  * OTOH, access to sched clock is not guaranteed across suspend/resume on
624  * all systems either so it depends on the hardware in use.
625  *
626  * If that turns out to be a real problem then this could be mitigated by
627  * using sched clock in a similar way as during early boot. But it's not as
628  * trivial as on early boot because it needs some careful protection
629  * against the clock monotonic timestamp jumping backwards on resume.
630  */
631 void ktime_get_fast_timestamps(struct ktime_timestamps *snapshot)
632 {
633         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
634
635         snapshot->real = __ktime_get_real_fast(&tk_fast_mono, &snapshot->mono);
636         snapshot->boot = snapshot->mono + ktime_to_ns(data_race(tk->offs_boot));
637 }
638
639 /**
640  * halt_fast_timekeeper - Prevent fast timekeeper from accessing clocksource.
641  * @tk: Timekeeper to snapshot.
642  *
643  * It generally is unsafe to access the clocksource after timekeeping has been
644  * suspended, so take a snapshot of the readout base of @tk and use it as the
645  * fast timekeeper's readout base while suspended.  It will return the same
646  * number of cycles every time until timekeeping is resumed at which time the
647  * proper readout base for the fast timekeeper will be restored automatically.
648  */
649 static void halt_fast_timekeeper(const struct timekeeper *tk)
650 {
651         static struct tk_read_base tkr_dummy;
652         const struct tk_read_base *tkr = &tk->tkr_mono;
653
654         memcpy(&tkr_dummy, tkr, sizeof(tkr_dummy));
655         cycles_at_suspend = tk_clock_read(tkr);
656         tkr_dummy.clock = &dummy_clock;
657         tkr_dummy.base_real = tkr->base + tk->offs_real;
658         update_fast_timekeeper(&tkr_dummy, &tk_fast_mono);
659
660         tkr = &tk->tkr_raw;
661         memcpy(&tkr_dummy, tkr, sizeof(tkr_dummy));
662         tkr_dummy.clock = &dummy_clock;
663         update_fast_timekeeper(&tkr_dummy, &tk_fast_raw);
664 }
665
666 static RAW_NOTIFIER_HEAD(pvclock_gtod_chain);
667
668 static void update_pvclock_gtod(struct timekeeper *tk, bool was_set)
669 {
670         raw_notifier_call_chain(&pvclock_gtod_chain, was_set, tk);
671 }
672
673 /**
674  * pvclock_gtod_register_notifier - register a pvclock timedata update listener
675  * @nb: Pointer to the notifier block to register
676  */
677 int pvclock_gtod_register_notifier(struct notifier_block *nb)
678 {
679         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
680         unsigned long flags;
681         int ret;
682
683         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
684         ret = raw_notifier_chain_register(&pvclock_gtod_chain, nb);
685         update_pvclock_gtod(tk, true);
686         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
687
688         return ret;
689 }
690 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_register_notifier);
691
692 /**
693  * pvclock_gtod_unregister_notifier - unregister a pvclock
694  * timedata update listener
695  * @nb: Pointer to the notifier block to unregister
696  */
697 int pvclock_gtod_unregister_notifier(struct notifier_block *nb)
698 {
699         unsigned long flags;
700         int ret;
701
702         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
703         ret = raw_notifier_chain_unregister(&pvclock_gtod_chain, nb);
704         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
705
706         return ret;
707 }
708 EXPORT_SYMBOL_GPL(pvclock_gtod_unregister_notifier);
709
710 /*
711  * tk_update_leap_state - helper to update the next_leap_ktime
712  */
713 static inline void tk_update_leap_state(struct timekeeper *tk)
714 {
715         tk->next_leap_ktime = ntp_get_next_leap();
716         if (tk->next_leap_ktime != KTIME_MAX)
717                 /* Convert to monotonic time */
718                 tk->next_leap_ktime = ktime_sub(tk->next_leap_ktime, tk->offs_real);
719 }
720
721 /*
722  * Update the ktime_t based scalar nsec members of the timekeeper
723  */
724 static inline void tk_update_ktime_data(struct timekeeper *tk)
725 {
726         u64 seconds;
727         u32 nsec;
728
729         /*
730          * The xtime based monotonic readout is:
731          *      nsec = (xtime_sec + wtm_sec) * 1e9 + wtm_nsec + now();
732          * The ktime based monotonic readout is:
733          *      nsec = base_mono + now();
734          * ==> base_mono = (xtime_sec + wtm_sec) * 1e9 + wtm_nsec
735          */
736         seconds = (u64)(tk->xtime_sec + tk->wall_to_monotonic.tv_sec);
737         nsec = (u32) tk->wall_to_monotonic.tv_nsec;
738         tk->tkr_mono.base = ns_to_ktime(seconds * NSEC_PER_SEC + nsec);
739
740         /*
741          * The sum of the nanoseconds portions of xtime and
742          * wall_to_monotonic can be greater/equal one second. Take
743          * this into account before updating tk->ktime_sec.
744          */
745         nsec += (u32)(tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift);
746         if (nsec >= NSEC_PER_SEC)
747                 seconds++;
748         tk->ktime_sec = seconds;
749
750         /* Update the monotonic raw base */
751         tk->tkr_raw.base = ns_to_ktime(tk->raw_sec * NSEC_PER_SEC);
752 }
753
754 /* must hold timekeeper_lock */
755 static void timekeeping_update(struct timekeeper *tk, unsigned int action)
756 {
757         if (action & TK_CLEAR_NTP) {
758                 tk->ntp_error = 0;
759                 ntp_clear();
760         }
761
762         tk_update_leap_state(tk);
763         tk_update_ktime_data(tk);
764
765         update_vsyscall(tk);
766         update_pvclock_gtod(tk, action & TK_CLOCK_WAS_SET);
767
768         tk->tkr_mono.base_real = tk->tkr_mono.base + tk->offs_real;
769         update_fast_timekeeper(&tk->tkr_mono, &tk_fast_mono);
770         update_fast_timekeeper(&tk->tkr_raw,  &tk_fast_raw);
771
772         if (action & TK_CLOCK_WAS_SET)
773                 tk->clock_was_set_seq++;
774         /*
775          * The mirroring of the data to the shadow-timekeeper needs
776          * to happen last here to ensure we don't over-write the
777          * timekeeper structure on the next update with stale data
778          */
779         if (action & TK_MIRROR)
780                 memcpy(&shadow_timekeeper, &tk_core.timekeeper,
781                        sizeof(tk_core.timekeeper));
782 }
783
784 /**
785  * timekeeping_forward_now - update clock to the current time
786  * @tk:         Pointer to the timekeeper to update
787  *
788  * Forward the current clock to update its state since the last call to
789  * update_wall_time(). This is useful before significant clock changes,
790  * as it avoids having to deal with this time offset explicitly.
791  */
792 static void timekeeping_forward_now(struct timekeeper *tk)
793 {
794         u64 cycle_now, delta;
795
796         cycle_now = tk_clock_read(&tk->tkr_mono);
797         delta = clocksource_delta(cycle_now, tk->tkr_mono.cycle_last, tk->tkr_mono.mask);
798         tk->tkr_mono.cycle_last = cycle_now;
799         tk->tkr_raw.cycle_last  = cycle_now;
800
801         tk->tkr_mono.xtime_nsec += delta * tk->tkr_mono.mult;
802         tk->tkr_raw.xtime_nsec += delta * tk->tkr_raw.mult;
803
804         tk_normalize_xtime(tk);
805 }
806
807 /**
808  * ktime_get_real_ts64 - Returns the time of day in a timespec64.
809  * @ts:         pointer to the timespec to be set
810  *
811  * Returns the time of day in a timespec64 (WARN if suspended).
