[IA64] remove time interpolator
[safe/jmp/linux-2.6] / kernel / time.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *
6  *  This file contains the interface functions for the various
7  *  time related system calls: time, stime, gettimeofday, settimeofday,
8  *                             adjtime
9  */
10 /*
11  * Modification history kernel/time.c
12  * 
13  * 1993-09-02    Philip Gladstone
14  *      Created file with time related functions from sched.c and adjtimex() 
15  * 1993-10-08    Torsten Duwe
16  *      adjtime interface update and CMOS clock write code
17  * 1995-08-13    Torsten Duwe
18  *      kernel PLL updated to 1994-12-13 specs (rfc-1589)
19  * 1999-01-16    Ulrich Windl
20  *      Introduced error checking for many cases in adjtimex().
21  *      Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
22  *      "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
23  *      Allow time_constant larger than MAXTC(6) for NTP v4 (MAXTC == 10)
24  *      (Even though the technical memorandum forbids it)
25  * 2004-07-14    Christoph Lameter
26  *      Added getnstimeofday to allow the posix timer functions to return
27  *      with nanosecond accuracy
28  */
29
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/timex.h>
32 #include <linux/capability.h>
33 #include <linux/errno.h>
34 #include <linux/syscalls.h>
35 #include <linux/security.h>
36 #include <linux/fs.h>
37 #include <linux/module.h>
38
39 #include <asm/uaccess.h>
40 #include <asm/unistd.h>
41
42 /* 
43  * The timezone where the local system is located.  Used as a default by some
44  * programs who obtain this value by using gettimeofday.
45  */
46 struct timezone sys_tz;
47
48 EXPORT_SYMBOL(sys_tz);
49
50 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_TIME
51
52 /*
53  * sys_time() can be implemented in user-level using
54  * sys_gettimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
55  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
56  * architectures that need it).
57  */
58 asmlinkage long sys_time(time_t __user * tloc)
59 {
60         /*
61          * We read xtime.tv_sec atomically - it's updated
62          * atomically by update_wall_time(), so no need to
63          * even read-lock the xtime seqlock:
64          */
65         time_t i = xtime.tv_sec;
66
67         smp_rmb(); /* sys_time() results are coherent */
68
69         if (tloc) {
70                 if (put_user(i, tloc))
71                         i = -EFAULT;
72         }
73         return i;
74 }
75
76 /*
77  * sys_stime() can be implemented in user-level using
78  * sys_settimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
79  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
80  * architectures that need it).
81  */
82  
83 asmlinkage long sys_stime(time_t __user *tptr)
84 {
85         struct timespec tv;
86         int err;
87
88         if (get_user(tv.tv_sec, tptr))
89                 return -EFAULT;
90
91         tv.tv_nsec = 0;
92
93         err = security_settime(&tv, NULL);
94         if (err)
95                 return err;
96
97         do_settimeofday(&tv);
98         return 0;
99 }
100
101 #endif /* __ARCH_WANT_SYS_TIME */
102
103 asmlinkage long sys_gettimeofday(struct timeval __user *tv, struct timezone __user *tz)
104 {
105         if (likely(tv != NULL)) {
106                 struct timeval ktv;
107                 do_gettimeofday(&ktv);
108                 if (copy_to_user(tv, &ktv, sizeof(ktv)))
109                         return -EFAULT;
110         }
111         if (unlikely(tz != NULL)) {
112                 if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))
113                         return -EFAULT;
114         }
115         return 0;
116 }
117
118 /*
119  * Adjust the time obtained from the CMOS to be UTC time instead of
120  * local time.
121  * 
122  * This is ugly, but preferable to the alternatives.  Otherwise we
123  * would either need to write a program to do it in /etc/rc (and risk
124  * confusion if the program gets run more than once; it would also be 
125  * hard to make the program warp the clock precisely n hours)  or
126  * compile in the timezone information into the kernel.  Bad, bad....
127  *
128  *                                              - TYT, 1992-01-01
129  *
130  * The best thing to do is to keep the CMOS clock in universal time (UTC)
131  * as real UNIX machines always do it. This avoids all headaches about
132  * daylight saving times and warping kernel clocks.
