ntpd: set G.last_script_run even if script isn't configured
[platform/upstream/busybox.git] / networking / ntpd.c
1 /*
2  * NTP client/server, based on OpenNTPD 3.9p1
3  *
4  * Author: Adam Tkac <vonsch@gmail.com>
5  *
6  * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this source tree.
7  *
8  * Parts of OpenNTPD clock syncronization code is replaced by
9  * code which is based on ntp-4.2.6, whuch carries the following
10  * copyright notice:
11  *
12  ***********************************************************************
13  *                                                                     *
14  * Copyright (c) University of Delaware 1992-2009                      *
15  *                                                                     *
16  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and   *
17  * its documentation for any purpose with or without fee is hereby     *
18  * granted, provided that the above copyright notice appears in all    *
19  * copies and that both the copyright notice and this permission       *
20  * notice appear in supporting documentation, and that the name        *
21  * University of Delaware not be used in advertising or publicity      *
22  * pertaining to distribution of the software without specific,        *
23  * written prior permission. The University of Delaware makes no       *
24  * representations about the suitability this software for any         *
25  * purpose. It is provided "as is" without express or implied          *
26  * warranty.                                                           *
27  *                                                                     *
28  ***********************************************************************
29  */
30
31 //usage:#define ntpd_trivial_usage
32 //usage:        "[-dnqNw"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l")"] [-S PROG] [-p PEER]..."
33 //usage:#define ntpd_full_usage "\n\n"
34 //usage:       "NTP client/server\n"
35 //usage:     "\n        -d      Verbose"
36 //usage:     "\n        -n      Do not daemonize"
37 //usage:     "\n        -q      Quit after clock is set"
38 //usage:     "\n        -N      Run at high priority"
39 //usage:     "\n        -w      Do not set time (only query peers), implies -n"
40 //usage:        IF_FEATURE_NTPD_SERVER(
41 //usage:     "\n        -l      Run as server on port 123"
42 //usage:        )
43 //usage:     "\n        -S PROG Run PROG after stepping time, stratum change, and every 11 mins"
44 //usage:     "\n        -p PEER Obtain time from PEER (may be repeated)"
45
46 #include "libbb.h"
47 #include <math.h>
48 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_LOWDELAY definition */
49 #include <sys/resource.h> /* setpriority */
50 #include <sys/timex.h>
51 #ifndef IPTOS_LOWDELAY
52 # define IPTOS_LOWDELAY 0x10
53 #endif
54 #ifndef IP_PKTINFO
55 # error "Sorry, your kernel has to support IP_PKTINFO"
56 #endif
57
58
59 /* Verbosity control (max level of -dddd options accepted).
60  * max 5 is very talkative (and bloated). 2 is non-bloated,
61  * production level setting.
62  */
63 #define MAX_VERBOSE     2
64
65
66 /* High-level description of the algorithm:
67  *
68  * We start running with very small poll_exp, BURSTPOLL,
69  * in order to quickly accumulate INITIAL_SAMPLES datapoints
70  * for each peer. Then, time is stepped if the offset is larger
71  * than STEP_THRESHOLD, otherwise it isn't; anyway, we enlarge
72  * poll_exp to MINPOLL and enter frequency measurement step:
73  * we collect new datapoints but ignore them for WATCH_THRESHOLD
74  * seconds. After WATCH_THRESHOLD seconds we look at accumulated
75  * offset and estimate frequency drift.
76  *
77  * (frequency measurement step seems to not be strictly needed,
78  * it is conditionally disabled with USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
79  * define set to 0)
80  *
81  * After this, we enter "steady state": we collect a datapoint,
82  * we select the best peer, if this datapoint is not a new one
83  * (IOW: if this datapoint isn't for selected peer), sleep
84  * and collect another one; otherwise, use its offset to update
85  * frequency drift, if offset is somewhat large, reduce poll_exp,
86  * otherwise increase poll_exp.
87  *
88  * If offset is larger than STEP_THRESHOLD, which shouldn't normally
89  * happen, we assume that something "bad" happened (computer
90  * was hibernated, someone set totally wrong date, etc),
91  * then the time is stepped, all datapoints are discarded,
92  * and we go back to steady state.
93  */
94
95 #define RETRY_INTERVAL  5       /* on error, retry in N secs */
96 #define RESPONSE_INTERVAL 15    /* wait for reply up to N secs */
97 #define INITIAL_SAMPLES 4       /* how many samples do we want for init */
98 #define BAD_DELAY_GROWTH 4      /* drop packet if its delay grew by more than this */
99
100 /* Clock discipline parameters and constants */
101
102 /* Step threshold (sec). std ntpd uses 0.128.
103  * Using exact power of 2 (1/8) results in smaller code */
104 #define STEP_THRESHOLD  0.125
105 #define WATCH_THRESHOLD 128     /* stepout threshold (sec). std ntpd uses 900 (11 mins (!)) */
106 /* NB: set WATCH_THRESHOLD to ~60 when debugging to save time) */
107 //UNUSED: #define PANIC_THRESHOLD 1000    /* panic threshold (sec) */
108
109 #define FREQ_TOLERANCE  0.000015 /* frequency tolerance (15 PPM) */
110 #define BURSTPOLL       0       /* initial poll */
111 #define MINPOLL         5       /* minimum poll interval. std ntpd uses 6 (6: 64 sec) */
112 /* If offset > discipline_jitter * POLLADJ_GATE, and poll interval is >= 2^BIGPOLL,
113  * then it is decreased _at once_. (If < 2^BIGPOLL, it will be decreased _eventually_).
114  */
115 #define BIGPOLL         10      /* 2^10 sec ~= 17 min */
116 #define MAXPOLL         12      /* maximum poll interval (12: 1.1h, 17: 36.4h). std ntpd uses 17 */
117 /* Actively lower poll when we see such big offsets.
118  * With STEP_THRESHOLD = 0.125, it means we try to sync more aggressively
119  * if offset increases over ~0.04 sec */
120 #define POLLDOWN_OFFSET (STEP_THRESHOLD / 3)
121 #define MINDISP         0.01    /* minimum dispersion (sec) */
122 #define MAXDISP         16      /* maximum dispersion (sec) */
123 #define MAXSTRAT        16      /* maximum stratum (infinity metric) */
124 #define MAXDIST         1       /* distance threshold (sec) */
125 #define MIN_SELECTED    1       /* minimum intersection survivors */
126 #define MIN_CLUSTERED   3       /* minimum cluster survivors */
127
128 #define MAXDRIFT        0.000500 /* frequency drift we can correct (500 PPM) */
129
130 /* Poll-adjust threshold.
131  * When we see that offset is small enough compared to discipline jitter,
132  * we grow a counter: += MINPOLL. When counter goes over POLLADJ_LIMIT,
133  * we poll_exp++. If offset isn't small, counter -= poll_exp*2,
134  * and when it goes below -POLLADJ_LIMIT, we poll_exp--.
135  * (Bumped from 30 to 40 since otherwise I often see poll_exp going *2* steps down)
136  */
137 #define POLLADJ_LIMIT   40
138 /* If offset < discipline_jitter * POLLADJ_GATE, then we decide to increase
139  * poll interval (we think we can't improve timekeeping
140  * by staying at smaller poll).
141  */
142 #define POLLADJ_GATE    4
143 #define TIMECONST_HACK_GATE 2
144 /* Compromise Allan intercept (sec). doc uses 1500, std ntpd uses 512 */
145 #define ALLAN           512
146 /* PLL loop gain */
147 #define PLL             65536
148 /* FLL loop gain [why it depends on MAXPOLL??] */
149 #define FLL             (MAXPOLL + 1)
150 /* Parameter averaging constant */
151 #define AVG             4
152
153
154 enum {
155         NTP_VERSION     = 4,
156         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
157
158         NTP_DIGESTSIZE     = 16,
159         NTP_MSGSIZE_NOAUTH = 48,
160         NTP_MSGSIZE        = (NTP_MSGSIZE_NOAUTH + 4 + NTP_DIGESTSIZE),
161
162         /* Status Masks */
163         MODE_MASK       = (7 << 0),
164         VERSION_MASK    = (7 << 3),
165         VERSION_SHIFT   = 3,
166         LI_MASK         = (3 << 6),
167
168         /* Leap Second Codes (high order two bits of m_status) */
169         LI_NOWARNING    = (0 << 6),    /* no warning */
170         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),    /* add a second (61 seconds) */
171         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),    /* minus a second (59 seconds) */
172         LI_ALARM        = (3 << 6),    /* alarm condition */
173
174         /* Mode values */
175         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
176         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
177         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
178         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
179         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
180         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
181         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
182         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
183 };
184
185 //TODO: better base selection
186 #define OFFSET_1900_1970 2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
187
188 #define NUM_DATAPOINTS  8
189
190 typedef struct {
191         uint32_t int_partl;
192         uint32_t fractionl;
193 } l_fixedpt_t;
194
195 typedef struct {
196         uint16_t int_parts;
197         uint16_t fractions;
198 } s_fixedpt_t;
199
200 typedef struct {
201         uint8_t     m_status;     /* status of local clock and leap info */
202         uint8_t     m_stratum;
203         uint8_t     m_ppoll;      /* poll value */
204         int8_t      m_precision_exp;
205         s_fixedpt_t m_rootdelay;
206         s_fixedpt_t m_rootdisp;
207         uint32_t    m_refid;
208         l_fixedpt_t m_reftime;
209         l_fixedpt_t m_orgtime;
210         l_fixedpt_t m_rectime;
211         l_fixedpt_t m_xmttime;
212         uint32_t    m_keyid;
213         uint8_t     m_digest[NTP_DIGESTSIZE];
214 } msg_t;
215
216 typedef struct {
217         double d_offset;
218         double d_recv_time;
219         double d_dispersion;
220 } datapoint_t;
221
222 typedef struct {
223         len_and_sockaddr *p_lsa;
224         char             *p_dotted;
225         int              p_fd;
226         int              datapoint_idx;
227         uint32_t         lastpkt_refid;
228         uint8_t          lastpkt_status;
229         uint8_t          lastpkt_stratum;
230         uint8_t          reachable_bits;
231         /* when to send new query (if p_fd == -1)
232          * or when receive times out (if p_fd >= 0): */
233         double           next_action_time;
234         double           p_xmttime;
235         double           lastpkt_recv_time;
236         double           lastpkt_delay;
237         double           lastpkt_rootdelay;
238         double           lastpkt_rootdisp;
239         /* produced by filter algorithm: */
240         double           filter_offset;
241         double           filter_dispersion;
242         double           filter_jitter;
243         datapoint_t      filter_datapoint[NUM_DATAPOINTS];
244         /* last sent packet: */
245         msg_t            p_xmt_msg;
246 } peer_t;
247
248
249 #define USING_KERNEL_PLL_LOOP          1
250 #define USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION  0
251
252 enum {
253         OPT_n = (1 << 0),
254         OPT_q = (1 << 1),
255         OPT_N = (1 << 2),
256         OPT_x = (1 << 3),
257         /* Insert new options above this line. */
258         /* Non-compat options: */
259         OPT_w = (1 << 4),
260         OPT_p = (1 << 5),
261         OPT_S = (1 << 6),
262         OPT_l = (1 << 7) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
263         /* We hijack some bits for other purposes */
264         OPT_qq = (1 << 31),
265 };
266
267 struct globals {
268         double   cur_time;
269         /* total round trip delay to currently selected reference clock */
270         double   rootdelay;
271         /* reference timestamp: time when the system clock was last set or corrected */
272         double   reftime;
273         /* total dispersion to currently selected reference clock */
274         double   rootdisp;
275
276         double   last_script_run;
277         char     *script_name;
278         llist_t  *ntp_peers;
279 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
280         int      listen_fd;
281 # define G_listen_fd (G.listen_fd)
282 #else
283 # define G_listen_fd (-1)
284 #endif
285         unsigned verbose;
286         unsigned peer_cnt;
287         /* refid: 32-bit code identifying the particular server or reference clock
288          * in stratum 0 packets this is a four-character ASCII string,
289          * called the kiss code, used for debugging and monitoring
290          * in stratum 1 packets this is a four-character ASCII string
291          * assigned to the reference clock by IANA. Example: "GPS "
292          * in stratum 2+ packets, it's IPv4 address or 4 first bytes
293          * of MD5 hash of IPv6
294          */
295         uint32_t refid;
296         uint8_t  ntp_status;
297         /* precision is defined as the larger of the resolution and time to
298          * read the clock, in log2 units.  For instance, the precision of a
299          * mains-frequency clock incrementing at 60 Hz is 16 ms, even when the
300          * system clock hardware representation is to the nanosecond.