812  */
813 void ktime_get_real_ts64(struct timespec64 *ts)
814 {
815         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
816         unsigned int seq;
817         u64 nsecs;
818
819         WARN_ON(timekeeping_suspended);
820
821         do {
822                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
823
824                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
825                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_mono);
826
827         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
828
829         ts->tv_nsec = 0;
830         timespec64_add_ns(ts, nsecs);
831 }
832 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_real_ts64);
833
834 ktime_t ktime_get(void)
835 {
836         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
837         unsigned int seq;
838         ktime_t base;
839         u64 nsecs;
840
841         WARN_ON(timekeeping_suspended);
842
843         do {
844                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
845                 base = tk->tkr_mono.base;
846                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_mono);
847
848         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
849
850         return ktime_add_ns(base, nsecs);
851 }
852 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get);
853
854 u32 ktime_get_resolution_ns(void)
855 {
856         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
857         unsigned int seq;
858         u32 nsecs;
859
860         WARN_ON(timekeeping_suspended);
861
862         do {
863                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
864                 nsecs = tk->tkr_mono.mult >> tk->tkr_mono.shift;
865         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
866
867         return nsecs;
868 }
869 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_resolution_ns);
870
871 static ktime_t *offsets[TK_OFFS_MAX] = {
872         [TK_OFFS_REAL]  = &tk_core.timekeeper.offs_real,
873         [TK_OFFS_BOOT]  = &tk_core.timekeeper.offs_boot,
874         [TK_OFFS_TAI]   = &tk_core.timekeeper.offs_tai,
875 };
876
877 ktime_t ktime_get_with_offset(enum tk_offsets offs)
878 {
879         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
880         unsigned int seq;
881         ktime_t base, *offset = offsets[offs];
882         u64 nsecs;
883
884         WARN_ON(timekeeping_suspended);
885
886         do {
887                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
888                 base = ktime_add(tk->tkr_mono.base, *offset);
889                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_mono);
890
891         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
892
893         return ktime_add_ns(base, nsecs);
894
895 }
896 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_with_offset);
897
898 ktime_t ktime_get_coarse_with_offset(enum tk_offsets offs)
899 {
900         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
901         unsigned int seq;
902         ktime_t base, *offset = offsets[offs];
903         u64 nsecs;
904
905         WARN_ON(timekeeping_suspended);
906
907         do {
908                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
909                 base = ktime_add(tk->tkr_mono.base, *offset);
910                 nsecs = tk->tkr_mono.xtime_nsec >> tk->tkr_mono.shift;
911
912         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
913
914         return ktime_add_ns(base, nsecs);
915 }
916 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_coarse_with_offset);
917
918 /**
919  * ktime_mono_to_any() - convert monotonic time to any other time
920  * @tmono:      time to convert.
921  * @offs:       which offset to use
922  */
923 ktime_t ktime_mono_to_any(ktime_t tmono, enum tk_offsets offs)
924 {
925         ktime_t *offset = offsets[offs];
926         unsigned int seq;
927         ktime_t tconv;
928
929         do {
930                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
931                 tconv = ktime_add(tmono, *offset);
932         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
933
934         return tconv;
935 }
936 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_mono_to_any);
937
938 /**
939  * ktime_get_raw - Returns the raw monotonic time in ktime_t format
940  */
941 ktime_t ktime_get_raw(void)
942 {
943         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
944         unsigned int seq;
945         ktime_t base;
946         u64 nsecs;
947
948         do {
949                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
950                 base = tk->tkr_raw.base;
951                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_raw);
952
953         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
954
955         return ktime_add_ns(base, nsecs);
956 }
957 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_raw);
958
959 /**
960  * ktime_get_ts64 - get the monotonic clock in timespec64 format
961  * @ts:         pointer to timespec variable
962  *
963  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
964  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
965  * in normalized timespec64 format in the variable pointed to by @ts.
966  */
967 void ktime_get_ts64(struct timespec64 *ts)
968 {
969         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
970         struct timespec64 tomono;
971         unsigned int seq;
972         u64 nsec;
973
974         WARN_ON(timekeeping_suspended);
975
976         do {
977                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
978                 ts->tv_sec = tk->xtime_sec;
979                 nsec = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_mono);
980                 tomono = tk->wall_to_monotonic;
981
982         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
983
984         ts->tv_sec += tomono.tv_sec;
985         ts->tv_nsec = 0;
986         timespec64_add_ns(ts, nsec + tomono.tv_nsec);
987 }
988 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts64);
989
990 /**
991  * ktime_get_seconds - Get the seconds portion of CLOCK_MONOTONIC
992  *
993  * Returns the seconds portion of CLOCK_MONOTONIC with a single non
994  * serialized read. tk->ktime_sec is of type 'unsigned long' so this
995  * works on both 32 and 64 bit systems. On 32 bit systems the readout
996  * covers ~136 years of uptime which should be enough to prevent
997  * premature wrap arounds.
998  */
999 time64_t ktime_get_seconds(void)
1000 {
1001         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1002
1003         WARN_ON(timekeeping_suspended);
1004         return tk->ktime_sec;
1005 }
1006 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_seconds);
1007
1008 /**
1009  * ktime_get_real_seconds - Get the seconds portion of CLOCK_REALTIME
1010  *
1011  * Returns the wall clock seconds since 1970.
1012  *
1013  * For 64bit systems the fast access to tk->xtime_sec is preserved. On
1014  * 32bit systems the access must be protected with the sequence
1015  * counter to provide "atomic" access to the 64bit tk->xtime_sec
1016  * value.
1017  */
1018 time64_t ktime_get_real_seconds(void)
1019 {
1020         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1021         time64_t seconds;
1022         unsigned int seq;
1023
1024         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
1025                 return tk->xtime_sec;
1026
1027         do {
1028                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1029                 seconds = tk->xtime_sec;
1030
1031         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1032
1033         return seconds;
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real_seconds);
1036
1037 /**
1038  * __ktime_get_real_seconds - The same as ktime_get_real_seconds
1039  * but without the sequence counter protect. This internal function
1040  * is called just when timekeeping lock is already held.
1041  */
1042 noinstr time64_t __ktime_get_real_seconds(void)
1043 {
1044         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1045
1046         return tk->xtime_sec;
1047 }
1048
1049 /**
1050  * ktime_get_snapshot - snapshots the realtime/monotonic raw clocks with counter
1051  * @systime_snapshot:   pointer to struct receiving the system time snapshot
1052  */
1053 void ktime_get_snapshot(struct system_time_snapshot *systime_snapshot)
1054 {
1055         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1056         unsigned int seq;
1057         ktime_t base_raw;
1058         ktime_t base_real;
1059         u64 nsec_raw;
1060         u64 nsec_real;
1061         u64 now;
1062
1063         WARN_ON_ONCE(timekeeping_suspended);
1064
1065         do {
1066                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1067                 now = tk_clock_read(&tk->tkr_mono);
1068                 systime_snapshot->cs_id = tk->tkr_mono.clock->id;
1069                 systime_snapshot->cs_was_changed_seq = tk->cs_was_changed_seq;
1070                 systime_snapshot->clock_was_set_seq = tk->clock_was_set_seq;
1071                 base_real = ktime_add(tk->tkr_mono.base,
1072                                       tk_core.timekeeper.offs_real);
1073                 base_raw = tk->tkr_raw.base;
1074                 nsec_real = timekeeping_cycles_to_ns(&tk->tkr_mono, now);
1075                 nsec_raw  = timekeeping_cycles_to_ns(&tk->tkr_raw, now);
1076         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1077
1078         systime_snapshot->cycles = now;
1079         systime_snapshot->real = ktime_add_ns(base_real, nsec_real);
1080         systime_snapshot->raw = ktime_add_ns(base_raw, nsec_raw);
1081 }
1082 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_snapshot);
1083
1084 /* Scale base by mult/div checking for overflow */
1085 static int scale64_check_overflow(u64 mult, u64 div, u64 *base)
1086 {
1087         u64 tmp, rem;
1088
1089         tmp = div64_u64_rem(*base, div, &rem);
1090
1091         if (((int)sizeof(u64)*8 - fls64(mult) < fls64(tmp)) ||
1092             ((int)sizeof(u64)*8 - fls64(mult) < fls64(rem)))
1093                 return -EOVERFLOW;
1094         tmp *= mult;
1095
1096         rem = div64_u64(rem * mult, div);
1097         *base = tmp + rem;
1098         return 0;
1099 }
1100
1101 /**
1102  * adjust_historical_crosststamp - adjust crosstimestamp previous to current interval
1103  * @history:                    Snapshot representing start of history
1104  * @partial_history_cycles:     Cycle offset into history (fractional part)
1105  * @total_history_cycles:       Total history length in cycles
1106  * @discontinuity:              True indicates clock was set on history period
1107  * @ts:                         Cross timestamp that should be adjusted using
1108  *      partial/total ratio
1109  *
1110  * Helper function used by get_device_system_crosststamp() to correct the
1111  * crosstimestamp corresponding to the start of the current interval to the
1112  * system counter value (timestamp point) provided by the driver. The
1113  * total_history_* quantities are the total history starting at the provided
1114  * reference point and ending at the start of the current interval. The cycle
1115  * count between the driver timestamp point and the start of the current
1116  * interval is partial_history_cycles.