133  */
134 static inline void warp_clock(void)
135 {
136         write_seqlock_irq(&xtime_lock);
137         wall_to_monotonic.tv_sec -= sys_tz.tz_minuteswest * 60;
138         xtime.tv_sec += sys_tz.tz_minuteswest * 60;
139         write_sequnlock_irq(&xtime_lock);
140         clock_was_set();
141 }
142
143 /*
144  * In case for some reason the CMOS clock has not already been running
145  * in UTC, but in some local time: The first time we set the timezone,
146  * we will warp the clock so that it is ticking UTC time instead of
147  * local time. Presumably, if someone is setting the timezone then we
148  * are running in an environment where the programs understand about
149  * timezones. This should be done at boot time in the /etc/rc script,
150  * as soon as possible, so that the clock can be set right. Otherwise,
151  * various programs will get confused when the clock gets warped.
152  */
153
154 int do_sys_settimeofday(struct timespec *tv, struct timezone *tz)
155 {
156         static int firsttime = 1;
157         int error = 0;
158
159         if (tv && !timespec_valid(tv))
160                 return -EINVAL;
161
162         error = security_settime(tv, tz);
163         if (error)
164                 return error;
165
166         if (tz) {
167                 /* SMP safe, global irq locking makes it work. */
168                 sys_tz = *tz;
169                 if (firsttime) {
170                         firsttime = 0;
171                         if (!tv)
172                                 warp_clock();
173                 }
174         }
175         if (tv)
176         {
177                 /* SMP safe, again the code in arch/foo/time.c should
178                  * globally block out interrupts when it runs.
179                  */
180                 return do_settimeofday(tv);
181         }
182         return 0;
183 }
184
185 asmlinkage long sys_settimeofday(struct timeval __user *tv,
186                                 struct timezone __user *tz)
187 {
188         struct timeval user_tv;
189         struct timespec new_ts;
190         struct timezone new_tz;
191
192         if (tv) {
193                 if (copy_from_user(&user_tv, tv, sizeof(*tv)))
194                         return -EFAULT;
195                 new_ts.tv_sec = user_tv.tv_sec;
196                 new_ts.tv_nsec = user_tv.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
197         }
198         if (tz) {
199                 if (copy_from_user(&new_tz, tz, sizeof(*tz)))
200                         return -EFAULT;
201         }
202
203         return do_sys_settimeofday(tv ? &new_ts : NULL, tz ? &new_tz : NULL);
204 }
205
206 asmlinkage long sys_adjtimex(struct timex __user *txc_p)
207 {
208         struct timex txc;               /* Local copy of parameter */
209         int ret;
210
211         /* Copy the user data space into the kernel copy
212          * structure. But bear in mind that the structures
213          * may change
214          */
215         if(copy_from_user(&txc, txc_p, sizeof(struct timex)))
216                 return -EFAULT;
217         ret = do_adjtimex(&txc);
218         return copy_to_user(txc_p, &txc, sizeof(struct timex)) ? -EFAULT : ret;
219 }
220
221 inline struct timespec current_kernel_time(void)
222 {
223         struct timespec now;
224         unsigned long seq;
225
226         do {
227                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
228                 
229                 now = xtime;
230         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
231
232         return now; 
233 }
234
235 EXPORT_SYMBOL(current_kernel_time);
236
237 /**
238  * current_fs_time - Return FS time
239  * @sb: Superblock.
240  *
241  * Return the current time truncated to the time granularity supported by
242  * the fs.
243  */
244 struct timespec current_fs_time(struct super_block *sb)
245 {
246         struct timespec now = current_kernel_time();
247         return timespec_trunc(now, sb->s_time_gran);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(current_fs_time);
250
251 /*
252  * Convert jiffies to milliseconds and back.
253  *
254  * Avoid unnecessary multiplications/divisions in the
255  * two most common HZ cases:
256  */
257 unsigned int inline jiffies_to_msecs(const unsigned long j)
258 {
259 #if HZ <= MSEC_PER_SEC && !(MSEC_PER_SEC % HZ)
260         return (MSEC_PER_SEC / HZ) * j;
261 #elif HZ > MSEC_PER_SEC && !(HZ % MSEC_PER_SEC)
262         return (j + (HZ / MSEC_PER_SEC) - 1)/(HZ / MSEC_PER_SEC);
263 #else
264         return (j * MSEC_PER_SEC) / HZ;
265 #endif
266 }
267 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_msecs);
268
269 unsigned int inline jiffies_to_usecs(const unsigned long j)
270 {
271 #if HZ <= USEC_PER_SEC && !(USEC_PER_SEC % HZ)
272         return (USEC_PER_SEC / HZ) * j;
273 #elif HZ > USEC_PER_SEC && !(HZ % USEC_PER_SEC)
274         return (j + (HZ / USEC_PER_SEC) - 1)/(HZ / USEC_PER_SEC);
275 #else
276         return (j * USEC_PER_SEC) / HZ;
277 #endif
278 }
279 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_usecs);
280
281 /**
282  * timespec_trunc - Truncate timespec to a granularity
283  * @t: Timespec
284  * @gran: Granularity in ns.