301          *
302          * Delays, jitters of various kinds are clamped down to precision.
303          *
304          * If precision_sec is too large, discipline_jitter gets clamped to it
305          * and if offset is smaller than discipline_jitter * POLLADJ_GATE, poll
306          * interval grows even though we really can benefit from staying at
307          * smaller one, collecting non-lagged datapoits and correcting offset.
308          * (Lagged datapoits exist when poll_exp is large but we still have
309          * systematic offset error - the time distance between datapoints
310          * is significant and older datapoints have smaller offsets.
311          * This makes our offset estimation a bit smaller than reality)
312          * Due to this effect, setting G_precision_sec close to
313          * STEP_THRESHOLD isn't such a good idea - offsets may grow
314          * too big and we will step. I observed it with -6.
315          *
316          * OTOH, setting precision_sec far too small would result in futile
317          * attempts to syncronize to an unachievable precision.
318          *
319          * -6 is 1/64 sec, -7 is 1/128 sec and so on.
320          * -8 is 1/256 ~= 0.003906 (worked well for me --vda)
321          * -9 is 1/512 ~= 0.001953 (let's try this for some time)
322          */
323 #define G_precision_exp  -9
324         /*
325          * G_precision_exp is used only for construction outgoing packets.
326          * It's ok to set G_precision_sec to a slightly different value
327          * (One which is "nicer looking" in logs).
328          * Exact value would be (1.0 / (1 << (- G_precision_exp))):
329          */
330 #define G_precision_sec  0.002
331         uint8_t  stratum;
332         /* Bool. After set to 1, never goes back to 0: */
333         smallint initial_poll_complete;
334
335 #define STATE_NSET      0       /* initial state, "nothing is set" */
336 //#define STATE_FSET    1       /* frequency set from file */
337 #define STATE_SPIK      2       /* spike detected */
338 //#define STATE_FREQ    3       /* initial frequency */
339 #define STATE_SYNC      4       /* clock synchronized (normal operation) */
340         uint8_t  discipline_state;      // doc calls it c.state
341         uint8_t  poll_exp;              // s.poll
342         int      polladj_count;         // c.count
343         long     kernel_freq_drift;
344         peer_t   *last_update_peer;
345         double   last_update_offset;    // c.last
346         double   last_update_recv_time; // s.t
347         double   discipline_jitter;     // c.jitter
348         /* Since we only compare it with ints, can simplify code
349          * by not making this variable floating point:
350          */
351         unsigned offset_to_jitter_ratio;
352         //double   cluster_offset;        // s.offset
353         //double   cluster_jitter;        // s.jitter
354 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
355         double   discipline_freq_drift; // c.freq
356         /* Maybe conditionally calculate wander? it's used only for logging */
357         double   discipline_wander;     // c.wander
358 #endif
359 };
360 #define G (*ptr_to_globals)
361
362 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
363
364
365 #define VERB1 if (MAX_VERBOSE && G.verbose)
366 #define VERB2 if (MAX_VERBOSE >= 2 && G.verbose >= 2)
367 #define VERB3 if (MAX_VERBOSE >= 3 && G.verbose >= 3)
368 #define VERB4 if (MAX_VERBOSE >= 4 && G.verbose >= 4)
369 #define VERB5 if (MAX_VERBOSE >= 5 && G.verbose >= 5)
370
371
372 static double LOG2D(int a)
373 {
374         if (a < 0)
375                 return 1.0 / (1UL << -a);
376         return 1UL << a;
377 }
378 static ALWAYS_INLINE double SQUARE(double x)
379 {
380         return x * x;
381 }
382 static ALWAYS_INLINE double MAXD(double a, double b)
383 {
384         if (a > b)
385                 return a;
386         return b;
387 }
388 static ALWAYS_INLINE double MIND(double a, double b)
389 {
390         if (a < b)
391                 return a;
392         return b;
393 }
394 static NOINLINE double my_SQRT(double X)
395 {
396         union {
397                 float   f;
398                 int32_t i;
399         } v;
400         double invsqrt;
401         double Xhalf = X * 0.5;
402
403         /* Fast and good approximation to 1/sqrt(X), black magic */
404         v.f = X;
405         /*v.i = 0x5f3759df - (v.i >> 1);*/
406         v.i = 0x5f375a86 - (v.i >> 1); /* - this constant is slightly better */
407         invsqrt = v.f; /* better than 0.2% accuracy */
408
409         /* Refining it using Newton's method: x1 = x0 - f(x0)/f'(x0)
410          * f(x) = 1/(x*x) - X  (f==0 when x = 1/sqrt(X))
411          * f'(x) = -2/(x*x*x)
412          * f(x)/f'(x) = (X - 1/(x*x)) / (2/(x*x*x)) = X*x*x*x/2 - x/2
413          * x1 = x0 - (X*x0*x0*x0/2 - x0/2) = 1.5*x0 - X*x0*x0*x0/2 = x0*(1.5 - (X/2)*x0*x0)
414          */
415         invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); /* ~0.05% accuracy */
416         /* invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); 2nd iter: ~0.0001% accuracy */
417         /* With 4 iterations, more than half results will be exact,
418          * at 6th iterations result stabilizes with about 72% results exact.
419          * We are well satisfied with 0.05% accuracy.
420          */
421
422         return X * invsqrt; /* X * 1/sqrt(X) ~= sqrt(X) */
423 }
424 static ALWAYS_INLINE double SQRT(double X)
425 {
426         /* If this arch doesn't use IEEE 754 floats, fall back to using libm */
427         if (sizeof(float) != 4)
428                 return sqrt(X);
429
430         /* This avoids needing libm, saves about 0.5k on x86-32 */
431         return my_SQRT(X);
432 }
433
434 static double
435 gettime1900d(void)
436 {
437         struct timeval tv;
438         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
439         G.cur_time = tv.tv_sec + (1.0e-6 * tv.tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
440         return G.cur_time;
441 }
442
443 static void
444 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
445 {
446         tv->tv_sec = (long)d;
447         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
448 }
449
450 static double
451 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
452 {
453         double ret;
454         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
455         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
456         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
457         return ret;
458 }
459 static double
460 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
461 {
462         double ret;
463         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
464         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
465         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
466         return ret;
467 }
468 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
469 static l_fixedpt_t
470 d_to_lfp(double d)
471 {
472         l_fixedpt_t lfp;
473         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
474         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
475         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
476         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
477         return lfp;
478 }
479 static s_fixedpt_t
480 d_to_sfp(double d)
481 {
482         s_fixedpt_t sfp;
483         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
484         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
485         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
486         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
487         return sfp;
488 }
489 #endif
490
491 static double
492 dispersion(const datapoint_t *dp)
493 {
494         return dp->d_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - dp->d_recv_time);
495 }
496
497 static double
498 root_distance(peer_t *p)
499 {
500         /* The root synchronization distance is the maximum error due to
501          * all causes of the local clock relative to the primary server.
502          * It is defined as half the total delay plus total dispersion
503          * plus peer jitter.
504          */
505         return MAXD(MINDISP, p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay) / 2
506                 + p->lastpkt_rootdisp
507                 + p->filter_dispersion
508                 + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time)
509                 + p->filter_jitter;
510 }
511
512 static void
513 set_next(peer_t *p, unsigned t)
514 {
515         p->next_action_time = G.cur_time + t;
516 }
517
518 /*
519  * Peer clock filter and its helpers
520  */
521 static void
522 filter_datapoints(peer_t *p)
523 {
524         int i, idx;
525         double sum, wavg;
526         datapoint_t *fdp;
527
528 #if 0
529 /* Simulations have shown that use of *averaged* offset for p->filter_offset
530  * is in fact worse than simply using last received one: with large poll intervals
531  * (>= 2048) averaging code uses offset values which are outdated by hours,
532  * and time/frequency correction goes totally wrong when fed essentially bogus offsets.
533  */
534         int got_newest;
535         double minoff, maxoff, w;
536         double x = x; /* for compiler */
537         double oldest_off = oldest_off;
538         double oldest_age = oldest_age;
539         double newest_off = newest_off;
540         double newest_age = newest_age;
541
542         fdp = p->filter_datapoint;
543
544         minoff = maxoff = fdp[0].d_offset;
545         for (i = 1; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
546                 if (minoff > fdp[i].d_offset)
547                         minoff = fdp[i].d_offset;
548                 if (maxoff < fdp[i].d_offset)
549                         maxoff = fdp[i].d_offset;
550         }
551
552         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
553         /* Average offset:
554          * Drop two outliers and take weighted average of the rest:
555          * most_recent/2 + older1/4 + older2/8 ... + older5/32 + older6/32
556          * we use older6/32, not older6/64 since sum of weights should be 1:
557          * 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/32 = 1
558          */
559         wavg = 0;
560         w = 0.5;
561         /*                     n-1
562          *                     ---    dispersion(i)
563          * filter_dispersion =  \     -------------
564          *                      /       (i+1)
565          *                     ---     2
566          *                     i=0
567          */
568         got_newest = 0;
569         sum = 0;
570         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
571                 VERB4 {
572                         bb_error_msg("datapoint[%d]: off:%f disp:%f(%f) age:%f%s",
573                                 i,
574                                 fdp[idx].d_offset,
575                                 fdp[idx].d_dispersion, dispersion(&fdp[idx]),
576                                 G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time,
577                                 (minoff == fdp[idx].d_offset || maxoff == fdp[idx].d_offset)
578                                         ? " (outlier by offset)" : ""
579                         );
580                 }
581
582                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
583
584                 if (minoff == fdp[idx].d_offset) {
585                         minoff -= 1; /* so that we don't match it ever again */
586                 } else
587                 if (maxoff == fdp[idx].d_offset) {
588                         maxoff += 1;
589                 } else {
590                         oldest_off = fdp[idx].d_offset;
591                         oldest_age = G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time;
592                         if (!got_newest) {
593                                 got_newest = 1;
594                                 newest_off = oldest_off;
595                                 newest_age = oldest_age;
596                         }
597                         x = oldest_off * w;
598                         wavg += x;
599                         w /= 2;
600                 }
601
602                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
603         }
604         p->filter_dispersion = sum;
605         wavg += x; /* add another older6/64 to form older6/32 */
606         /* Fix systematic underestimation with large poll intervals.
