kernel/time/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/core.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/export.h>
  31 #include <linux/kernel.h>
  32 #include <linux/timex.h>
  33 #include <linux/capability.h>
  34 #include <linux/timekeeper_internal.h>
  35 #include <linux/errno.h>
  36 #include <linux/syscalls.h>
  37 #include <linux/security.h>
  38 #include <linux/fs.h>
  39 #include <linux/math64.h>
  40 #include <linux/ptrace.h>
  41
  42 #include <linux/uaccess.h>
  43 #include <linux/compat.h>
  44 #include <asm/unistd.h>
  45
  46 #include <generated/timeconst.h>
  47 #include "timekeeping.h"
  48
  49 /*
  50  * The timezone where the local system is located.  Used as a default by some
  51  * programs who obtain this value by using gettimeofday.
  52  */
  53 struct timezone sys_tz;
  54
  55 EXPORT_SYMBOL(sys_tz);
  56
  57 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_TIME
  58
  59 /*
  60  * sys_time() can be implemented in user-level using
  61  * sys_gettimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
  62  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
  63  * architectures that need it).
  64  */
  65 SYSCALL_DEFINE1(time, time_t __user *, tloc)
  66 {
  67         time_t i = (time_t)ktime_get_real_seconds();
  68
  69         if (tloc) {
  70                 if (put_user(i,tloc))
  71                         return -EFAULT;
  72         }
  73         force_successful_syscall_return();
  74         return i;
  75 }
  76
  77 /*
  78  * sys_stime() can be implemented in user-level using
  79  * sys_settimeofday().  Is this for backwards compatibility?  If so,
  80  * why not move it into the appropriate arch directory (for those
  81  * architectures that need it).
  82  */
  83
  84 SYSCALL_DEFINE1(stime, time_t __user *, tptr)
  85 {
  86         struct timespec64 tv;
  87         int err;
  88
  89         if (get_user(tv.tv_sec, tptr))
  90                 return -EFAULT;
  91
  92         tv.tv_nsec = 0;
  93
  94         err = security_settime64(&tv, NULL);
  95         if (err)
  96                 return err;
  97
  98         do_settimeofday64(&tv);
  99         return 0;
 100 }
 101
 102 #endif /* __ARCH_WANT_SYS_TIME */
 103
 104 #ifdef CONFIG_COMPAT
 105 #ifdef __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_TIME
 106
 107 /* compat_time_t is a 32 bit "long" and needs to get converted. */
 108 COMPAT_SYSCALL_DEFINE1(time, compat_time_t __user *, tloc)
 109 {
 110         compat_time_t i;
 111
 112         i = (compat_time_t)ktime_get_real_seconds();
 113
 114         if (tloc) {
 115                 if (put_user(i,tloc))
 116                         return -EFAULT;
 117         }
 118         force_successful_syscall_return();
 119         return i;
 120 }
 121
 122 COMPAT_SYSCALL_DEFINE1(stime, compat_time_t __user *, tptr)
 123 {
 124         struct timespec64 tv;
 125         int err;
 126
 127         if (get_user(tv.tv_sec, tptr))
 128                 return -EFAULT;
 129
 130         tv.tv_nsec = 0;
 131
 132         err = security_settime64(&tv, NULL);
 133         if (err)
 134                 return err;
 135
 136         do_settimeofday64(&tv);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 #endif /* __ARCH_WANT_COMPAT_SYS_TIME */
 141 #endif
 142
 143 SYSCALL_DEFINE2(gettimeofday, struct timeval __user *, tv,
 144                 struct timezone __user *, tz)
 145 {
 146         if (likely(tv != NULL)) {
 147                 struct timespec64 ts;
 148
 149                 ktime_get_real_ts64(&ts);
 150                 if (put_user(ts.tv_sec, &tv->tv_sec) ||
 151                     put_user(ts.tv_nsec / 1000, &tv->tv_usec))
 152                         return -EFAULT;
 153         }
 154         if (unlikely(tz != NULL)) {
 155                 if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))
 156                         return -EFAULT;
 157         }
 158         return 0;
 159 }
 160
 161 /*
 162  * In case for some reason the CMOS clock has not already been running
 163  * in UTC, but in some local time: The first time we set the timezone,
 164  * we will warp the clock so that it is ticking UTC time instead of
 165  * local time. Presumably, if someone is setting the timezone then we
 166  * are running in an environment where the programs understand about
 167  * timezones. This should be done at boot time in the /etc/rc script,
 168  * as soon as possible, so that the clock can be set right. Otherwise,
 169  * various programs will get confused when the clock gets warped.