1117  */
1118 static int adjust_historical_crosststamp(struct system_time_snapshot *history,
1119                                          u64 partial_history_cycles,
1120                                          u64 total_history_cycles,
1121                                          bool discontinuity,
1122                                          struct system_device_crosststamp *ts)
1123 {
1124         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1125         u64 corr_raw, corr_real;
1126         bool interp_forward;
1127         int ret;
1128
1129         if (total_history_cycles == 0 || partial_history_cycles == 0)
1130                 return 0;
1131
1132         /* Interpolate shortest distance from beginning or end of history */
1133         interp_forward = partial_history_cycles > total_history_cycles / 2;
1134         partial_history_cycles = interp_forward ?
1135                 total_history_cycles - partial_history_cycles :
1136                 partial_history_cycles;
1137
1138         /*
1139          * Scale the monotonic raw time delta by:
1140          *      partial_history_cycles / total_history_cycles
1141          */
1142         corr_raw = (u64)ktime_to_ns(
1143                 ktime_sub(ts->sys_monoraw, history->raw));
1144         ret = scale64_check_overflow(partial_history_cycles,
1145                                      total_history_cycles, &corr_raw);
1146         if (ret)
1147                 return ret;
1148
1149         /*
1150          * If there is a discontinuity in the history, scale monotonic raw
1151          *      correction by:
1152          *      mult(real)/mult(raw) yielding the realtime correction
1153          * Otherwise, calculate the realtime correction similar to monotonic
1154          *      raw calculation
1155          */
1156         if (discontinuity) {
1157                 corr_real = mul_u64_u32_div
1158                         (corr_raw, tk->tkr_mono.mult, tk->tkr_raw.mult);
1159         } else {
1160                 corr_real = (u64)ktime_to_ns(
1161                         ktime_sub(ts->sys_realtime, history->real));
1162                 ret = scale64_check_overflow(partial_history_cycles,
1163                                              total_history_cycles, &corr_real);
1164                 if (ret)
1165                         return ret;
1166         }
1167
1168         /* Fixup monotonic raw and real time time values */
1169         if (interp_forward) {
1170                 ts->sys_monoraw = ktime_add_ns(history->raw, corr_raw);
1171                 ts->sys_realtime = ktime_add_ns(history->real, corr_real);
1172         } else {
1173                 ts->sys_monoraw = ktime_sub_ns(ts->sys_monoraw, corr_raw);
1174                 ts->sys_realtime = ktime_sub_ns(ts->sys_realtime, corr_real);
1175         }
1176
1177         return 0;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * cycle_between - true if test occurs chronologically between before and after
1182  */
1183 static bool cycle_between(u64 before, u64 test, u64 after)
1184 {
1185         if (test > before && test < after)
1186                 return true;
1187         if (test < before && before > after)
1188                 return true;
1189         return false;
1190 }
1191
1192 /**
1193  * get_device_system_crosststamp - Synchronously capture system/device timestamp
1194  * @get_time_fn:        Callback to get simultaneous device time and
1195  *      system counter from the device driver
1196  * @ctx:                Context passed to get_time_fn()
1197  * @history_begin:      Historical reference point used to interpolate system
1198  *      time when counter provided by the driver is before the current interval
1199  * @xtstamp:            Receives simultaneously captured system and device time
1200  *
1201  * Reads a timestamp from a device and correlates it to system time
1202  */
1203 int get_device_system_crosststamp(int (*get_time_fn)
1204                                   (ktime_t *device_time,
1205                                    struct system_counterval_t *sys_counterval,
1206                                    void *ctx),
1207                                   void *ctx,
1208                                   struct system_time_snapshot *history_begin,
1209                                   struct system_device_crosststamp *xtstamp)
1210 {
1211         struct system_counterval_t system_counterval;
1212         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1213         u64 cycles, now, interval_start;
1214         unsigned int clock_was_set_seq = 0;
1215         ktime_t base_real, base_raw;
1216         u64 nsec_real, nsec_raw;
1217         u8 cs_was_changed_seq;
1218         unsigned int seq;
1219         bool do_interp;
1220         int ret;
1221
1222         do {
1223                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1224                 /*
1225                  * Try to synchronously capture device time and a system
1226                  * counter value calling back into the device driver
1227                  */
1228                 ret = get_time_fn(&xtstamp->device, &system_counterval, ctx);
1229                 if (ret)
1230                         return ret;
1231
1232                 /*
1233                  * Verify that the clocksource associated with the captured
1234                  * system counter value is the same as the currently installed
1235                  * timekeeper clocksource
1236                  */
1237                 if (tk->tkr_mono.clock != system_counterval.cs)
1238                         return -ENODEV;
1239                 cycles = system_counterval.cycles;
1240
1241                 /*
1242                  * Check whether the system counter value provided by the
1243                  * device driver is on the current timekeeping interval.
1244                  */
1245                 now = tk_clock_read(&tk->tkr_mono);
1246                 interval_start = tk->tkr_mono.cycle_last;
1247                 if (!cycle_between(interval_start, cycles, now)) {
1248                         clock_was_set_seq = tk->clock_was_set_seq;
1249                         cs_was_changed_seq = tk->cs_was_changed_seq;
1250                         cycles = interval_start;
1251                         do_interp = true;
1252                 } else {
1253                         do_interp = false;
1254                 }
1255
1256                 base_real = ktime_add(tk->tkr_mono.base,
1257                                       tk_core.timekeeper.offs_real);
1258                 base_raw = tk->tkr_raw.base;
1259
1260                 nsec_real = timekeeping_cycles_to_ns(&tk->tkr_mono,
1261                                                      system_counterval.cycles);
1262                 nsec_raw = timekeeping_cycles_to_ns(&tk->tkr_raw,
1263                                                     system_counterval.cycles);
1264         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1265
1266         xtstamp->sys_realtime = ktime_add_ns(base_real, nsec_real);
1267         xtstamp->sys_monoraw = ktime_add_ns(base_raw, nsec_raw);
1268
1269         /*
1270          * Interpolate if necessary, adjusting back from the start of the
1271          * current interval
1272          */
1273         if (do_interp) {
1274                 u64 partial_history_cycles, total_history_cycles;
1275                 bool discontinuity;
1276
1277                 /*
1278                  * Check that the counter value occurs after the provided
1279                  * history reference and that the history doesn't cross a
1280                  * clocksource change
1281                  */
1282                 if (!history_begin ||
1283                     !cycle_between(history_begin->cycles,
1284                                    system_counterval.cycles, cycles) ||
1285                     history_begin->cs_was_changed_seq != cs_was_changed_seq)
1286                         return -EINVAL;
1287                 partial_history_cycles = cycles - system_counterval.cycles;
1288                 total_history_cycles = cycles - history_begin->cycles;
1289                 discontinuity =
1290                         history_begin->clock_was_set_seq != clock_was_set_seq;
1291
1292                 ret = adjust_historical_crosststamp(history_begin,
1293                                                     partial_history_cycles,
1294                                                     total_history_cycles,
1295                                                     discontinuity, xtstamp);
1296                 if (ret)
1297                         return ret;
1298         }
1299
1300         return 0;
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_device_system_crosststamp);
1303
1304 /**
1305  * do_settimeofday64 - Sets the time of day.
1306  * @ts:     pointer to the timespec64 variable containing the new time
1307  *
1308  * Sets the time of day to the new time and update NTP and notify hrtimers
1309  */
1310 int do_settimeofday64(const struct timespec64 *ts)
1311 {
1312         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1313         struct timespec64 ts_delta, xt;
1314         unsigned long flags;
1315         int ret = 0;
1316
1317         if (!timespec64_valid_settod(ts))
1318                 return -EINVAL;
1319
1320         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1321         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1322
1323         timekeeping_forward_now(tk);
1324
1325         xt = tk_xtime(tk);
1326         ts_delta = timespec64_sub(*ts, xt);
1327
1328         if (timespec64_compare(&tk->wall_to_monotonic, &ts_delta) > 0) {
1329                 ret = -EINVAL;
1330                 goto out;
1331         }
1332
1333         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, ts_delta));
1334
1335         tk_set_xtime(tk, ts);
1336 out:
1337         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1338
1339         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1340         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1341
1342         /* Signal hrtimers about time change */
1343         clock_was_set(CLOCK_SET_WALL);
1344
1345         if (!ret)
1346                 audit_tk_injoffset(ts_delta);
1347
1348         return ret;
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL(do_settimeofday64);
1351
1352 /**
1353  * timekeeping_inject_offset - Adds or subtracts from the current time.