607          * Imagine that we still have a bit of uncorrected drift,
608          * and poll interval is big (say, 100 sec). Offsets form a progression:
609          * 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 - 0.7 is most recent.
610          * The algorithm above drops 0.0 and 0.7 as outliers,
611          * and then we have this estimation, ~25% off from 0.7:
612          * 0.1/32 + 0.2/32 + 0.3/16 + 0.4/8 + 0.5/4 + 0.6/2 = 0.503125
613          */
614         x = oldest_age - newest_age;
615         if (x != 0) {
616                 x = newest_age / x; /* in above example, 100 / (600 - 100) */
617                 if (x < 1) { /* paranoia check */
618                         x = (newest_off - oldest_off) * x; /* 0.5 * 100/500 = 0.1 */
619                         wavg += x;
620                 }
621         }
622         p->filter_offset = wavg;
623
624 #else
625
626         fdp = p->filter_datapoint;
627         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
628
629         /* filter_offset: simply use the most recent value */
630         p->filter_offset = fdp[idx].d_offset;
631
632         /*                     n-1
633          *                     ---    dispersion(i)
634          * filter_dispersion =  \     -------------
635          *                      /       (i+1)
636          *                     ---     2
637          *                     i=0
638          */
639         wavg = 0;
640         sum = 0;
641         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
642                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
643                 wavg += fdp[idx].d_offset;
644                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
645         }
646         wavg /= NUM_DATAPOINTS;
647         p->filter_dispersion = sum;
648 #endif
649
650         /*                  +-----                 -----+ ^ 1/2
651          *                  |       n-1                 |
652          *                  |       ---                 |
653          *                  |  1    \                2  |
654          * filter_jitter =  | --- * /  (avg-offset_j)   |
655          *                  |  n    ---                 |
656          *                  |       j=0                 |
657          *                  +-----                 -----+
658          * where n is the number of valid datapoints in the filter (n > 1);
659          * if filter_jitter < precision then filter_jitter = precision
660          */
661         sum = 0;
662         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
663                 sum += SQUARE(wavg - fdp[i].d_offset);
664         }
665         sum = SQRT(sum / NUM_DATAPOINTS);
666         p->filter_jitter = sum > G_precision_sec ? sum : G_precision_sec;
667
668         VERB3 bb_error_msg("filter offset:%+f disp:%f jitter:%f",
669                         p->filter_offset,
670                         p->filter_dispersion,
671                         p->filter_jitter);
672 }
673
674 static void
675 reset_peer_stats(peer_t *p, double offset)
676 {
677         int i;
678         bool small_ofs = fabs(offset) < 16 * STEP_THRESHOLD;
679
680         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
681                 if (small_ofs) {
682                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time += offset;
683                         if (p->filter_datapoint[i].d_offset != 0) {
684                                 p->filter_datapoint[i].d_offset -= offset;
685                                 //bb_error_msg("p->filter_datapoint[%d].d_offset %f -> %f",
686                                 //      i,
687                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset + offset,
688                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset);
689                         }
690                 } else {
691                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time  = G.cur_time;
692                         p->filter_datapoint[i].d_offset     = 0;
693                         p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP;
694                 }
695         }
696         if (small_ofs) {
697                 p->lastpkt_recv_time += offset;
698         } else {
699                 p->reachable_bits = 0;
700                 p->lastpkt_recv_time = G.cur_time;
701         }
702         filter_datapoints(p); /* recalc p->filter_xxx */
703         VERB5 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
704 }
705
706 static void
707 add_peers(char *s)
708 {
709         peer_t *p;
710
711         p = xzalloc(sizeof(*p));
712         p->p_lsa = xhost2sockaddr(s, 123);
713         p->p_dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->p_lsa->u.sa);
714         p->p_fd = -1;
715         p->p_xmt_msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
716         p->next_action_time = G.cur_time; /* = set_next(p, 0); */
717         reset_peer_stats(p, 16 * STEP_THRESHOLD);
718
719         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
720         G.peer_cnt++;
721 }
722
723 static int
724 do_sendto(int fd,
725                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
726                 msg_t *msg, ssize_t len)
727 {
728         ssize_t ret;
729
730         errno = 0;
731         if (!from) {
732                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
733         } else {
734                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
735         }
736         if (ret != len) {
737                 bb_perror_msg("send failed");
738                 return -1;
739         }
740         return 0;
741 }
742
743 static void
744 send_query_to_peer(peer_t *p)
745 {
746         /* Why do we need to bind()?
747          * See what happens when we don't bind:
748          *
749          * socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
750          * setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
751          * gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
752          * sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
753          * ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
754          * time(NULL)              = 1259071266
755          * write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
756          * poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
757          * recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
758          * ^^^ this recv will receive packets to any local port!
759          *
760          * Uncomment this and use strace to see it in action:
761          */
762 #define PROBE_LOCAL_ADDR /* { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); } */
763
764         if (p->p_fd == -1) {
765                 int fd, family;
766                 len_and_sockaddr *local_lsa;
767
768                 family = p->p_lsa->u.sa.sa_family;
769                 p->p_fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
770                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
771                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
772                  * and remembered in p->p_fd, thus later recv(p->p_fd)
773                  * receives only packets sent to this port.
774                  */
775                 PROBE_LOCAL_ADDR
776                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
777                 PROBE_LOCAL_ADDR
778 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
779                 if (family == AF_INET)
780 #endif
781                         setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
782                 free(local_lsa);
783         }
784
785         /* Emit message _before_ attempted send. Think of a very short
786          * roundtrip networks: we need to go back to recv loop ASAP,
787          * to reduce delay. Printing messages after send works against that.
788          */
789         VERB1 bb_error_msg("sending query to %s", p->p_dotted);
790
791         /*
792          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
793          * server will copy said number into the originate field on the
794          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
795          *
796          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
797          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
798          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
799          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
800          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
801          *
802          * Save the real transmit timestamp locally.
803          */
804         p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl = random();
805         p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl = random();
806         p->p_xmttime = gettime1900d();
807
808         /* Was doing it only if sendto worked, but
809          * loss of sync detection needs reachable_bits updated
810          * even if sending fails *locally*:
811          * "network is unreachable" because cable was pulled?
812          * We still need to declare "unsync" if this condition persists.
813          */
814         p->reachable_bits <<= 1;
815
816         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
817                         &p->p_xmt_msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
818         ) {
819                 close(p->p_fd);
820                 p->p_fd = -1;
821                 set_next(p, RETRY_INTERVAL);
822                 return;
823         }
824
825         set_next(p, RESPONSE_INTERVAL);
826 }
827
828
829 /* Note that there is no provision to prevent several run_scripts
830  * to be done in quick succession. In fact, it happens rather often
831  * if initial syncronization results in a step.
832  * You will see "step" and then "stratum" script runs, sometimes
833  * as close as only 0.002 seconds apart.
834  * Script should be ready to deal with this.
835  */
836 static void run_script(const char *action, double offset)
837 {
838         char *argv[3];
839         char *env1, *env2, *env3, *env4;
840
841         G.last_script_run = G.cur_time;
842
843         if (!G.script_name)
844                 return;
845
846         argv[0] = (char*) G.script_name;
847         argv[1] = (char*) action;
848         argv[2] = NULL;
849
850         VERB1 bb_error_msg("executing '%s %s'", G.script_name, action);
851
852         env1 = xasprintf("%s=%u", "stratum", G.stratum);
853         putenv(env1);
854         env2 = xasprintf("%s=%ld", "freq_drift_ppm", G.kernel_freq_drift);
855         putenv(env2);
856         env3 = xasprintf("%s=%u", "poll_interval", 1 << G.poll_exp);
857         putenv(env3);
858         env4 = xasprintf("%s=%f", "offset", offset);
859         putenv(env4);
860         /* Other items of potential interest: selected peer,
861          * rootdelay, reftime, rootdisp, refid, ntp_status,
862          * last_update_offset, last_update_recv_time, discipline_jitter,
863          * how many peers have reachable_bits = 0?
864          */
865
866         /* Don't want to wait: it may run hwclock --systohc, and that
867          * may take some time (seconds): */
868         /*spawn_and_wait(argv);*/
869         spawn(argv);
870
871         unsetenv("stratum");
872         unsetenv("freq_drift_ppm");
873         unsetenv("poll_interval");
874         unsetenv("offset");
875         free(env1);
876         free(env2);
877         free(env3);
878         free(env4);
879 }
880
881 static NOINLINE void
882 step_time(double offset)
883 {
884         llist_t *item;
885         double dtime;
886         struct timeval tvc, tvn;
887         char buf[sizeof("yyyy-mm-dd hh:mm:ss") + /*paranoia:*/ 4];
888         time_t tval;
889
890         gettimeofday(&tvc, NULL); /* never fails */
891         dtime = tvc.tv_sec + (1.0e-6 * tvc.tv_usec) + offset;
892         d_to_tv(dtime, &tvn);
893         if (settimeofday(&tvn, NULL) == -1)
894                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
895
896         VERB2 {
897                 tval = tvc.tv_sec;
898                 strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
899                 bb_error_msg("current time is %s.%06u", buf, (unsigned)tvc.tv_usec);
900         }
901         tval = tvn.tv_sec;
902         strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
903         bb_error_msg("setting time to %s.%06u (offset %+fs)", buf, (unsigned)tvn.tv_usec, offset);
904
905         /* Correct various fields which contain time-relative values: */
906
907         /* Globals: */
908         G.cur_time += offset;
909         G.last_update_recv_time += offset;
910         G.last_script_run += offset;
911
912         /* p->lastpkt_recv_time, p->next_action_time and such: */
913         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
914                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
915                 reset_peer_stats(pp, offset);
916                 //bb_error_msg("offset:%+f pp->next_action_time:%f -> %f",
917                 //      offset, pp->next_action_time, pp->next_action_time + offset);
918                 pp->next_action_time += offset;
919                 if (pp->p_fd >= 0) {
920                         /* We wait for reply from this peer too.
921                          * But due to step we are doing, reply's data is no longer
922                          * useful (in fact, it'll be bogus). Stop waiting for it.