285  *
286  * Truncate a timespec to a granularity. gran must be smaller than a second.
287  * Always rounds down.
288  *
289  * This function should be only used for timestamps returned by
290  * current_kernel_time() or CURRENT_TIME, not with do_gettimeofday() because
291  * it doesn't handle the better resolution of the later.
292  */
293 struct timespec timespec_trunc(struct timespec t, unsigned gran)
294 {
295         /*
296          * Division is pretty slow so avoid it for common cases.
297          * Currently current_kernel_time() never returns better than
298          * jiffies resolution. Exploit that.
299          */
300         if (gran <= jiffies_to_usecs(1) * 1000) {
301                 /* nothing */
302         } else if (gran == 1000000000) {
303                 t.tv_nsec = 0;
304         } else {
305                 t.tv_nsec -= t.tv_nsec % gran;
306         }
307         return t;
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(timespec_trunc);
310
311 #ifndef CONFIG_GENERIC_TIME
312 /*
313  * Simulate gettimeofday using do_gettimeofday which only allows a timeval
314  * and therefore only yields usec accuracy
315  */
316 void getnstimeofday(struct timespec *tv)
317 {
318         struct timeval x;
319
320         do_gettimeofday(&x);
321         tv->tv_sec = x.tv_sec;
322         tv->tv_nsec = x.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
323 }
324 EXPORT_SYMBOL_GPL(getnstimeofday);
325 #endif
326
327 /* Converts Gregorian date to seconds since 1970-01-01 00:00:00.
328  * Assumes input in normal date format, i.e. 1980-12-31 23:59:59
329  * => year=1980, mon=12, day=31, hour=23, min=59, sec=59.
330  *
331  * [For the Julian calendar (which was used in Russia before 1917,
332  * Britain & colonies before 1752, anywhere else before 1582,
333  * and is still in use by some communities) leave out the
334  * -year/100+year/400 terms, and add 10.]
335  *
336  * This algorithm was first published by Gauss (I think).
337  *
338  * WARNING: this function will overflow on 2106-02-07 06:28:16 on
339  * machines were long is 32-bit! (However, as time_t is signed, we
340  * will already get problems at other places on 2038-01-19 03:14:08)
341  */
342 unsigned long
343 mktime(const unsigned int year0, const unsigned int mon0,
344        const unsigned int day, const unsigned int hour,
345        const unsigned int min, const unsigned int sec)
346 {
347         unsigned int mon = mon0, year = year0;
348
349         /* 1..12 -> 11,12,1..10 */
350         if (0 >= (int) (mon -= 2)) {
351                 mon += 12;      /* Puts Feb last since it has leap day */
352                 year -= 1;
353         }
354
355         return ((((unsigned long)
356                   (year/4 - year/100 + year/400 + 367*mon/12 + day) +
357                   year*365 - 719499
358             )*24 + hour /* now have hours */
359           )*60 + min /* now have minutes */
360         )*60 + sec; /* finally seconds */
361 }
362
363 EXPORT_SYMBOL(mktime);
364
365 /**
366  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
367  *
368  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
369  * @sec:        seconds to set
370  * @nsec:       nanoseconds to set
371  *
372  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
373  * normalize to the timespec storage format
374  *
375  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
376  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
377  * For negative values only the tv_sec field is negative !
378  */
379 void set_normalized_timespec(struct timespec *ts, time_t sec, long nsec)
380 {
381         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
382                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
383                 ++sec;
384         }
385         while (nsec < 0) {
386                 nsec += NSEC_PER_SEC;
387                 --sec;
388         }
389         ts->tv_sec = sec;
390         ts->tv_nsec = nsec;
391 }
392
393 /**
394  * ns_to_timespec - Convert nanoseconds to timespec
395  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
396  *
397  * Returns the timespec representation of the nsec parameter.
398  */
399 struct timespec ns_to_timespec(const s64 nsec)
400 {
401         struct timespec ts;
402
403         if (!nsec)
404                 return (struct timespec) {0, 0};
405
406         ts.tv_sec = div_long_long_rem_signed(nsec, NSEC_PER_SEC, &ts.tv_nsec);
407         if (unlikely(nsec < 0))
408                 set_normalized_timespec(&ts, ts.tv_sec, ts.tv_nsec);
409
410         return ts;
411 }
412 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timespec);
413
414 /**
415  * ns_to_timeval - Convert nanoseconds to timeval
416  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
417  *
418  * Returns the timeval representation of the nsec parameter.