1354  * @ts:         Pointer to the timespec variable containing the offset
1355  *
1356  * Adds or subtracts an offset value from the current time.
1357  */
1358 static int timekeeping_inject_offset(const struct timespec64 *ts)
1359 {
1360         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1361         unsigned long flags;
1362         struct timespec64 tmp;
1363         int ret = 0;
1364
1365         if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= NSEC_PER_SEC)
1366                 return -EINVAL;
1367
1368         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1369         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1370
1371         timekeeping_forward_now(tk);
1372
1373         /* Make sure the proposed value is valid */
1374         tmp = timespec64_add(tk_xtime(tk), *ts);
1375         if (timespec64_compare(&tk->wall_to_monotonic, ts) > 0 ||
1376             !timespec64_valid_settod(&tmp)) {
1377                 ret = -EINVAL;
1378                 goto error;
1379         }
1380
1381         tk_xtime_add(tk, ts);
1382         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, *ts));
1383
1384 error: /* even if we error out, we forwarded the time, so call update */
1385         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1386
1387         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1388         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1389
1390         /* Signal hrtimers about time change */
1391         clock_was_set(CLOCK_SET_WALL);
1392
1393         return ret;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * Indicates if there is an offset between the system clock and the hardware
1398  * clock/persistent clock/rtc.
1399  */
1400 int persistent_clock_is_local;
1401
1402 /*
1403  * Adjust the time obtained from the CMOS to be UTC time instead of
1404  * local time.
1405  *
1406  * This is ugly, but preferable to the alternatives.  Otherwise we
1407  * would either need to write a program to do it in /etc/rc (and risk
1408  * confusion if the program gets run more than once; it would also be
1409  * hard to make the program warp the clock precisely n hours)  or
1410  * compile in the timezone information into the kernel.  Bad, bad....
1411  *
1412  *                                              - TYT, 1992-01-01
1413  *
1414  * The best thing to do is to keep the CMOS clock in universal time (UTC)
1415  * as real UNIX machines always do it. This avoids all headaches about
1416  * daylight saving times and warping kernel clocks.
1417  */
1418 void timekeeping_warp_clock(void)
1419 {
1420         if (sys_tz.tz_minuteswest != 0) {
1421                 struct timespec64 adjust;
1422
1423                 persistent_clock_is_local = 1;
1424                 adjust.tv_sec = sys_tz.tz_minuteswest * 60;
1425                 adjust.tv_nsec = 0;
1426                 timekeeping_inject_offset(&adjust);
1427         }
1428 }
1429
1430 /*
1431  * __timekeeping_set_tai_offset - Sets the TAI offset from UTC and monotonic
1432  */
1433 static void __timekeeping_set_tai_offset(struct timekeeper *tk, s32 tai_offset)
1434 {
1435         tk->tai_offset = tai_offset;
1436         tk->offs_tai = ktime_add(tk->offs_real, ktime_set(tai_offset, 0));
1437 }
1438
1439 /*
1440  * change_clocksource - Swaps clocksources if a new one is available
1441  *
1442  * Accumulates current time interval and initializes new clocksource
1443  */
1444 static int change_clocksource(void *data)
1445 {
1446         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1447         struct clocksource *new, *old = NULL;
1448         unsigned long flags;
1449         bool change = false;
1450
1451         new = (struct clocksource *) data;
1452
1453         /*
1454          * If the cs is in module, get a module reference. Succeeds
1455          * for built-in code (owner == NULL) as well.
1456          */
1457         if (try_module_get(new->owner)) {
1458                 if (!new->enable || new->enable(new) == 0)
1459                         change = true;
1460                 else
1461                         module_put(new->owner);
1462         }
1463
1464         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1465         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1466
1467         timekeeping_forward_now(tk);
1468
1469         if (change) {
1470                 old = tk->tkr_mono.clock;
1471                 tk_setup_internals(tk, new);
1472         }
1473
1474         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1475
1476         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1477         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1478
1479         if (old) {
1480                 if (old->disable)
1481                         old->disable(old);
1482
1483                 module_put(old->owner);
1484         }
1485
1486         return 0;
1487 }
1488
1489 /**
1490  * timekeeping_notify - Install a new clock source
1491  * @clock:              pointer to the clock source
1492  *
1493  * This function is called from clocksource.c after a new, better clock
1494  * source has been registered. The caller holds the clocksource_mutex.
1495  */
1496 int timekeeping_notify(struct clocksource *clock)
1497 {
1498         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1499
1500         if (tk->tkr_mono.clock == clock)
1501                 return 0;
1502         stop_machine(change_clocksource, clock, NULL);
1503         tick_clock_notify();
1504         return tk->tkr_mono.clock == clock ? 0 : -1;
1505 }
1506
1507 /**
1508  * ktime_get_raw_ts64 - Returns the raw monotonic time in a timespec
1509  * @ts:         pointer to the timespec64 to be set
1510  *
1511  * Returns the raw monotonic time (completely un-modified by ntp)
1512  */
1513 void ktime_get_raw_ts64(struct timespec64 *ts)
1514 {
1515         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1516         unsigned int seq;
1517         u64 nsecs;
1518
1519         do {
1520                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1521                 ts->tv_sec = tk->raw_sec;
1522                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_raw);
1523
1524         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1525
1526         ts->tv_nsec = 0;
1527         timespec64_add_ns(ts, nsecs);
1528 }
1529 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_raw_ts64);
1530
1531
1532 /**
1533  * timekeeping_valid_for_hres - Check if timekeeping is suitable for hres
1534  */
1535 int timekeeping_valid_for_hres(void)
1536 {
1537         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1538         unsigned int seq;
1539         int ret;
1540
1541         do {
1542                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1543
1544                 ret = tk->tkr_mono.clock->flags & CLOCK_SOURCE_VALID_FOR_HRES;
1545
1546         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1547
1548         return ret;
1549 }
1550
1551 /**
1552  * timekeeping_max_deferment - Returns max time the clocksource can be deferred
1553  */
1554 u64 timekeeping_max_deferment(void)
1555 {
1556         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1557         unsigned int seq;
1558         u64 ret;
1559
1560         do {
1561                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1562
1563                 ret = tk->tkr_mono.clock->max_idle_ns;
1564
1565         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
1566
1567         return ret;
1568 }
1569
1570 /**
1571  * read_persistent_clock64 -  Return time from the persistent clock.
1572  * @ts: Pointer to the storage for the readout value
1573  *
1574  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
1575  * Reads the time from the battery backed persistent clock.
1576  * Returns a timespec with tv_sec=0 and tv_nsec=0 if unsupported.
1577  *
1578  *  XXX - Do be sure to remove it once all arches implement it.
1579  */
1580 void __weak read_persistent_clock64(struct timespec64 *ts)
1581 {
1582         ts->tv_sec = 0;
1583         ts->tv_nsec = 0;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * read_persistent_wall_and_boot_offset - Read persistent clock, and also offset
1588  *                                        from the boot.
1589  *
1590  * Weak dummy function for arches that do not yet support it.
1591  * @wall_time:  - current time as returned by persistent clock
1592  * @boot_offset: - offset that is defined as wall_time - boot_time
1593  *
1594  * The default function calculates offset based on the current value of
1595  * local_clock(). This way architectures that support sched_clock() but don't
1596  * support dedicated boot time clock will provide the best estimate of the
1597  * boot time.
1598  */
1599 void __weak __init
1600 read_persistent_wall_and_boot_offset(struct timespec64 *wall_time,
1601                                      struct timespec64 *boot_offset)
1602 {
1603         read_persistent_clock64(wall_time);
1604         *boot_offset = ns_to_timespec64(local_clock());
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Flag reflecting whether timekeeping_resume() has injected sleeptime.