923                          */
924                         close(pp->p_fd);
925                         pp->p_fd = -1;
926                         set_next(pp, RETRY_INTERVAL);
927                 }
928         }
929 }
930
931
932 /*
933  * Selection and clustering, and their helpers
934  */
935 typedef struct {
936         peer_t *p;
937         int    type;
938         double edge;
939         double opt_rd; /* optimization */
940 } point_t;
941 static int
942 compare_point_edge(const void *aa, const void *bb)
943 {
944         const point_t *a = aa;
945         const point_t *b = bb;
946         if (a->edge < b->edge) {
947                 return -1;
948         }
949         return (a->edge > b->edge);
950 }
951 typedef struct {
952         peer_t *p;
953         double metric;
954 } survivor_t;
955 static int
956 compare_survivor_metric(const void *aa, const void *bb)
957 {
958         const survivor_t *a = aa;
959         const survivor_t *b = bb;
960         if (a->metric < b->metric) {
961                 return -1;
962         }
963         return (a->metric > b->metric);
964 }
965 static int
966 fit(peer_t *p, double rd)
967 {
968         if ((p->reachable_bits & (p->reachable_bits-1)) == 0) {
969                 /* One or zero bits in reachable_bits */
970                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: unreachable", p->p_dotted);
971                 return 0;
972         }
973 #if 0 /* we filter out such packets earlier */
974         if ((p->lastpkt_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
975          || p->lastpkt_stratum >= MAXSTRAT
976         ) {
977                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: bad status/stratum", p->p_dotted);
978                 return 0;
979         }
980 #endif
981         /* rd is root_distance(p) */
982         if (rd > MAXDIST + FREQ_TOLERANCE * (1 << G.poll_exp)) {
983                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: root distance too high", p->p_dotted);
984                 return 0;
985         }
986 //TODO
987 //      /* Do we have a loop? */
988 //      if (p->refid == p->dstaddr || p->refid == s.refid)
989 //              return 0;
990         return 1;
991 }
992 static peer_t*
993 select_and_cluster(void)
994 {
995         peer_t     *p;
996         llist_t    *item;
997         int        i, j;
998         int        size = 3 * G.peer_cnt;
999         /* for selection algorithm */
1000         point_t    point[size];
1001         unsigned   num_points, num_candidates;
1002         double     low, high;
1003         unsigned   num_falsetickers;
1004         /* for cluster algorithm */
1005         survivor_t survivor[size];
1006         unsigned   num_survivors;
1007
1008         /* Selection */
1009
1010         num_points = 0;
1011         item = G.ntp_peers;
1012         if (G.initial_poll_complete) while (item != NULL) {
1013                 double rd, offset;
1014
1015                 p = (peer_t *) item->data;
1016                 rd = root_distance(p);
1017                 offset = p->filter_offset;
1018                 if (!fit(p, rd)) {
1019                         item = item->link;
1020                         continue;
1021                 }
1022
1023                 VERB4 bb_error_msg("interval: [%f %f %f] %s",
1024                                 offset - rd,
1025                                 offset,
1026                                 offset + rd,
1027                                 p->p_dotted
1028                 );
1029                 point[num_points].p = p;
1030                 point[num_points].type = -1;
1031                 point[num_points].edge = offset - rd;
1032                 point[num_points].opt_rd = rd;
1033                 num_points++;
1034                 point[num_points].p = p;
1035                 point[num_points].type = 0;
1036                 point[num_points].edge = offset;
1037                 point[num_points].opt_rd = rd;
1038                 num_points++;
1039                 point[num_points].p = p;
1040                 point[num_points].type = 1;
1041                 point[num_points].edge = offset + rd;
1042                 point[num_points].opt_rd = rd;
1043                 num_points++;
1044                 item = item->link;
1045         }
1046         num_candidates = num_points / 3;
1047         if (num_candidates == 0) {
1048                 VERB3 bb_error_msg("no valid datapoints, no peer selected");
1049                 return NULL;
1050         }
1051 //TODO: sorting does not seem to be done in reference code
1052         qsort(point, num_points, sizeof(point[0]), compare_point_edge);
1053
1054         /* Start with the assumption that there are no falsetickers.
1055          * Attempt to find a nonempty intersection interval containing
1056          * the midpoints of all truechimers.
1057          * If a nonempty interval cannot be found, increase the number
1058          * of assumed falsetickers by one and try again.
1059          * If a nonempty interval is found and the number of falsetickers
1060          * is less than the number of truechimers, a majority has been found
1061          * and the midpoint of each truechimer represents
1062          * the candidates available to the cluster algorithm.
1063          */
1064         num_falsetickers = 0;
1065         while (1) {
1066                 int c;
1067                 unsigned num_midpoints = 0;
1068
1069                 low = 1 << 9;
1070                 high = - (1 << 9);
1071                 c = 0;
1072                 for (i = 0; i < num_points; i++) {
1073                         /* We want to do:
1074                          * if (point[i].type == -1) c++;
1075                          * if (point[i].type == 1) c--;
1076                          * and it's simpler to do it this way:
1077                          */
1078                         c -= point[i].type;
1079                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1080                                 /* If it was c++ and it got big enough... */
1081                                 low = point[i].edge;
1082                                 break;
1083                         }
1084                         if (point[i].type == 0)
1085                                 num_midpoints++;
1086                 }
1087                 c = 0;
1088                 for (i = num_points-1; i >= 0; i--) {
1089                         c += point[i].type;
1090                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1091                                 high = point[i].edge;
1092                                 break;
1093                         }
1094                         if (point[i].type == 0)
1095                                 num_midpoints++;
1096                 }
1097                 /* If the number of midpoints is greater than the number
1098                  * of allowed falsetickers, the intersection contains at
1099                  * least one truechimer with no midpoint - bad.
1100                  * Also, interval should be nonempty.
1101                  */
1102                 if (num_midpoints <= num_falsetickers && low < high)
1103                         break;
1104                 num_falsetickers++;
1105                 if (num_falsetickers * 2 >= num_candidates) {
1106                         VERB3 bb_error_msg("too many falsetickers:%d (candidates:%d), no peer selected",
1107                                         num_falsetickers, num_candidates);
1108                         return NULL;
1109                 }
1110         }
1111         VERB3 bb_error_msg("selected interval: [%f, %f]; candidates:%d falsetickers:%d",
1112                         low, high, num_candidates, num_falsetickers);
1113
1114         /* Clustering */
1115
1116         /* Construct a list of survivors (p, metric)
1117          * from the chime list, where metric is dominated
1118          * first by stratum and then by root distance.
1119          * All other things being equal, this is the order of preference.
1120          */
1121         num_survivors = 0;
1122         for (i = 0; i < num_points; i++) {
1123                 if (point[i].edge < low || point[i].edge > high)
1124                         continue;
1125                 p = point[i].p;
1126                 survivor[num_survivors].p = p;
1127                 /* x.opt_rd == root_distance(p); */
1128                 survivor[num_survivors].metric = MAXDIST * p->lastpkt_stratum + point[i].opt_rd;
1129                 VERB4 bb_error_msg("survivor[%d] metric:%f peer:%s",
1130                         num_survivors, survivor[num_survivors].metric, p->p_dotted);
1131                 num_survivors++;
1132         }
1133         /* There must be at least MIN_SELECTED survivors to satisfy the
1134          * correctness assertions. Ordinarily, the Byzantine criteria
1135          * require four survivors, but for the demonstration here, one
1136          * is acceptable.
1137          */
1138         if (num_survivors < MIN_SELECTED) {
1139                 VERB3 bb_error_msg("num_survivors %d < %d, no peer selected",
1140                                 num_survivors, MIN_SELECTED);
1141                 return NULL;
1142         }
1143
1144 //looks like this is ONLY used by the fact that later we pick survivor[0].
1145 //we can avoid sorting then, just find the minimum once!
1146         qsort(survivor, num_survivors, sizeof(survivor[0]), compare_survivor_metric);
1147
1148         /* For each association p in turn, calculate the selection
1149          * jitter p->sjitter as the square root of the sum of squares
1150          * (p->offset - q->offset) over all q associations. The idea is
1151          * to repeatedly discard the survivor with maximum selection
1152          * jitter until a termination condition is met.
1153          */
1154         while (1) {
1155                 unsigned max_idx = max_idx;
1156                 double max_selection_jitter = max_selection_jitter;
1157                 double min_jitter = min_jitter;
1158
1159                 if (num_survivors <= MIN_CLUSTERED) {
1160                         VERB3 bb_error_msg("num_survivors %d <= %d, not discarding more",
1161                                         num_survivors, MIN_CLUSTERED);
1162                         break;
1163                 }
1164
1165                 /* To make sure a few survivors are left
1166                  * for the clustering algorithm to chew on,
1167                  * we stop if the number of survivors
1168                  * is less than or equal to MIN_CLUSTERED (3).
1169                  */
1170                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1171                         double selection_jitter_sq;
1172
1173                         p = survivor[i].p;
1174                         if (i == 0 || p->filter_jitter < min_jitter)
1175                                 min_jitter = p->filter_jitter;
1176
1177                         selection_jitter_sq = 0;
1178                         for (j = 0; j < num_survivors; j++) {
1179                                 peer_t *q = survivor[j].p;
1180                                 selection_jitter_sq += SQUARE(p->filter_offset - q->filter_offset);
1181                         }
1182                         if (i == 0 || selection_jitter_sq > max_selection_jitter) {
1183                                 max_selection_jitter = selection_jitter_sq;
1184                                 max_idx = i;
1185                         }
1186                         VERB5 bb_error_msg("survivor %d selection_jitter^2:%f",
1187                                         i, selection_jitter_sq);
1188                 }
1189                 max_selection_jitter = SQRT(max_selection_jitter / num_survivors);
1190                 VERB4 bb_error_msg("max_selection_jitter (at %d):%f min_jitter:%f",
1191                                 max_idx, max_selection_jitter, min_jitter);
1192
1193                 /* If the maximum selection jitter is less than the
1194                  * minimum peer jitter, then tossing out more survivors
1195                  * will not lower the minimum peer jitter, so we might
1196                  * as well stop.
1197                  */
1198                 if (max_selection_jitter < min_jitter) {
1199                         VERB3 bb_error_msg("max_selection_jitter:%f < min_jitter:%f, num_survivors:%d, not discarding more",
1200                                         max_selection_jitter, min_jitter, num_survivors);
1201                         break;
1202                 }
1203
1204                 /* Delete survivor[max_idx] from the list
1205                  * and go around again.
1206                  */
1207                 VERB5 bb_error_msg("dropping survivor %d", max_idx);
1208                 num_survivors--;
1209                 while (max_idx < num_survivors) {
1210                         survivor[max_idx] = survivor[max_idx + 1];
1211                         max_idx++;
1212                 }
1213         }
1214
1215         if (0) {
1216                 /* Combine the offsets of the clustering algorithm survivors
1217                  * using a weighted average with weight determined by the root
1218                  * distance. Compute the selection jitter as the weighted RMS
1219                  * difference between the first survivor and the remaining
1220                  * survivors. In some cases the inherent clock jitter can be
1221                  * reduced by not using this algorithm, especially when frequent
1222                  * clockhopping is involved. bbox: thus we don't do it.