419  */
420 struct timeval ns_to_timeval(const s64 nsec)
421 {
422         struct timespec ts = ns_to_timespec(nsec);
423         struct timeval tv;
424
425         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
426         tv.tv_usec = (suseconds_t) ts.tv_nsec / 1000;
427
428         return tv;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timeval);
431
432 /*
433  * When we convert to jiffies then we interpret incoming values
434  * the following way:
435  *
436  * - negative values mean 'infinite timeout' (MAX_JIFFY_OFFSET)
437  *
438  * - 'too large' values [that would result in larger than
439  *   MAX_JIFFY_OFFSET values] mean 'infinite timeout' too.
440  *
441  * - all other values are converted to jiffies by either multiplying
442  *   the input value by a factor or dividing it with a factor
443  *
444  * We must also be careful about 32-bit overflows.
445  */
446 unsigned long msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
447 {
448         /*
449          * Negative value, means infinite timeout:
450          */
451         if ((int)m < 0)
452                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
453
454 #if HZ <= MSEC_PER_SEC && !(MSEC_PER_SEC % HZ)
455         /*
456          * HZ is equal to or smaller than 1000, and 1000 is a nice
457          * round multiple of HZ, divide with the factor between them,
458          * but round upwards:
459          */
460         return (m + (MSEC_PER_SEC / HZ) - 1) / (MSEC_PER_SEC / HZ);
461 #elif HZ > MSEC_PER_SEC && !(HZ % MSEC_PER_SEC)
462         /*
463          * HZ is larger than 1000, and HZ is a nice round multiple of
464          * 1000 - simply multiply with the factor between them.
465          *
466          * But first make sure the multiplication result cannot
467          * overflow:
468          */
469         if (m > jiffies_to_msecs(MAX_JIFFY_OFFSET))
470                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
471
472         return m * (HZ / MSEC_PER_SEC);
473 #else
474         /*
475          * Generic case - multiply, round and divide. But first
476          * check that if we are doing a net multiplication, that
477          * we wouldnt overflow:
478          */
479         if (HZ > MSEC_PER_SEC && m > jiffies_to_msecs(MAX_JIFFY_OFFSET))
480                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
481
482         return (m * HZ + MSEC_PER_SEC - 1) / MSEC_PER_SEC;
483 #endif
484 }
485 EXPORT_SYMBOL(msecs_to_jiffies);
486
487 unsigned long usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
488 {
489         if (u > jiffies_to_usecs(MAX_JIFFY_OFFSET))
490                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
491 #if HZ <= USEC_PER_SEC && !(USEC_PER_SEC % HZ)
492         return (u + (USEC_PER_SEC / HZ) - 1) / (USEC_PER_SEC / HZ);
493 #elif HZ > USEC_PER_SEC && !(HZ % USEC_PER_SEC)
494         return u * (HZ / USEC_PER_SEC);
495 #else
496         return (u * HZ + USEC_PER_SEC - 1) / USEC_PER_SEC;
497 #endif
498 }
499 EXPORT_SYMBOL(usecs_to_jiffies);
500
501 /*
502  * The TICK_NSEC - 1 rounds up the value to the next resolution.  Note
503  * that a remainder subtract here would not do the right thing as the
504  * resolution values don't fall on second boundries.  I.e. the line:
505  * nsec -= nsec % TICK_NSEC; is NOT a correct resolution rounding.
506  *
507  * Rather, we just shift the bits off the right.
508  *
509  * The >> (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC) converts the scaled nsec
510  * value to a scaled second value.
511  */
512 unsigned long
513 timespec_to_jiffies(const struct timespec *value)
514 {
515         unsigned long sec = value->tv_sec;
516         long nsec = value->tv_nsec + TICK_NSEC - 1;
517
518         if (sec >= MAX_SEC_IN_JIFFIES){
519                 sec = MAX_SEC_IN_JIFFIES;
520                 nsec = 0;
521         }
522         return (((u64)sec * SEC_CONVERSION) +
523                 (((u64)nsec * NSEC_CONVERSION) >>
524                  (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC))) >> SEC_JIFFIE_SC;
525
526 }
527 EXPORT_SYMBOL(timespec_to_jiffies);
528
529 void
530 jiffies_to_timespec(const unsigned long jiffies, struct timespec *value)
531 {
532         /*
533          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
534          * one divide.