1609  *
1610  * The flag starts of false and is only set when a suspend reaches
1611  * timekeeping_suspend(), timekeeping_resume() sets it to false when the
1612  * timekeeper clocksource is not stopping across suspend and has been
1613  * used to update sleep time. If the timekeeper clocksource has stopped
1614  * then the flag stays true and is used by the RTC resume code to decide
1615  * whether sleeptime must be injected and if so the flag gets false then.
1616  *
1617  * If a suspend fails before reaching timekeeping_resume() then the flag
1618  * stays false and prevents erroneous sleeptime injection.
1619  */
1620 static bool suspend_timing_needed;
1621
1622 /* Flag for if there is a persistent clock on this platform */
1623 static bool persistent_clock_exists;
1624
1625 /*
1626  * timekeeping_init - Initializes the clocksource and common timekeeping values
1627  */
1628 void __init timekeeping_init(void)
1629 {
1630         struct timespec64 wall_time, boot_offset, wall_to_mono;
1631         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1632         struct clocksource *clock;
1633         unsigned long flags;
1634
1635         read_persistent_wall_and_boot_offset(&wall_time, &boot_offset);
1636         if (timespec64_valid_settod(&wall_time) &&
1637             timespec64_to_ns(&wall_time) > 0) {
1638                 persistent_clock_exists = true;
1639         } else if (timespec64_to_ns(&wall_time) != 0) {
1640                 pr_warn("Persistent clock returned invalid value");
1641                 wall_time = (struct timespec64){0};
1642         }
1643
1644         if (timespec64_compare(&wall_time, &boot_offset) < 0)
1645                 boot_offset = (struct timespec64){0};
1646
1647         /*
1648          * We want set wall_to_mono, so the following is true:
1649          * wall time + wall_to_mono = boot time
1650          */
1651         wall_to_mono = timespec64_sub(boot_offset, wall_time);
1652
1653         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1654         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1655         ntp_init();
1656
1657         clock = clocksource_default_clock();
1658         if (clock->enable)
1659                 clock->enable(clock);
1660         tk_setup_internals(tk, clock);
1661
1662         tk_set_xtime(tk, &wall_time);
1663         tk->raw_sec = 0;
1664
1665         tk_set_wall_to_mono(tk, wall_to_mono);
1666
1667         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1668
1669         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1670         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1671 }
1672
1673 /* time in seconds when suspend began for persistent clock */
1674 static struct timespec64 timekeeping_suspend_time;
1675
1676 /**
1677  * __timekeeping_inject_sleeptime - Internal function to add sleep interval
1678  * @tk:         Pointer to the timekeeper to be updated
1679  * @delta:      Pointer to the delta value in timespec64 format
1680  *
1681  * Takes a timespec offset measuring a suspend interval and properly
1682  * adds the sleep offset to the timekeeping variables.
1683  */
1684 static void __timekeeping_inject_sleeptime(struct timekeeper *tk,
1685                                            const struct timespec64 *delta)
1686 {
1687         if (!timespec64_valid_strict(delta)) {
1688                 printk_deferred(KERN_WARNING
1689                                 "__timekeeping_inject_sleeptime: Invalid "
1690                                 "sleep delta value!\n");
1691                 return;
1692         }
1693         tk_xtime_add(tk, delta);
1694         tk_set_wall_to_mono(tk, timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, *delta));
1695         tk_update_sleep_time(tk, timespec64_to_ktime(*delta));
1696         tk_debug_account_sleep_time(delta);
1697 }
1698
1699 #if defined(CONFIG_PM_SLEEP) && defined(CONFIG_RTC_HCTOSYS_DEVICE)
1700 /**
1701  * We have three kinds of time sources to use for sleep time
1702  * injection, the preference order is:
1703  * 1) non-stop clocksource
1704  * 2) persistent clock (ie: RTC accessible when irqs are off)
1705  * 3) RTC
1706  *
1707  * 1) and 2) are used by timekeeping, 3) by RTC subsystem.
1708  * If system has neither 1) nor 2), 3) will be used finally.
1709  *
1710  *
1711  * If timekeeping has injected sleeptime via either 1) or 2),
1712  * 3) becomes needless, so in this case we don't need to call
1713  * rtc_resume(), and this is what timekeeping_rtc_skipresume()
1714  * means.
1715  */
1716 bool timekeeping_rtc_skipresume(void)
1717 {
1718         return !suspend_timing_needed;
1719 }
1720
1721 /**
1722  * 1) can be determined whether to use or not only when doing
1723  * timekeeping_resume() which is invoked after rtc_suspend(),
1724  * so we can't skip rtc_suspend() surely if system has 1).
1725  *
1726  * But if system has 2), 2) will definitely be used, so in this
1727  * case we don't need to call rtc_suspend(), and this is what
1728  * timekeeping_rtc_skipsuspend() means.
1729  */
1730 bool timekeeping_rtc_skipsuspend(void)
1731 {
1732         return persistent_clock_exists;
1733 }
1734
1735 /**
1736  * timekeeping_inject_sleeptime64 - Adds suspend interval to timeekeeping values
1737  * @delta: pointer to a timespec64 delta value
1738  *
1739  * This hook is for architectures that cannot support read_persistent_clock64
1740  * because their RTC/persistent clock is only accessible when irqs are enabled.
1741  * and also don't have an effective nonstop clocksource.
1742  *
1743  * This function should only be called by rtc_resume(), and allows
1744  * a suspend offset to be injected into the timekeeping values.
1745  */
1746 void timekeeping_inject_sleeptime64(const struct timespec64 *delta)
1747 {
1748         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1749         unsigned long flags;
1750
1751         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1752         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1753
1754         suspend_timing_needed = false;
1755
1756         timekeeping_forward_now(tk);
1757
1758         __timekeeping_inject_sleeptime(tk, delta);
1759
1760         timekeeping_update(tk, TK_CLEAR_NTP | TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1761
1762         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1763         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1764
1765         /* Signal hrtimers about time change */
1766         clock_was_set(CLOCK_SET_WALL | CLOCK_SET_BOOT);
1767 }
1768 #endif
1769
1770 /**
1771  * timekeeping_resume - Resumes the generic timekeeping subsystem.
1772  */
1773 void timekeeping_resume(void)
1774 {
1775         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1776         struct clocksource *clock = tk->tkr_mono.clock;
1777         unsigned long flags;
1778         struct timespec64 ts_new, ts_delta;
1779         u64 cycle_now, nsec;
1780         bool inject_sleeptime = false;
1781
1782         read_persistent_clock64(&ts_new);
1783
1784         clockevents_resume();
1785         clocksource_resume();
1786
1787         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1788         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1789
1790         /*
1791          * After system resumes, we need to calculate the suspended time and
1792          * compensate it for the OS time. There are 3 sources that could be
1793          * used: Nonstop clocksource during suspend, persistent clock and rtc
1794          * device.
1795          *
1796          * One specific platform may have 1 or 2 or all of them, and the
1797          * preference will be:
1798          *      suspend-nonstop clocksource -> persistent clock -> rtc
1799          * The less preferred source will only be tried if there is no better
1800          * usable source. The rtc part is handled separately in rtc core code.
1801          */
1802         cycle_now = tk_clock_read(&tk->tkr_mono);
1803         nsec = clocksource_stop_suspend_timing(clock, cycle_now);
1804         if (nsec > 0) {
1805                 ts_delta = ns_to_timespec64(nsec);
1806                 inject_sleeptime = true;
1807         } else if (timespec64_compare(&ts_new, &timekeeping_suspend_time) > 0) {
1808                 ts_delta = timespec64_sub(ts_new, timekeeping_suspend_time);
1809                 inject_sleeptime = true;
1810         }
1811
1812         if (inject_sleeptime) {
1813                 suspend_timing_needed = false;
1814                 __timekeeping_inject_sleeptime(tk, &ts_delta);
1815         }
1816
1817         /* Re-base the last cycle value */
1818         tk->tkr_mono.cycle_last = cycle_now;
1819         tk->tkr_raw.cycle_last  = cycle_now;
1820
1821         tk->ntp_error = 0;
1822         timekeeping_suspended = 0;
1823         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
1824         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1825         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1826
1827         touch_softlockup_watchdog();
1828
1829         /* Resume the clockevent device(s) and hrtimers */
1830         tick_resume();
1831         /* Notify timerfd as resume is equivalent to clock_was_set() */
1832         timerfd_resume();
1833 }
1834
1835 int timekeeping_suspend(void)
1836 {
1837         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
1838         unsigned long flags;
1839         struct timespec64               delta, delta_delta;
1840         static struct timespec64        old_delta;
1841         struct clocksource *curr_clock;
1842         u64 cycle_now;
1843
1844         read_persistent_clock64(&timekeeping_suspend_time);
1845
1846         /*
1847          * On some systems the persistent_clock can not be detected at
1848          * timekeeping_init by its return value, so if we see a valid
1849          * value returned, update the persistent_clock_exists flag.