1223                  */
1224                 double x, y, z, w;
1225                 y = z = w = 0;
1226                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1227                         p = survivor[i].p;
1228                         x = root_distance(p);
1229                         y += 1 / x;
1230                         z += p->filter_offset / x;
1231                         w += SQUARE(p->filter_offset - survivor[0].p->filter_offset) / x;
1232                 }
1233                 //G.cluster_offset = z / y;
1234                 //G.cluster_jitter = SQRT(w / y);
1235         }
1236
1237         /* Pick the best clock. If the old system peer is on the list
1238          * and at the same stratum as the first survivor on the list,
1239          * then don't do a clock hop. Otherwise, select the first
1240          * survivor on the list as the new system peer.
1241          */
1242         p = survivor[0].p;
1243         if (G.last_update_peer
1244          && G.last_update_peer->lastpkt_stratum <= p->lastpkt_stratum
1245         ) {
1246                 /* Starting from 1 is ok here */
1247                 for (i = 1; i < num_survivors; i++) {
1248                         if (G.last_update_peer == survivor[i].p) {
1249                                 VERB4 bb_error_msg("keeping old synced peer");
1250                                 p = G.last_update_peer;
1251                                 goto keep_old;
1252                         }
1253                 }
1254         }
1255         G.last_update_peer = p;
1256  keep_old:
1257         VERB3 bb_error_msg("selected peer %s filter_offset:%+f age:%f",
1258                         p->p_dotted,
1259                         p->filter_offset,
1260                         G.cur_time - p->lastpkt_recv_time
1261         );
1262         return p;
1263 }
1264
1265
1266 /*
1267  * Local clock discipline and its helpers
1268  */
1269 static void
1270 set_new_values(int disc_state, double offset, double recv_time)
1271 {
1272         /* Enter new state and set state variables. Note we use the time
1273          * of the last clock filter sample, which must be earlier than
1274          * the current time.
1275          */
1276         VERB3 bb_error_msg("disc_state=%d last update offset=%f recv_time=%f",
1277                         disc_state, offset, recv_time);
1278         G.discipline_state = disc_state;
1279         G.last_update_offset = offset;
1280         G.last_update_recv_time = recv_time;
1281 }
1282 /* Return: -1: decrease poll interval, 0: leave as is, 1: increase */
1283 static NOINLINE int
1284 update_local_clock(peer_t *p)
1285 {
1286         int rc;
1287         struct timex tmx;
1288         /* Note: can use G.cluster_offset instead: */
1289         double offset = p->filter_offset;
1290         double recv_time = p->lastpkt_recv_time;
1291         double abs_offset;
1292 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1293         double freq_drift;
1294 #endif
1295         double since_last_update;
1296         double etemp, dtemp;
1297
1298         abs_offset = fabs(offset);
1299
1300 #if 0
1301         /* If needed, -S script can do it by looking at $offset
1302          * env var and killing parent */
1303         /* If the offset is too large, give up and go home */
1304         if (abs_offset > PANIC_THRESHOLD) {
1305                 bb_error_msg_and_die("offset %f far too big, exiting", offset);
1306         }
1307 #endif
1308
1309         /* If this is an old update, for instance as the result
1310          * of a system peer change, avoid it. We never use
1311          * an old sample or the same sample twice.
1312          */
1313         if (recv_time <= G.last_update_recv_time) {
1314                 VERB3 bb_error_msg("same or older datapoint: %f >= %f, not using it",
1315                                 G.last_update_recv_time, recv_time);
1316                 return 0; /* "leave poll interval as is" */
1317         }
1318
1319         /* Clock state machine transition function. This is where the
1320          * action is and defines how the system reacts to large time
1321          * and frequency errors.
1322          */
1323         since_last_update = recv_time - G.reftime;
1324 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1325         freq_drift = 0;
1326 #endif
1327 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1328         if (G.discipline_state == STATE_FREQ) {
1329                 /* Ignore updates until the stepout threshold */
1330                 if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1331                         VERB3 bb_error_msg("measuring drift, datapoint ignored, %f sec remains",
1332                                         WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1333                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1334                 }
1335 # if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1336                 freq_drift = (offset - G.last_update_offset) / since_last_update;
1337 # endif
1338         }
1339 #endif
1340
1341         /* There are two main regimes: when the
1342          * offset exceeds the step threshold and when it does not.
1343          */
1344         if (abs_offset > STEP_THRESHOLD) {
1345                 switch (G.discipline_state) {
1346                 case STATE_SYNC:
1347                         /* The first outlyer: ignore it, switch to SPIK state */
1348                         VERB3 bb_error_msg("offset:%+f - spike detected", offset);
1349                         G.discipline_state = STATE_SPIK;
1350                         return -1; /* "decrease poll interval" */
1351
1352                 case STATE_SPIK:
1353                         /* Ignore succeeding outlyers until either an inlyer
1354                          * is found or the stepout threshold is exceeded.
1355                          */
1356                         if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1357                                 VERB3 bb_error_msg("spike detected, datapoint ignored, %f sec remains",
1358                                                 WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1359                                 return -1; /* "decrease poll interval" */
1360                         }
1361                         /* fall through: we need to step */
1362                 } /* switch */
1363
1364                 /* Step the time and clamp down the poll interval.
1365                  *
1366                  * In NSET state an initial frequency correction is
1367                  * not available, usually because the frequency file has
1368                  * not yet been written. Since the time is outside the
1369                  * capture range, the clock is stepped. The frequency
1370                  * will be set directly following the stepout interval.
1371                  *
1372                  * In FSET state the initial frequency has been set
1373                  * from the frequency file. Since the time is outside
1374                  * the capture range, the clock is stepped immediately,
1375                  * rather than after the stepout interval. Guys get
1376                  * nervous if it takes 17 minutes to set the clock for
1377                  * the first time.
1378                  *
1379                  * In SPIK state the stepout threshold has expired and
1380                  * the phase is still above the step threshold. Note
1381                  * that a single spike greater than the step threshold
1382                  * is always suppressed, even at the longer poll
1383                  * intervals.
1384                  */
1385                 VERB3 bb_error_msg("stepping time by %+f; poll_exp=MINPOLL", offset);
1386                 step_time(offset);
1387                 if (option_mask32 & OPT_q) {
1388                         /* We were only asked to set time once. Done. */
1389                         exit(0);
1390                 }
1391
1392                 G.polladj_count = 0;
1393                 G.poll_exp = MINPOLL;
1394                 G.stratum = MAXSTRAT;
1395
1396                 run_script("step", offset);
1397
1398 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1399                 if (G.discipline_state == STATE_NSET) {
1400                         set_new_values(STATE_FREQ, /*offset:*/ 0, recv_time);
1401                         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1402                 }
1403 #endif
1404                 abs_offset = offset = 0;
1405                 set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1406
1407         } else { /* abs_offset <= STEP_THRESHOLD */
1408
1409                 if (G.poll_exp < MINPOLL && G.initial_poll_complete) {
1410                         VERB3 bb_error_msg("small offset:%+f, disabling burst mode", offset);
1411                         G.polladj_count = 0;
1412                         G.poll_exp = MINPOLL;
1413                 }
1414
1415                 /* Compute the clock jitter as the RMS of exponentially
1416                  * weighted offset differences. Used by the poll adjust code.
1417                  */
1418                 etemp = SQUARE(G.discipline_jitter);
1419                 dtemp = SQUARE(offset - G.last_update_offset);
1420                 G.discipline_jitter = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1421
1422                 switch (G.discipline_state) {
1423                 case STATE_NSET:
1424                         if (option_mask32 & OPT_q) {
1425                                 /* We were only asked to set time once.
1426                                  * The clock is precise enough, no need to step.
1427                                  */
1428                                 exit(0);
1429                         }
1430 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1431                         /* This is the first update received and the frequency
1432                          * has not been initialized. The first thing to do
1433                          * is directly measure the oscillator frequency.
1434                          */
1435                         set_new_values(STATE_FREQ, offset, recv_time);
1436 #else
1437                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1438 #endif
1439                         VERB3 bb_error_msg("transitioning to FREQ, datapoint ignored");
1440                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1441
1442 #if 0 /* this is dead code for now */
1443                 case STATE_FSET:
1444                         /* This is the first update and the frequency
1445                          * has been initialized. Adjust the phase, but
1446                          * don't adjust the frequency until the next update.
1447                          */
1448                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1449                         /* freq_drift remains 0 */
1450                         break;
1451 #endif
1452
1453 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1454                 case STATE_FREQ:
1455                         /* since_last_update >= WATCH_THRESHOLD, we waited enough.
1456                          * Correct the phase and frequency and switch to SYNC state.
1457                          * freq_drift was already estimated (see code above)
1458                          */
1459                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1460                         break;
1461 #endif
1462
1463                 default:
1464 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1465                         /* Compute freq_drift due to PLL and FLL contributions.
1466                          *
1467                          * The FLL and PLL frequency gain constants
1468                          * depend on the poll interval and Allan
1469                          * intercept. The FLL is not used below one-half
1470                          * the Allan intercept. Above that the loop gain
1471                          * increases in steps to 1 / AVG.
1472                          */
1473                         if ((1 << G.poll_exp) > ALLAN / 2) {
1474                                 etemp = FLL - G.poll_exp;
1475                                 if (etemp < AVG)
1476                                         etemp = AVG;
1477                                 freq_drift += (offset - G.last_update_offset) / (MAXD(since_last_update, ALLAN) * etemp);
1478                         }
1479                         /* For the PLL the integration interval
1480                          * (numerator) is the minimum of the update
1481                          * interval and poll interval. This allows
1482                          * oversampling, but not undersampling.
1483                          */
1484                         etemp = MIND(since_last_update, (1 << G.poll_exp));
1485                         dtemp = (4 * PLL) << G.poll_exp;
1486                         freq_drift += offset * etemp / SQUARE(dtemp);
1487 #endif
1488                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1489                         break;
1490                 }
1491                 if (G.stratum != p->lastpkt_stratum + 1) {
1492                         G.stratum = p->lastpkt_stratum + 1;
1493                         run_script("stratum", offset);
1494                 }
1495         }
1496
1497         if (G.discipline_jitter < G_precision_sec)
1498                 G.discipline_jitter = G_precision_sec;
1499         G.offset_to_jitter_ratio = abs_offset / G.discipline_jitter;
1500
1501         G.reftime = G.cur_time;
1502         G.ntp_status = p->lastpkt_status;
1503         G.refid = p->lastpkt_refid;
1504         G.rootdelay = p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay;
1505         dtemp = p->filter_jitter; // SQRT(SQUARE(p->filter_jitter) + SQUARE(G.cluster_jitter));
1506         dtemp += MAXD(p->filter_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time) + abs_offset, MINDISP);
1507         G.rootdisp = p->lastpkt_rootdisp + dtemp;
1508         VERB3 bb_error_msg("updating leap/refid/reftime/rootdisp from peer %s", p->p_dotted);
1509
1510         /* We are in STATE_SYNC now, but did not do adjtimex yet.