535          */
536         u64 nsec = (u64)jiffies * TICK_NSEC;
537         value->tv_sec = div_long_long_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &value->tv_nsec);
538 }
539 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timespec);
540
541 /* Same for "timeval"
542  *
543  * Well, almost.  The problem here is that the real system resolution is
544  * in nanoseconds and the value being converted is in micro seconds.
545  * Also for some machines (those that use HZ = 1024, in-particular),
546  * there is a LARGE error in the tick size in microseconds.
547
548  * The solution we use is to do the rounding AFTER we convert the
549  * microsecond part.  Thus the USEC_ROUND, the bits to be shifted off.
550  * Instruction wise, this should cost only an additional add with carry
551  * instruction above the way it was done above.
552  */
553 unsigned long
554 timeval_to_jiffies(const struct timeval *value)
555 {
556         unsigned long sec = value->tv_sec;
557         long usec = value->tv_usec;
558
559         if (sec >= MAX_SEC_IN_JIFFIES){
560                 sec = MAX_SEC_IN_JIFFIES;
561                 usec = 0;
562         }
563         return (((u64)sec * SEC_CONVERSION) +
564                 (((u64)usec * USEC_CONVERSION + USEC_ROUND) >>
565                  (USEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC))) >> SEC_JIFFIE_SC;
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(timeval_to_jiffies);
568
569 void jiffies_to_timeval(const unsigned long jiffies, struct timeval *value)
570 {
571         /*
572          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
573          * one divide.
574          */
575         u64 nsec = (u64)jiffies * TICK_NSEC;
576         long tv_usec;
577
578         value->tv_sec = div_long_long_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &tv_usec);
579         tv_usec /= NSEC_PER_USEC;
580         value->tv_usec = tv_usec;
581 }
582 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timeval);
583
584 /*
585  * Convert jiffies/jiffies_64 to clock_t and back.
586  */
587 clock_t jiffies_to_clock_t(long x)
588 {
589 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
590         return x / (HZ / USER_HZ);
591 #else
592         u64 tmp = (u64)x * TICK_NSEC;
593         do_div(tmp, (NSEC_PER_SEC / USER_HZ));
594         return (long)tmp;
595 #endif
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_clock_t);
598
599 unsigned long clock_t_to_jiffies(unsigned long x)
600 {
601 #if (HZ % USER_HZ)==0
602         if (x >= ~0UL / (HZ / USER_HZ))
603                 return ~0UL;
604         return x * (HZ / USER_HZ);
605 #else
606         u64 jif;
607
608         /* Don't worry about loss of precision here .. */
609         if (x >= ~0UL / HZ * USER_HZ)
610                 return ~0UL;
611
612         /* .. but do try to contain it here */
613         jif = x * (u64) HZ;
614         do_div(jif, USER_HZ);
615         return jif;
616 #endif
617 }
618 EXPORT_SYMBOL(clock_t_to_jiffies);
619
620 u64 jiffies_64_to_clock_t(u64 x)
621 {
622 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
623         do_div(x, HZ / USER_HZ);
624 #else
625         /*
626          * There are better ways that don't overflow early,
627          * but even this doesn't overflow in hundreds of years
628          * in 64 bits, so..
629          */
630         x *= TICK_NSEC;
631         do_div(x, (NSEC_PER_SEC / USER_HZ));
632 #endif
633         return x;
634 }
635
636 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64_to_clock_t);
637
638 u64 nsec_to_clock_t(u64 x)
639 {
640 #if (NSEC_PER_SEC % USER_HZ) == 0
641         do_div(x, (NSEC_PER_SEC / USER_HZ));
642 #elif (USER_HZ % 512) == 0
643         x *= USER_HZ/512;
644         do_div(x, (NSEC_PER_SEC / 512));
645 #else
646         /*
647          * max relative error 5.7e-8 (1.8s per year) for USER_HZ <= 1024,
648          * overflow after 64.99 years.
649          * exact for HZ=60, 72, 90, 120, 144, 180, 300, 600, 900, ...
650          */
651         x *= 9;
652         do_div(x, (unsigned long)((9ull * NSEC_PER_SEC + (USER_HZ/2)) /
653                                   USER_HZ));
654 #endif
655         return x;
656 }
657
658 #if (BITS_PER_LONG < 64)
659 u64 get_jiffies_64(void)
660 {
661         unsigned long seq;
662         u64 ret;
663
664         do {
665                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
666                 ret = jiffies_64;
667         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
668         return ret;
669 }
670
671 EXPORT_SYMBOL(get_jiffies_64);
672 #endif
673
674 EXPORT_SYMBOL(jiffies);