1850          */
1851         if (timekeeping_suspend_time.tv_sec || timekeeping_suspend_time.tv_nsec)
1852                 persistent_clock_exists = true;
1853
1854         suspend_timing_needed = true;
1855
1856         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
1857         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
1858         timekeeping_forward_now(tk);
1859         timekeeping_suspended = 1;
1860
1861         /*
1862          * Since we've called forward_now, cycle_last stores the value
1863          * just read from the current clocksource. Save this to potentially
1864          * use in suspend timing.
1865          */
1866         curr_clock = tk->tkr_mono.clock;
1867         cycle_now = tk->tkr_mono.cycle_last;
1868         clocksource_start_suspend_timing(curr_clock, cycle_now);
1869
1870         if (persistent_clock_exists) {
1871                 /*
1872                  * To avoid drift caused by repeated suspend/resumes,
1873                  * which each can add ~1 second drift error,
1874                  * try to compensate so the difference in system time
1875                  * and persistent_clock time stays close to constant.
1876                  */
1877                 delta = timespec64_sub(tk_xtime(tk), timekeeping_suspend_time);
1878                 delta_delta = timespec64_sub(delta, old_delta);
1879                 if (abs(delta_delta.tv_sec) >= 2) {
1880                         /*
1881                          * if delta_delta is too large, assume time correction
1882                          * has occurred and set old_delta to the current delta.
1883                          */
1884                         old_delta = delta;
1885                 } else {
1886                         /* Otherwise try to adjust old_system to compensate */
1887                         timekeeping_suspend_time =
1888                                 timespec64_add(timekeeping_suspend_time, delta_delta);
1889                 }
1890         }
1891
1892         timekeeping_update(tk, TK_MIRROR);
1893         halt_fast_timekeeper(tk);
1894         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
1895         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
1896
1897         tick_suspend();
1898         clocksource_suspend();
1899         clockevents_suspend();
1900
1901         return 0;
1902 }
1903
1904 /* sysfs resume/suspend bits for timekeeping */
1905 static struct syscore_ops timekeeping_syscore_ops = {
1906         .resume         = timekeeping_resume,
1907         .suspend        = timekeeping_suspend,
1908 };
1909
1910 static int __init timekeeping_init_ops(void)
1911 {
1912         register_syscore_ops(&timekeeping_syscore_ops);
1913         return 0;
1914 }
1915 device_initcall(timekeeping_init_ops);
1916
1917 /*
1918  * Apply a multiplier adjustment to the timekeeper
1919  */
1920 static __always_inline void timekeeping_apply_adjustment(struct timekeeper *tk,
1921                                                          s64 offset,
1922                                                          s32 mult_adj)
1923 {
1924         s64 interval = tk->cycle_interval;
1925
1926         if (mult_adj == 0) {
1927                 return;
1928         } else if (mult_adj == -1) {
1929                 interval = -interval;
1930                 offset = -offset;
1931         } else if (mult_adj != 1) {
1932                 interval *= mult_adj;
1933                 offset *= mult_adj;
1934         }
1935
1936         /*
1937          * So the following can be confusing.
1938          *
1939          * To keep things simple, lets assume mult_adj == 1 for now.
1940          *
1941          * When mult_adj != 1, remember that the interval and offset values
1942          * have been appropriately scaled so the math is the same.
1943          *
1944          * The basic idea here is that we're increasing the multiplier
1945          * by one, this causes the xtime_interval to be incremented by
1946          * one cycle_interval. This is because:
1947          *      xtime_interval = cycle_interval * mult
1948          * So if mult is being incremented by one:
1949          *      xtime_interval = cycle_interval * (mult + 1)
1950          * Its the same as:
1951          *      xtime_interval = (cycle_interval * mult) + cycle_interval
1952          * Which can be shortened to:
1953          *      xtime_interval += cycle_interval
1954          *
1955          * So offset stores the non-accumulated cycles. Thus the current
1956          * time (in shifted nanoseconds) is:
1957          *      now = (offset * adj) + xtime_nsec
1958          * Now, even though we're adjusting the clock frequency, we have
1959          * to keep time consistent. In other words, we can't jump back
1960          * in time, and we also want to avoid jumping forward in time.
1961          *
1962          * So given the same offset value, we need the time to be the same
1963          * both before and after the freq adjustment.
1964          *      now = (offset * adj_1) + xtime_nsec_1
1965          *      now = (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1966          * So:
1967          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1968          *              (offset * adj_2) + xtime_nsec_2
1969          * And we know:
1970          *      adj_2 = adj_1 + 1
1971          * So:
1972          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1973          *              (offset * (adj_1+1)) + xtime_nsec_2
1974          *      (offset * adj_1) + xtime_nsec_1 =
1975          *              (offset * adj_1) + offset + xtime_nsec_2
1976          * Canceling the sides:
1977          *      xtime_nsec_1 = offset + xtime_nsec_2
1978          * Which gives us:
1979          *      xtime_nsec_2 = xtime_nsec_1 - offset
1980          * Which simplifies to:
1981          *      xtime_nsec -= offset
1982          */
1983         if ((mult_adj > 0) && (tk->tkr_mono.mult + mult_adj < mult_adj)) {
1984                 /* NTP adjustment caused clocksource mult overflow */
1985                 WARN_ON_ONCE(1);
1986                 return;
1987         }
1988
1989         tk->tkr_mono.mult += mult_adj;
1990         tk->xtime_interval += interval;
1991         tk->tkr_mono.xtime_nsec -= offset;
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Adjust the timekeeper's multiplier to the correct frequency
1996  * and also to reduce the accumulated error value.
1997  */
1998 static void timekeeping_adjust(struct timekeeper *tk, s64 offset)
1999 {
2000         u32 mult;
2001
2002         /*
2003          * Determine the multiplier from the current NTP tick length.
2004          * Avoid expensive division when the tick length doesn't change.
2005          */
2006         if (likely(tk->ntp_tick == ntp_tick_length())) {
2007                 mult = tk->tkr_mono.mult - tk->ntp_err_mult;
2008         } else {
2009                 tk->ntp_tick = ntp_tick_length();
2010                 mult = div64_u64((tk->ntp_tick >> tk->ntp_error_shift) -
2011                                  tk->xtime_remainder, tk->cycle_interval);
2012         }
2013
2014         /*
2015          * If the clock is behind the NTP time, increase the multiplier by 1
2016          * to catch up with it. If it's ahead and there was a remainder in the
2017          * tick division, the clock will slow down. Otherwise it will stay
2018          * ahead until the tick length changes to a non-divisible value.
2019          */
2020         tk->ntp_err_mult = tk->ntp_error > 0 ? 1 : 0;
2021         mult += tk->ntp_err_mult;
2022
2023         timekeeping_apply_adjustment(tk, offset, mult - tk->tkr_mono.mult);
2024
2025         if (unlikely(tk->tkr_mono.clock->maxadj &&
2026                 (abs(tk->tkr_mono.mult - tk->tkr_mono.clock->mult)
2027                         > tk->tkr_mono.clock->maxadj))) {
2028                 printk_once(KERN_WARNING
2029                         "Adjusting %s more than 11%% (%ld vs %ld)\n",
2030                         tk->tkr_mono.clock->name, (long)tk->tkr_mono.mult,
2031                         (long)tk->tkr_mono.clock->mult + tk->tkr_mono.clock->maxadj);
2032         }
2033
2034         /*
2035          * It may be possible that when we entered this function, xtime_nsec
2036          * was very small.  Further, if we're slightly speeding the clocksource
2037          * in the code above, its possible the required corrective factor to
2038          * xtime_nsec could cause it to underflow.
2039          *
2040          * Now, since we have already accumulated the second and the NTP
2041          * subsystem has been notified via second_overflow(), we need to skip
2042          * the next update.