1511          * (Any other state does not reach this, they all return earlier)
1512          * By this time, freq_drift and offset are set
1513          * to values suitable for adjtimex.
1514          */
1515 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1516         /* Calculate the new frequency drift and frequency stability (wander).
1517          * Compute the clock wander as the RMS of exponentially weighted
1518          * frequency differences. This is not used directly, but can,
1519          * along with the jitter, be a highly useful monitoring and
1520          * debugging tool.
1521          */
1522         dtemp = G.discipline_freq_drift + freq_drift;
1523         G.discipline_freq_drift = MAXD(MIND(MAXDRIFT, dtemp), -MAXDRIFT);
1524         etemp = SQUARE(G.discipline_wander);
1525         dtemp = SQUARE(dtemp);
1526         G.discipline_wander = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1527
1528         VERB3 bb_error_msg("discipline freq_drift=%.9f(int:%ld corr:%e) wander=%f",
1529                         G.discipline_freq_drift,
1530                         (long)(G.discipline_freq_drift * 65536e6),
1531                         freq_drift,
1532                         G.discipline_wander);
1533 #endif
1534         VERB3 {
1535                 memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1536                 if (adjtimex(&tmx) < 0)
1537                         bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1538                 bb_error_msg("p adjtimex freq:%ld offset:%+ld status:0x%x tc:%ld",
1539                                 tmx.freq, tmx.offset, tmx.status, tmx.constant);
1540         }
1541
1542         memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1543 #if 0
1544 //doesn't work, offset remains 0 (!) in kernel:
1545 //ntpd:  set adjtimex freq:1786097 tmx.offset:77487
1546 //ntpd: prev adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1547 //ntpd:  cur adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1548         tmx.modes = ADJ_FREQUENCY | ADJ_OFFSET;
1549         /* 65536 is one ppm */
1550         tmx.freq = G.discipline_freq_drift * 65536e6;
1551 #endif
1552         tmx.modes = ADJ_OFFSET | ADJ_STATUS | ADJ_TIMECONST;// | ADJ_MAXERROR | ADJ_ESTERROR;
1553         tmx.offset = (offset * 1000000); /* usec */
1554         tmx.status = STA_PLL;
1555         if (G.ntp_status & LI_PLUSSEC)
1556                 tmx.status |= STA_INS;
1557         if (G.ntp_status & LI_MINUSSEC)
1558                 tmx.status |= STA_DEL;
1559
1560         tmx.constant = G.poll_exp - 4;
1561         /* EXPERIMENTAL.
1562          * The below if statement should be unnecessary, but...
1563          * It looks like Linux kernel's PLL is far too gentle in changing
1564          * tmx.freq in response to clock offset. Offset keeps growing
1565          * and eventually we fall back to smaller poll intervals.
1566          * We can make correction more agressive (about x2) by supplying
1567          * PLL time constant which is one less than the real one.
1568          * To be on a safe side, let's do it only if offset is significantly
1569          * larger than jitter.
1570          */
1571         if (tmx.constant > 0 && G.offset_to_jitter_ratio >= TIMECONST_HACK_GATE)
1572                 tmx.constant--;
1573
1574         //tmx.esterror = (uint32_t)(clock_jitter * 1e6);
1575         //tmx.maxerror = (uint32_t)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
1576         rc = adjtimex(&tmx);
1577         if (rc < 0)
1578                 bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1579         /* NB: here kernel returns constant == G.poll_exp, not == G.poll_exp - 4.
1580          * Not sure why. Perhaps it is normal.
1581          */
1582         VERB3 bb_error_msg("adjtimex:%d freq:%ld offset:%+ld status:0x%x",
1583                                 rc, tmx.freq, tmx.offset, tmx.status);
1584         G.kernel_freq_drift = tmx.freq / 65536;
1585         VERB2 bb_error_msg("update from:%s offset:%+f jitter:%f clock drift:%+.3fppm tc:%d",
1586                         p->p_dotted, offset, G.discipline_jitter, (double)tmx.freq / 65536, (int)tmx.constant);
1587
1588         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1589 }
1590
1591
1592 /*
1593  * We've got a new reply packet from a peer, process it
1594  * (helpers first)
1595  */
1596 static unsigned
1597 retry_interval(void)
1598 {
1599         /* Local problem, want to retry soon */
1600         unsigned interval, r;
1601         interval = RETRY_INTERVAL;
1602         r = random();
1603         interval += r % (unsigned)(RETRY_INTERVAL / 4);
1604         VERB3 bb_error_msg("chose retry interval:%u", interval);
1605         return interval;
1606 }
1607 static unsigned
1608 poll_interval(int exponent)
1609 {
1610         unsigned interval, r;
1611         exponent = G.poll_exp + exponent;
1612         if (exponent < 0)
1613                 exponent = 0;
1614         interval = 1 << exponent;
1615         r = random();
1616         interval += ((r & (interval-1)) >> 4) + ((r >> 8) & 1); /* + 1/16 of interval, max */
1617         VERB3 bb_error_msg("chose poll interval:%u (poll_exp:%d exp:%d)", interval, G.poll_exp, exponent);
1618         return interval;
1619 }
1620 static NOINLINE void
1621 recv_and_process_peer_pkt(peer_t *p)
1622 {
1623         int         rc;
1624         ssize_t     size;
1625         msg_t       msg;
1626         double      T1, T2, T3, T4;
1627         double      dv;
1628         unsigned    interval;
1629         datapoint_t *datapoint;
1630         peer_t      *q;
1631
1632         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
1633          * ntp servers reply from their *other IP*.
1634          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
1635          */
1636         size = recv(p->p_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
1637         if (size == -1) {
1638                 bb_perror_msg("recv(%s) error", p->p_dotted);
1639                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
1640                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
1641                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
1642                  || errno == EAGAIN
1643                 ) {
1644 //TODO: always do this?
1645                         interval = retry_interval();
1646                         goto set_next_and_ret;
1647                 }
1648                 xfunc_die();
1649         }
1650
1651         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
1652                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
1653                 return;
1654         }
1655
1656         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl
1657          || msg.m_orgtime.fractionl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl
1658         ) {
1659                 /* Somebody else's packet */
1660                 return;
1661         }
1662
1663         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
1664          * Closing the socket informs kernel about it.
1665          * We open a new socket when we send a new query.
1666          */
1667         close(p->p_fd);
1668         p->p_fd = -1;
1669
1670         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
1671          || msg.m_stratum == 0
1672          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
1673         ) {
1674 // TODO: stratum 0 responses may have commands in 32-bit m_refid field:
1675 // "DENY", "RSTR" - peer does not like us at all
1676 // "RATE" - peer is overloaded, reduce polling freq
1677                 bb_error_msg("reply from %s: peer is unsynced", p->p_dotted);
1678                 goto pick_normal_interval;
1679         }
1680
1681 //      /* Verify valid root distance */
1682 //      if (msg.m_rootdelay / 2 + msg.m_rootdisp >= MAXDISP || p->lastpkt_reftime > msg.m_xmt)
1683 //              return;                 /* invalid header values */
1684
1685         p->lastpkt_status = msg.m_status;
1686         p->lastpkt_stratum = msg.m_stratum;
1687         p->lastpkt_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
1688         p->lastpkt_rootdisp = sfp_to_d(msg.m_rootdisp);
1689         p->lastpkt_refid = msg.m_refid;
1690
1691         /*
1692          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
1693          *
1694          * Timestamp Name          ID   When Generated
1695          * ------------------------------------------------------------
1696          * Originate Timestamp     T1   time request sent by client
1697          * Receive Timestamp       T2   time request received by server
1698          * Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
1699          * Destination Timestamp   T4   time reply received by client
1700          *
1701          * The roundtrip delay and local clock offset are defined as
1702          *
1703          * delay = (T4 - T1) - (T3 - T2); offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2
1704          */
1705         T1 = p->p_xmttime;
1706         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
1707         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
1708         T4 = G.cur_time;
1709
1710         p->lastpkt_recv_time = T4;
1711         VERB5 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
1712
1713         /* The delay calculation is a special case. In cases where the
1714          * server and client clocks are running at different rates and
1715          * with very fast networks, the delay can appear negative. In
1716          * order to avoid violating the Principle of Least Astonishment,
1717          * the delay is clamped not less than the system precision.
1718          */
1719         dv = p->lastpkt_delay;
1720         p->lastpkt_delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
1721         if (p->lastpkt_delay < G_precision_sec)
1722                 p->lastpkt_delay = G_precision_sec;
1723         /*
1724          * If this packet's delay is much bigger than the last one,
1725          * it's better to just ignore it than use its much less precise value.
1726          */
1727         if (p->reachable_bits && p->lastpkt_delay > dv * BAD_DELAY_GROWTH) {
1728                 bb_error_msg("reply from %s: delay %f is too high, ignoring", p->p_dotted, p->lastpkt_delay);
1729                 goto pick_normal_interval;
1730         }
1731
1732         p->datapoint_idx = p->reachable_bits ? (p->datapoint_idx + 1) % NUM_DATAPOINTS : 0;
1733         datapoint = &p->filter_datapoint[p->datapoint_idx];
1734         datapoint->d_recv_time = T4;
1735         datapoint->d_offset    = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
1736         datapoint->d_dispersion = LOG2D(msg.m_precision_exp) + G_precision_sec;
1737         if (!p->reachable_bits) {
1738                 /* 1st datapoint ever - replicate offset in every element */
1739                 int i;
1740                 for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
1741                         p->filter_datapoint[i].d_offset = datapoint->d_offset;
1742                 }
1743         }
1744
1745         p->reachable_bits |= 1;
1746         if ((MAX_VERBOSE && G.verbose) || (option_mask32 & OPT_w)) {
1747                 bb_error_msg("reply from %s: offset:%+f delay:%f status:0x%02x strat:%d refid:0x%08x rootdelay:%f reach:0x%02x",
1748                         p->p_dotted,
1749                         datapoint->d_offset,
1750                         p->lastpkt_delay,
1751                         p->lastpkt_status,
1752                         p->lastpkt_stratum,
1753                         p->lastpkt_refid,
1754                         p->lastpkt_rootdelay,
1755                         p->reachable_bits
1756                         /* not shown: m_ppoll, m_precision_exp, m_rootdisp,
1757                          * m_reftime, m_orgtime, m_rectime, m_xmttime
1758                          */
1759                 );
1760         }
1761
1762         /* Muck with statictics and update the clock */
1763         filter_datapoints(p);
1764         q = select_and_cluster();
1765         rc = -1;
1766         if (q) {
1767                 rc = 0;
1768                 if (!(option_mask32 & OPT_w)) {
1769                         rc = update_local_clock(q);
1770                         /* If drift is dangerously large, immediately
1771                          * drop poll interval one step down.