2043          */
2044         if (unlikely((s64)tk->tkr_mono.xtime_nsec < 0)) {
2045                 tk->tkr_mono.xtime_nsec += (u64)NSEC_PER_SEC <<
2046                                                         tk->tkr_mono.shift;
2047                 tk->xtime_sec--;
2048                 tk->skip_second_overflow = 1;
2049         }
2050 }
2051
2052 /*
2053  * accumulate_nsecs_to_secs - Accumulates nsecs into secs
2054  *
2055  * Helper function that accumulates the nsecs greater than a second
2056  * from the xtime_nsec field to the xtime_secs field.
2057  * It also calls into the NTP code to handle leapsecond processing.
2058  */
2059 static inline unsigned int accumulate_nsecs_to_secs(struct timekeeper *tk)
2060 {
2061         u64 nsecps = (u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_mono.shift;
2062         unsigned int clock_set = 0;
2063
2064         while (tk->tkr_mono.xtime_nsec >= nsecps) {
2065                 int leap;
2066
2067                 tk->tkr_mono.xtime_nsec -= nsecps;
2068                 tk->xtime_sec++;
2069
2070                 /*
2071                  * Skip NTP update if this second was accumulated before,
2072                  * i.e. xtime_nsec underflowed in timekeeping_adjust()
2073                  */
2074                 if (unlikely(tk->skip_second_overflow)) {
2075                         tk->skip_second_overflow = 0;
2076                         continue;
2077                 }
2078
2079                 /* Figure out if its a leap sec and apply if needed */
2080                 leap = second_overflow(tk->xtime_sec);
2081                 if (unlikely(leap)) {
2082                         struct timespec64 ts;
2083
2084                         tk->xtime_sec += leap;
2085
2086                         ts.tv_sec = leap;
2087                         ts.tv_nsec = 0;
2088                         tk_set_wall_to_mono(tk,
2089                                 timespec64_sub(tk->wall_to_monotonic, ts));
2090
2091                         __timekeeping_set_tai_offset(tk, tk->tai_offset - leap);
2092
2093                         clock_set = TK_CLOCK_WAS_SET;
2094                 }
2095         }
2096         return clock_set;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * logarithmic_accumulation - shifted accumulation of cycles
2101  *
2102  * This functions accumulates a shifted interval of cycles into
2103  * a shifted interval nanoseconds. Allows for O(log) accumulation
2104  * loop.
2105  *
2106  * Returns the unconsumed cycles.
2107  */
2108 static u64 logarithmic_accumulation(struct timekeeper *tk, u64 offset,
2109                                     u32 shift, unsigned int *clock_set)
2110 {
2111         u64 interval = tk->cycle_interval << shift;
2112         u64 snsec_per_sec;
2113
2114         /* If the offset is smaller than a shifted interval, do nothing */
2115         if (offset < interval)
2116                 return offset;
2117
2118         /* Accumulate one shifted interval */
2119         offset -= interval;
2120         tk->tkr_mono.cycle_last += interval;
2121         tk->tkr_raw.cycle_last  += interval;
2122
2123         tk->tkr_mono.xtime_nsec += tk->xtime_interval << shift;
2124         *clock_set |= accumulate_nsecs_to_secs(tk);
2125
2126         /* Accumulate raw time */
2127         tk->tkr_raw.xtime_nsec += tk->raw_interval << shift;
2128         snsec_per_sec = (u64)NSEC_PER_SEC << tk->tkr_raw.shift;
2129         while (tk->tkr_raw.xtime_nsec >= snsec_per_sec) {
2130                 tk->tkr_raw.xtime_nsec -= snsec_per_sec;
2131                 tk->raw_sec++;
2132         }
2133
2134         /* Accumulate error between NTP and clock interval */
2135         tk->ntp_error += tk->ntp_tick << shift;
2136         tk->ntp_error -= (tk->xtime_interval + tk->xtime_remainder) <<
2137                                                 (tk->ntp_error_shift + shift);
2138
2139         return offset;
2140 }
2141
2142 /*
2143  * timekeeping_advance - Updates the timekeeper to the current time and
2144  * current NTP tick length
2145  */
2146 static bool timekeeping_advance(enum timekeeping_adv_mode mode)
2147 {
2148         struct timekeeper *real_tk = &tk_core.timekeeper;
2149         struct timekeeper *tk = &shadow_timekeeper;
2150         u64 offset;
2151         int shift = 0, maxshift;
2152         unsigned int clock_set = 0;
2153         unsigned long flags;
2154
2155         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
2156
2157         /* Make sure we're fully resumed: */
2158         if (unlikely(timekeeping_suspended))
2159                 goto out;
2160
2161         offset = clocksource_delta(tk_clock_read(&tk->tkr_mono),
2162                                    tk->tkr_mono.cycle_last, tk->tkr_mono.mask);
2163
2164         /* Check if there's really nothing to do */
2165         if (offset < real_tk->cycle_interval && mode == TK_ADV_TICK)
2166                 goto out;
2167
2168         /* Do some additional sanity checking */
2169         timekeeping_check_update(tk, offset);
2170
2171         /*
2172          * With NO_HZ we may have to accumulate many cycle_intervals
2173          * (think "ticks") worth of time at once. To do this efficiently,
2174          * we calculate the largest doubling multiple of cycle_intervals
2175          * that is smaller than the offset.  We then accumulate that
2176          * chunk in one go, and then try to consume the next smaller
2177          * doubled multiple.
2178          */
2179         shift = ilog2(offset) - ilog2(tk->cycle_interval);
2180         shift = max(0, shift);
2181         /* Bound shift to one less than what overflows tick_length */
2182         maxshift = (64 - (ilog2(ntp_tick_length())+1)) - 1;
2183         shift = min(shift, maxshift);
2184         while (offset >= tk->cycle_interval) {
2185                 offset = logarithmic_accumulation(tk, offset, shift,
2186                                                         &clock_set);
2187                 if (offset < tk->cycle_interval<<shift)
2188                         shift--;
2189         }
2190
2191         /* Adjust the multiplier to correct NTP error */
2192         timekeeping_adjust(tk, offset);
2193
2194         /*
2195          * Finally, make sure that after the rounding
2196          * xtime_nsec isn't larger than NSEC_PER_SEC
2197          */
2198         clock_set |= accumulate_nsecs_to_secs(tk);
2199
2200         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2201         /*
2202          * Update the real timekeeper.
2203          *
2204          * We could avoid this memcpy by switching pointers, but that
2205          * requires changes to all other timekeeper usage sites as
2206          * well, i.e. move the timekeeper pointer getter into the
2207          * spinlocked/seqcount protected sections. And we trade this
2208          * memcpy under the tk_core.seq against one before we start
2209          * updating.
2210          */
2211         timekeeping_update(tk, clock_set);
2212         memcpy(real_tk, tk, sizeof(*tk));
2213         /* The memcpy must come last. Do not put anything here! */
2214         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
2215 out:
2216         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
2217
2218         return !!clock_set;
2219 }
2220
2221 /**
2222  * update_wall_time - Uses the current clocksource to increment the wall time
2223  *
2224  */
2225 void update_wall_time(void)
2226 {
2227         if (timekeeping_advance(TK_ADV_TICK))
2228                 clock_was_set_delayed();
2229 }
2230
2231 /**
2232  * getboottime64 - Return the real time of system boot.
2233  * @ts:         pointer to the timespec64 to be set
2234  *
2235  * Returns the wall-time of boot in a timespec64.
2236  *
2237  * This is based on the wall_to_monotonic offset and the total suspend
2238  * time. Calls to settimeofday will affect the value returned (which
2239  * basically means that however wrong your real time clock is at boot time,
2240  * you get the right time here).
2241  */
2242 void getboottime64(struct timespec64 *ts)
2243 {
2244         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
2245         ktime_t t = ktime_sub(tk->offs_real, tk->offs_boot);
2246
2247         *ts = ktime_to_timespec64(t);
2248 }
2249 EXPORT_SYMBOL_GPL(getboottime64);
2250
2251 void ktime_get_coarse_real_ts64(struct timespec64 *ts)
2252 {
2253         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
2254         unsigned int seq;
2255
2256         do {
2257                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2258
2259                 *ts = tk_xtime(tk);
2260         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
2261 }
2262 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_coarse_real_ts64);
2263
2264 void ktime_get_coarse_ts64(struct timespec64 *ts)
2265 {
2266         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
2267         struct timespec64 now, mono;
2268         unsigned int seq;
2269
2270         do {
2271                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2272
2273                 now = tk_xtime(tk);
2274                 mono = tk->wall_to_monotonic;
2275         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
2276
2277         set_normalized_timespec64(ts, now.tv_sec + mono.tv_sec,
2278                                 now.tv_nsec + mono.tv_nsec);
2279 }
2280 EXPORT_SYMBOL(ktime_get_coarse_ts64);
2281
2282 /*
2283  * Must hold jiffies_lock
2284  */
2285 void do_timer(unsigned long ticks)
2286 {
2287         jiffies_64 += ticks;
2288         calc_global_load();
2289 }
2290
2291 /**
2292  * ktime_get_update_offsets_now - hrtimer helper
2293  * @cwsseq:     pointer to check and store the clock was set sequence number
2294  * @offs_real:  pointer to storage for monotonic -> realtime offset
2295  * @offs_boot:  pointer to storage for monotonic -> boottime offset
2296  * @offs_tai:   pointer to storage for monotonic -> clock tai offset
2297  *
2298  * Returns current monotonic time and updates the offsets if the
2299  * sequence number in @cwsseq and timekeeper.clock_was_set_seq are
2300  * different.
2301  *
2302  * Called from hrtimer_interrupt() or retrigger_next_event()
2303  */
2304 ktime_t ktime_get_update_offsets_now(unsigned int *cwsseq, ktime_t *offs_real,
2305                                      ktime_t *offs_boot, ktime_t *offs_tai)
2306 {
2307         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
2308         unsigned int seq;
2309         ktime_t base;
2310         u64 nsecs;
2311
2312         do {
2313                 seq = read_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2314
2315                 base = tk->tkr_mono.base;
2316                 nsecs = timekeeping_get_ns(&tk->tkr_mono);
2317                 base = ktime_add_ns(base, nsecs);
2318
2319                 if (*cwsseq != tk->clock_was_set_seq) {
2320                         *cwsseq = tk->clock_was_set_seq;
2321                         *offs_real = tk->offs_real;
2322                         *offs_boot = tk->offs_boot;
2323                         *offs_tai = tk->offs_tai;
2324                 }
2325
2326                 /* Handle leapsecond insertion adjustments */
2327                 if (unlikely(base >= tk->next_leap_ktime))
2328                         *offs_real = ktime_sub(tk->offs_real, ktime_set(1, 0));
2329
2330         } while (read_seqcount_retry(&tk_core.seq, seq));
2331
2332         return base;
2333 }
2334
2335 /*
2336  * timekeeping_validate_timex - Ensures the timex is ok for use in do_adjtimex
2337  */
2338 static int timekeeping_validate_timex(const struct __kernel_timex *txc)
2339 {
2340         if (txc->modes & ADJ_ADJTIME) {
2341                 /* singleshot must not be used with any other mode bits */
2342                 if (!(txc->modes & ADJ_OFFSET_SINGLESHOT))
2343                         return -EINVAL;
2344                 if (!(txc->modes & ADJ_OFFSET_READONLY) &&
2345                     !capable(CAP_SYS_TIME))
2346                         return -EPERM;
2347         } else {
2348                 /* In order to modify anything, you gotta be super-user! */
2349                 if (txc->modes && !capable(CAP_SYS_TIME))
2350                         return -EPERM;
2351                 /*
2352                  * if the quartz is off by more than 10% then
2353                  * something is VERY wrong!
2354                  */
2355                 if (txc->modes & ADJ_TICK &&
2356                     (txc->tick <  900000/USER_HZ ||
2357                      txc->tick > 1100000/USER_HZ))
2358                         return -EINVAL;
2359         }
2360
2361         if (txc->modes & ADJ_SETOFFSET) {
2362                 /* In order to inject time, you gotta be super-user! */
2363                 if (!capable(CAP_SYS_TIME))
2364                         return -EPERM;
2365
2366                 /*
2367                  * Validate if a timespec/timeval used to inject a time
2368                  * offset is valid.  Offsets can be positive or negative, so
2369                  * we don't check tv_sec. The value of the timeval/timespec
2370                  * is the sum of its fields,but *NOTE*:
2371                  * The field tv_usec/tv_nsec must always be non-negative and
2372                  * we can't have more nanoseconds/microseconds than a second.
2373                  */
2374                 if (txc->time.tv_usec < 0)
2375                         return -EINVAL;
2376
2377                 if (txc->modes & ADJ_NANO) {
2378                         if (txc->time.tv_usec >= NSEC_PER_SEC)
2379                                 return -EINVAL;
2380                 } else {
2381                         if (txc->time.tv_usec >= USEC_PER_SEC)
2382                                 return -EINVAL;
2383                 }
2384         }
2385
2386         /*
2387          * Check for potential multiplication overflows that can
2388          * only happen on 64-bit systems:
2389          */
2390         if ((txc->modes & ADJ_FREQUENCY) && (BITS_PER_LONG == 64)) {
2391                 if (LLONG_MIN / PPM_SCALE > txc->freq)
2392                         return -EINVAL;
2393                 if (LLONG_MAX / PPM_SCALE < txc->freq)
2394                         return -EINVAL;
2395         }
2396
2397         return 0;
2398 }
2399
2400
2401 /**
2402  * do_adjtimex() - Accessor function to NTP __do_adjtimex function
2403  */
2404 int do_adjtimex(struct __kernel_timex *txc)
2405 {
2406         struct timekeeper *tk = &tk_core.timekeeper;
2407         struct audit_ntp_data ad;
2408         bool clock_set = false;
2409         struct timespec64 ts;
2410         unsigned long flags;
2411         s32 orig_tai, tai;
2412         int ret;
2413
2414         /* Validate the data before disabling interrupts */
2415         ret = timekeeping_validate_timex(txc);
2416         if (ret)
2417                 return ret;
2418
2419         if (txc->modes & ADJ_SETOFFSET) {
2420                 struct timespec64 delta;
2421                 delta.tv_sec  = txc->time.tv_sec;
2422                 delta.tv_nsec = txc->time.tv_usec;
2423                 if (!(txc->modes & ADJ_NANO))
2424                         delta.tv_nsec *= 1000;
2425                 ret = timekeeping_inject_offset(&delta);
2426                 if (ret)
2427                         return ret;
2428
2429                 audit_tk_injoffset(delta);
2430         }
2431
2432         audit_ntp_init(&ad);
2433
2434         ktime_get_real_ts64(&ts);
2435
2436         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
2437         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2438
2439         orig_tai = tai = tk->tai_offset;
2440         ret = __do_adjtimex(txc, &ts, &tai, &ad);
2441
2442         if (tai != orig_tai) {
2443                 __timekeeping_set_tai_offset(tk, tai);
2444                 timekeeping_update(tk, TK_MIRROR | TK_CLOCK_WAS_SET);
2445                 clock_set = true;
2446         }
2447         tk_update_leap_state(tk);
2448
2449         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
2450         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
2451
2452         audit_ntp_log(&ad);
2453
2454         /* Update the multiplier immediately if frequency was set directly */
2455         if (txc->modes & (ADJ_FREQUENCY | ADJ_TICK))
2456                 clock_set |= timekeeping_advance(TK_ADV_FREQ);
2457
2458         if (clock_set)
2459                 clock_was_set(CLOCK_REALTIME);
2460
2461         ntp_notify_cmos_timer();
2462
2463         return ret;
2464 }
2465
2466 #ifdef CONFIG_NTP_PPS
2467 /**
2468  * hardpps() - Accessor function to NTP __hardpps function
2469  */
2470 void hardpps(const struct timespec64 *phase_ts, const struct timespec64 *raw_ts)
2471 {
2472         unsigned long flags;
2473
2474         raw_spin_lock_irqsave(&timekeeper_lock, flags);
2475         write_seqcount_begin(&tk_core.seq);
2476
2477         __hardpps(phase_ts, raw_ts);
2478
2479         write_seqcount_end(&tk_core.seq);
2480         raw_spin_unlock_irqrestore(&timekeeper_lock, flags);
2481 }
2482 EXPORT_SYMBOL(hardpps);
2483 #endif /* CONFIG_NTP_PPS */