1772                          */
1773                         if (fabs(q->filter_offset) >= POLLDOWN_OFFSET) {
1774                                 VERB3 bb_error_msg("offset:%+f > POLLDOWN_OFFSET", q->filter_offset);
1775                                 goto poll_down;
1776                         }
1777                 }
1778         }
1779         /* else: no peer selected, rc = -1: we want to poll more often */
1780
1781         if (rc != 0) {
1782                 /* Adjust the poll interval by comparing the current offset
1783                  * with the clock jitter. If the offset is less than
1784                  * the clock jitter times a constant, then the averaging interval
1785                  * is increased, otherwise it is decreased. A bit of hysteresis
1786                  * helps calm the dance. Works best using burst mode.
1787                  */
1788                 if (rc > 0 && G.offset_to_jitter_ratio <= POLLADJ_GATE) {
1789                         /* was += G.poll_exp but it is a bit
1790                          * too optimistic for my taste at high poll_exp's */
1791                         G.polladj_count += MINPOLL;
1792                         if (G.polladj_count > POLLADJ_LIMIT) {
1793                                 G.polladj_count = 0;
1794                                 if (G.poll_exp < MAXPOLL) {
1795                                         G.poll_exp++;
1796                                         VERB3 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f ++poll_exp=%d",
1797                                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1798                                 }
1799                         } else {
1800                                 VERB3 bb_error_msg("polladj: incr:%d", G.polladj_count);
1801                         }
1802                 } else {
1803                         G.polladj_count -= G.poll_exp * 2;
1804                         if (G.polladj_count < -POLLADJ_LIMIT || G.poll_exp >= BIGPOLL) {
1805  poll_down:
1806                                 G.polladj_count = 0;
1807                                 if (G.poll_exp > MINPOLL) {
1808                                         llist_t *item;
1809
1810                                         G.poll_exp--;
1811                                         /* Correct p->next_action_time in each peer
1812                                          * which waits for sending, so that they send earlier.
1813                                          * Old pp->next_action_time are on the order
1814                                          * of t + (1 << old_poll_exp) + small_random,
1815                                          * we simply need to subtract ~half of that.
1816                                          */
1817                                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1818                                                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1819                                                 if (pp->p_fd < 0)
1820                                                         pp->next_action_time -= (1 << G.poll_exp);
1821                                         }
1822                                         VERB3 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f --poll_exp=%d",
1823                                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1824                                 }
1825                         } else {
1826                                 VERB3 bb_error_msg("polladj: decr:%d", G.polladj_count);
1827                         }
1828                 }
1829         }
1830
1831         /* Decide when to send new query for this peer */
1832  pick_normal_interval:
1833         interval = poll_interval(0);
1834
1835  set_next_and_ret:
1836         set_next(p, interval);
1837 }
1838
1839 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
1840 static NOINLINE void
1841 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
1842 {
1843         ssize_t          size;
1844         //uint8_t          version;
1845         len_and_sockaddr *to;
1846         struct sockaddr  *from;
1847         msg_t            msg;
1848         uint8_t          query_status;
1849         l_fixedpt_t      query_xmttime;
1850
1851         to = get_sock_lsa(G_listen_fd);
1852         from = xzalloc(to->len);
1853
1854         size = recv_from_to(G_listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
1855         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
1856                 char *addr;
1857                 if (size < 0) {
1858                         if (errno == EAGAIN)
1859                                 goto bail;
1860                         bb_perror_msg_and_die("recv");
1861                 }
1862                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
1863                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
1864                 free(addr);
1865                 goto bail;
1866         }
1867
1868         query_status = msg.m_status;
1869         query_xmttime = msg.m_xmttime;
1870
1871         /* Build a reply packet */
1872         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
1873         msg.m_status = G.stratum < MAXSTRAT ? (G.ntp_status & LI_MASK) : LI_ALARM;
1874         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
1875         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
1876                         MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
1877         msg.m_stratum = G.stratum;
1878         msg.m_ppoll = G.poll_exp;
1879         msg.m_precision_exp = G_precision_exp;
1880         /* this time was obtained between poll() and recv() */
1881         msg.m_rectime = d_to_lfp(G.cur_time);
1882         msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); /* this instant */
1883         if (G.peer_cnt == 0) {
1884                 /* we have no peers: "stratum 1 server" mode. reftime = our own time */
1885                 G.reftime = G.cur_time;
1886         }
1887         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
1888         msg.m_orgtime = query_xmttime;
1889         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
1890 //simple code does not do this, fix simple code!
1891         msg.m_rootdisp = d_to_sfp(G.rootdisp);
1892         //version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
1893         msg.m_refid = G.refid; // (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid : G.refid3;
1894
1895         /* We reply from the local address packet was sent to,
1896          * this makes to/from look swapped here: */
1897         do_sendto(G_listen_fd,
1898                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
1899                 &msg, size);
1900
1901  bail:
1902         free(to);
1903         free(from);
1904 }
1905 #endif
1906
1907 /* Upstream ntpd's options:
1908  *
1909  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
1910  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
1911  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
1912  *      multicast client and symmetric passive associations.
1913  *      This is the default.
1914  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
1915  *      multicast client and symmetric passive associations.
1916  *      This is almost never a good idea.
1917  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
1918  * -c conffile
1919  *      Specify the name and path of the configuration file,
1920  *      default /etc/ntp.conf
1921  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
1922  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
1923  * -D level
1924  *      Specify debugging level directly.
1925  * -f driftfile
1926  *      Specify the name and path of the frequency file.
1927  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
1928  *      configuration command.
1929  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
1930  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
1931  *      by default. This option allows the time to be set to any value
1932  *      without restriction; however, this can happen only once.
1933  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
1934  *      with a message to the system log. This option can be used
1935  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
1936  * -i jaildir
1937  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
1938  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
1939  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
1940  *      You may need to also specify a -u option.
1941  * -k keyfile
1942  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
1943  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
1944  *      as the "keys FILE" configuration command.
1945  * -l logfile
1946  *      Specify the name and path of the log file. The default
1947  *      is the system log file. This is the same operation as
1948  *      the "logfile FILE" configuration command.
1949  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
1950  * -n   Don't fork.
1951  * -N   To the extent permitted by the operating system,
1952  *      run the ntpd at the highest priority.
1953  * -p pidfile
1954  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
1955  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
1956  *      configuration command.
1957  * -P priority
1958  *      To the extent permitted by the operating system,
1959  *      run the ntpd at the specified priority.
1960  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
1961  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
1962  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
1963  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
1964  * -r broadcastdelay
1965  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
1966  *      server to this client. This is necessary only if the delay
1967  *      cannot be computed automatically by the protocol.
1968  * -s statsdir
1969  *      Specify the directory path for files created by the statistics
1970  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
1971  *      configuration command.
1972  * -t key
1973  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
1974  *      more than once.
1975  * -u user[:group]
1976  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
1977  * -v variable
1978  * -V variable
1979  *      Add a system variable listed by default.
1980  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
1981  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
1982  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
1983  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
1984  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
1985  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
1986  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
1987  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
1988  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
1989  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
1990  */
1991
1992 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
1993  * in main loop.
1994  */
1995 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
1996 {
1997         unsigned opts;
1998         llist_t *peers;
1999
2000         srandom(getpid());
2001
2002         if (getuid())
2003                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
2004
2005         /* Set some globals */
2006         G.stratum = MAXSTRAT;
2007         if (BURSTPOLL != 0)
2008                 G.poll_exp = BURSTPOLL; /* speeds up initial sync */
2009         G.last_script_run = G.reftime = G.last_update_recv_time = gettime1900d(); /* sets G.cur_time too */
2010
2011         /* Parse options */
2012         peers = NULL;
2013         opt_complementary = "dd:p::wn"; /* d: counter; p: list; -w implies -n */
2014         opts = getopt32(argv,
2015                         "nqNx" /* compat */
2016                         "wp:S:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
2017                         "d" /* compat */
2018                         "46aAbgL", /* compat, ignored */
2019                         &peers, &G.script_name, &G.verbose);
2020         if (!(opts & (OPT_p|OPT_l)))
2021                 bb_show_usage();
2022 //      if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
2023 //              G.time_was_stepped = 1;
2024         if (peers) {
2025                 while (peers)
2026                         add_peers(llist_pop(&peers));
2027         } else {
2028                 /* -l but no peers: "stratum 1 server" mode */
2029                 G.stratum = 1;
2030         }
2031         if (!(opts & OPT_n)) {
2032                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
2033                 logmode = LOGMODE_NONE;
2034         }
2035 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2036         G_listen_fd = -1;
2037         if (opts & OPT_l) {
2038                 G_listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
2039                 socket_want_pktinfo(G_listen_fd);
2040                 setsockopt(G_listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
2041         }
2042 #endif
2043         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
2044         if (opts & OPT_N)
2045                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
2046
2047         /* If network is up, syncronization occurs in ~10 seconds.
2048          * We give "ntpd -q" 10 seconds to get first reply,
2049          * then another 50 seconds to finish syncing.
2050          *
2051          * I tested ntpd 4.2.6p1 and apparently it never exits
2052          * (will try forever), but it does not feel right.
2053          * The goal of -q is to act like ntpdate: set time
2054          * after a reasonably small period of polling, or fail.
2055          */
2056         if (opts & OPT_q) {
2057                 option_mask32 |= OPT_qq;
2058                 alarm(10);
2059         }
2060
2061         bb_signals(0
2062                 | (1 << SIGTERM)
2063                 | (1 << SIGINT)
2064                 | (1 << SIGALRM)
2065                 , record_signo
2066         );
2067         bb_signals(0
2068                 | (1 << SIGPIPE)
2069                 | (1 << SIGCHLD)
2070                 , SIG_IGN
2071         );
2072 }
2073
2074 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
2075 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
2076 {
2077 #undef G
2078         struct globals G;
2079         struct pollfd *pfd;
2080         peer_t **idx2peer;
2081         unsigned cnt;
2082
2083         memset(&G, 0, sizeof(G));
2084         SET_PTR_TO_GLOBALS(&G);
2085
2086         ntp_init(argv);
2087
2088         /* If ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
2089         cnt = G.peer_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER;
2090         idx2peer = xzalloc(sizeof(idx2peer[0]) * cnt);
2091         pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * cnt);
2092
2093         /* Countdown: we never sync before we sent INITIAL_SAMPLES+1
2094          * packets to each peer.
2095          * NB: if some peer is not responding, we may end up sending
2096          * fewer packets to it and more to other peers.
2097          * NB2: sync usually happens using INITIAL_SAMPLES packets,
2098          * since last reply does not come back instantaneously.
2099          */
2100         cnt = G.peer_cnt * (INITIAL_SAMPLES + 1);
2101
2102         write_pidfile(CONFIG_PID_FILE_PATH "/ntpd.pid");
2103
2104         while (!bb_got_signal) {
2105                 llist_t *item;
2106                 unsigned i, j;
2107                 int nfds, timeout;
2108                 double nextaction;
2109
2110                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
2111
2112                 nextaction = G.cur_time + 3600;
2113
2114                 i = 0;
2115 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2116                 if (G_listen_fd != -1) {
2117                         pfd[0].fd = G_listen_fd;
2118                         pfd[0].events = POLLIN;
2119                         i++;
2120                 }
2121 #endif
2122                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
2123                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2124                         peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2125
2126                         if (p->next_action_time <= G.cur_time) {
2127                                 if (p->p_fd == -1) {
2128                                         /* Time to send new req */
2129                                         if (--cnt == 0) {
2130                                                 G.initial_poll_complete = 1;
2131                                         }
2132                                         send_query_to_peer(p);
2133                                 } else {
2134                                         /* Timed out waiting for reply */
2135                                         close(p->p_fd);
2136                                         p->p_fd = -1;
2137                                         timeout = poll_interval(-2); /* -2: try a bit sooner */
2138                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, reach 0x%02x, next query in %us",
2139                                                         p->p_dotted, p->reachable_bits, timeout);
2140                                         set_next(p, timeout);
2141                                 }
2142                         }
2143
2144                         if (p->next_action_time < nextaction)
2145                                 nextaction = p->next_action_time;
2146
2147                         if (p->p_fd >= 0) {
2148                                 /* Wait for reply from this peer */
2149                                 pfd[i].fd = p->p_fd;
2150                                 pfd[i].events = POLLIN;
2151                                 idx2peer[i] = p;
2152                                 i++;
2153                         }
2154                 }
2155
2156                 timeout = nextaction - G.cur_time;
2157                 if (timeout < 0)
2158                         timeout = 0;
2159                 timeout++; /* (nextaction - G.cur_time) rounds down, compensating */
2160
2161                 /* Here we may block */
2162                 VERB2 {
2163                         if (i > (ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER && G_listen_fd != -1)) {
2164                                 /* We wait for at least one reply.
2165                                  * Poll for it, without wasting time for message.
2166                                  * Since replies often come under 1 second, this also
2167                                  * reduces clutter in logs.
2168                                  */
2169                                 nfds = poll(pfd, i, 1000);
2170                                 if (nfds != 0)
2171                                         goto did_poll;
2172                                 if (--timeout <= 0)
2173                                         goto did_poll;
2174                         }
2175                         bb_error_msg("poll:%us sockets:%u interval:%us", timeout, i, 1 << G.poll_exp);
2176                 }
2177                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
2178  did_poll:
2179                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2180                 if (nfds <= 0) {
2181                         if (!bb_got_signal /* poll wasn't interrupted by a signal */
2182                          && G.cur_time - G.last_script_run > 11*60
2183                         ) {
2184                                 /* Useful for updating battery-backed RTC and such */
2185                                 run_script("periodic", G.last_update_offset);
2186                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2187                         }
2188                         goto check_unsync;
2189                 }
2190
2191                 /* Process any received packets */
2192                 j = 0;
2193 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2194                 if (G.listen_fd != -1) {
2195                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2196                                 nfds--;
2197                                 recv_and_process_client_pkt(/*G.listen_fd*/);
2198                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2199                         }
2200                         j = 1;
2201                 }
2202 #endif
2203                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
2204                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2205                                 /*
2206                                  * At init, alarm was set to 10 sec.
2207                                  * Now we did get a reply.
2208                                  * Increase timeout to 50 seconds to finish syncing.
2209                                  */
2210                                 if (option_mask32 & OPT_qq) {
2211                                         option_mask32 &= ~OPT_qq;
2212                                         alarm(50);
2213                                 }
2214                                 nfds--;
2215                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
2216                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2217                         }
2218                 }
2219
2220  check_unsync:
2221                 if (G.ntp_peers && G.stratum != MAXSTRAT) {
2222                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2223                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2224                                 if (p->reachable_bits)
2225                                         goto have_reachable_peer;
2226                         }
2227                         /* No peer responded for last 8 packets, panic */
2228                         G.polladj_count = 0;
2229                         G.poll_exp = MINPOLL;
2230                         G.stratum = MAXSTRAT;
2231                         run_script("unsync", G.last_update_offset);
2232  have_reachable_peer: ;
2233                 }
2234         } /* while (!bb_got_signal) */
2235
2236         remove_pidfile(CONFIG_PID_FILE_PATH "/ntpd.pid");
2237         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
2238 }
2239
2240
2241
2242
2243
2244
2245 /*** openntpd-4.6 uses only adjtime, not adjtimex ***/
2246
2247 /*** ntp-4.2.6/ntpd/ntp_loopfilter.c - adjtimex usage ***/
2248
2249 #if 0
2250 static double
2251 direct_freq(double fp_offset)
2252 {
2253 #ifdef KERNEL_PLL
2254         /*
2255          * If the kernel is enabled, we need the residual offset to
2256          * calculate the frequency correction.
2257          */
2258         if (pll_control && kern_enable) {
2259                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2260                 ntp_adjtime(&ntv);
2261 #ifdef STA_NANO
2262                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2263 #else /* STA_NANO */
2264                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2265 #endif /* STA_NANO */
2266                 drift_comp = FREQTOD(ntv.freq);
2267         }
2268 #endif /* KERNEL_PLL */
2269         set_freq((fp_offset - clock_offset) / (current_time - clock_epoch) + drift_comp);
2270         wander_resid = 0;
2271         return drift_comp;
2272 }
2273
2274 static void
2275 set_freq(double freq) /* frequency update */
2276 {
2277         char tbuf[80];
2278
2279         drift_comp = freq;
2280
2281 #ifdef KERNEL_PLL
2282         /*
2283          * If the kernel is enabled, update the kernel frequency.
2284          */
2285         if (pll_control && kern_enable) {
2286                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2287                 ntv.modes = MOD_FREQUENCY;
2288                 ntv.freq = DTOFREQ(drift_comp);
2289                 ntp_adjtime(&ntv);
2290                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "kernel %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2291                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2292         } else {
2293                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2294                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2295         }
2296 #else /* KERNEL_PLL */
2297         snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2298         report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2299 #endif /* KERNEL_PLL */
2300 }
2301
2302 ...
2303 ...
2304 ...
2305
2306 #ifdef KERNEL_PLL
2307         /*
2308          * This code segment works when clock adjustments are made using
2309          * precision time kernel support and the ntp_adjtime() system
2310          * call. This support is available in Solaris 2.6 and later,
2311          * Digital Unix 4.0 and later, FreeBSD, Linux and specially
2312          * modified kernels for HP-UX 9 and Ultrix 4. In the case of the
2313          * DECstation 5000/240 and Alpha AXP, additional kernel
2314          * modifications provide a true microsecond clock and nanosecond
2315          * clock, respectively.
2316          *
2317          * Important note: The kernel discipline is used only if the
2318          * step threshold is less than 0.5 s, as anything higher can
2319          * lead to overflow problems. This might occur if some misguided
2320          * lad set the step threshold to something ridiculous.
2321          */
2322         if (pll_control && kern_enable) {
2323
2324 #define MOD_BITS (MOD_OFFSET | MOD_MAXERROR | MOD_ESTERROR | MOD_STATUS | MOD_TIMECONST)
2325
2326                 /*
2327                  * We initialize the structure for the ntp_adjtime()
2328                  * system call. We have to convert everything to
2329                  * microseconds or nanoseconds first. Do not update the
2330                  * system variables if the ext_enable flag is set. In
2331                  * this case, the external clock driver will update the
2332                  * variables, which will be read later by the local
2333                  * clock driver. Afterwards, remember the time and
2334                  * frequency offsets for jitter and stability values and
2335                  * to update the frequency file.
2336                  */
2337                 memset(&ntv,  0, sizeof(ntv));
2338                 if (ext_enable) {
2339                         ntv.modes = MOD_STATUS;
2340                 } else {
2341 #ifdef STA_NANO
2342                         ntv.modes = MOD_BITS | MOD_NANO;
2343 #else /* STA_NANO */
2344                         ntv.modes = MOD_BITS;
2345 #endif /* STA_NANO */
2346                         if (clock_offset < 0)
2347                                 dtemp = -.5;
2348                         else
2349                                 dtemp = .5;
2350 #ifdef STA_NANO
2351                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e9 + dtemp);
2352                         ntv.constant = sys_poll;
2353 #else /* STA_NANO */
2354                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e6 + dtemp);
2355                         ntv.constant = sys_poll - 4;
2356 #endif /* STA_NANO */
2357                         ntv.esterror = (u_int32)(clock_jitter * 1e6);
2358                         ntv.maxerror = (u_int32)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
2359                         ntv.status = STA_PLL;
2360
2361                         /*
2362                          * Enable/disable the PPS if requested.
2363                          */
2364                         if (pps_enable) {
2365                                 if (!(pll_status & STA_PPSTIME))
2366                                         report_event(EVNT_KERN,
2367                                                 NULL, "PPS enabled");
2368                                 ntv.status |= STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ;
2369                         } else {
2370                                 if (pll_status & STA_PPSTIME)
2371                                         report_event(EVNT_KERN,
2372                                                 NULL, "PPS disabled");
2373                                 ntv.status &= ~(STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ);
2374                         }
2375                         if (sys_leap == LEAP_ADDSECOND)
2376                                 ntv.status |= STA_INS;
2377                         else if (sys_leap == LEAP_DELSECOND)
2378                                 ntv.status |= STA_DEL;
2379                 }
2380
2381                 /*
2382                  * Pass the stuff to the kernel. If it squeals, turn off
2383                  * the pps. In any case, fetch the kernel offset,
2384                  * frequency and jitter.
2385                  */
2386                 if (ntp_adjtime(&ntv) == TIME_ERROR) {
2387                         if (!(ntv.status & STA_PPSSIGNAL))
2388                                 report_event(EVNT_KERN, NULL,
2389                                                 "PPS no signal");
2390                 }
2391                 pll_status = ntv.status;
2392 #ifdef STA_NANO
2393                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2394 #else /* STA_NANO */
2395                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2396 #endif /* STA_NANO */
2397                 clock_frequency = FREQTOD(ntv.freq);
2398
2399                 /*
2400                  * If the kernel PPS is lit, monitor its performance.
2401                  */
2402                 if (ntv.status & STA_PPSTIME) {
2403 #ifdef STA_NANO
2404                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e9;
2405 #else /* STA_NANO */
2406                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e6;
2407 #endif /* STA_NANO */
2408                 }
2409
2410 #if defined(STA_NANO) && NTP_API == 4
2411                 /*
2412                  * If the TAI changes, update the kernel TAI.
2413                  */
2414                 if (loop_tai != sys_tai) {
2415                         loop_tai = sys_tai;
2416                         ntv.modes = MOD_TAI;
2417                         ntv.constant = sys_tai;
2418                         ntp_adjtime(&ntv);
2419                 }
2420 #endif /* STA_NANO */
2421         }
2422 #endif /* KERNEL_PLL */
2423 #endif