 170  */
 171
 172 int do_sys_settimeofday64(const struct timespec64 *tv, const struct timezone *tz)
 173 {
 174         static int firsttime = 1;
 175         int error = 0;
 176
 177         if (tv && !timespec64_valid_settod(tv))
 178                 return -EINVAL;
 179
 180         error = security_settime64(tv, tz);
 181         if (error)
 182                 return error;
 183
 184         if (tz) {
 185                 /* Verify we're witin the +-15 hrs range */
 186                 if (tz->tz_minuteswest > 15*60 || tz->tz_minuteswest < -15*60)
 187                         return -EINVAL;
 188
 189                 sys_tz = *tz;
 190                 update_vsyscall_tz();
 191                 if (firsttime) {
 192                         firsttime = 0;
 193                         if (!tv)
 194                                 timekeeping_warp_clock();
 195                 }
 196         }
 197         if (tv)
 198                 return do_settimeofday64(tv);
 199         return 0;
 200 }
 201
 202 SYSCALL_DEFINE2(settimeofday, struct timeval __user *, tv,
 203                 struct timezone __user *, tz)
 204 {
 205         struct timespec64 new_ts;
 206         struct timeval user_tv;
 207         struct timezone new_tz;
 208
 209         if (tv) {
 210                 if (copy_from_user(&user_tv, tv, sizeof(*tv)))
 211                         return -EFAULT;
 212
 213                 if (!timeval_valid(&user_tv))
 214                         return -EINVAL;
 215
 216                 new_ts.tv_sec = user_tv.tv_sec;
 217                 new_ts.tv_nsec = user_tv.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
 218         }
 219         if (tz) {
 220                 if (copy_from_user(&new_tz, tz, sizeof(*tz)))
 221                         return -EFAULT;
 222         }
 223
 224         return do_sys_settimeofday64(tv ? &new_ts : NULL, tz ? &new_tz : NULL);
 225 }
 226
 227 #ifdef CONFIG_COMPAT
 228 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(gettimeofday, struct compat_timeval __user *, tv,
 229                        struct timezone __user *, tz)
 230 {
 231         if (tv) {
 232                 struct timespec64 ts;
 233
 234                 ktime_get_real_ts64(&ts);
 235                 if (put_user(ts.tv_sec, &tv->tv_sec) ||
 236                     put_user(ts.tv_nsec / 1000, &tv->tv_usec))
 237                         return -EFAULT;
 238         }
 239         if (tz) {
 240                 if (copy_to_user(tz, &sys_tz, sizeof(sys_tz)))
 241                         return -EFAULT;
 242         }
 243
 244         return 0;
 245 }
 246
 247 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(settimeofday, struct compat_timeval __user *, tv,
 248                        struct timezone __user *, tz)
 249 {
 250         struct timespec64 new_ts;
 251         struct timeval user_tv;
 252         struct timezone new_tz;
 253
 254         if (tv) {
 255                 if (compat_get_timeval(&user_tv, tv))
 256                         return -EFAULT;
 257                 new_ts.tv_sec = user_tv.tv_sec;
 258                 new_ts.tv_nsec = user_tv.tv_usec * NSEC_PER_USEC;
 259         }
 260         if (tz) {
 261                 if (copy_from_user(&new_tz, tz, sizeof(*tz)))
 262                         return -EFAULT;
 263         }
 264
 265         return do_sys_settimeofday64(tv ? &new_ts : NULL, tz ? &new_tz : NULL);
 266 }
 267 #endif
 268
 269 SYSCALL_DEFINE1(adjtimex, struct timex __user *, txc_p)
 270 {
 271         struct timex txc;               /* Local copy of parameter */
 272         int ret;
 273
 274         /* Copy the user data space into the kernel copy
 275          * structure. But bear in mind that the structures
 276          * may change
 277          */
 278         if (copy_from_user(&txc, txc_p, sizeof(struct timex)))
 279                 return -EFAULT;
 280         ret = do_adjtimex(&txc);
 281         return copy_to_user(txc_p, &txc, sizeof(struct timex)) ? -EFAULT : ret;
 282 }
 283
 284 #ifdef CONFIG_COMPAT
 285
 286 COMPAT_SYSCALL_DEFINE1(adjtimex, struct compat_timex __user *, utp)
 287 {
 288         struct timex txc;
 289         int err, ret;
 290
 291         err = compat_get_timex(&txc, utp);
 292         if (err)
 293                 return err;
 294
 295         ret = do_adjtimex(&txc);
 296
 297         err = compat_put_timex(utp, &txc);
 298         if (err)
 299                 return err;
 300
 301         return ret;
 302 }
 303 #endif
 304
 305 /*
 306  * Convert jiffies to milliseconds and back.
 307  *
 308  * Avoid unnecessary multiplications/divisions in the
 309  * two most common HZ cases:
 310  */
 311 unsigned int jiffies_to_msecs(const unsigned long j)
 312 {
 313 #if HZ <= MSEC_PER_SEC && !(MSEC_PER_SEC % HZ)
 314         return (MSEC_PER_SEC / HZ) * j;
 315 #elif HZ > MSEC_PER_SEC && !(HZ % MSEC_PER_SEC)
 316         return (j + (HZ / MSEC_PER_SEC) - 1)/(HZ / MSEC_PER_SEC);
 317 #else
 318 # if BITS_PER_LONG == 32
 319         return (HZ_TO_MSEC_MUL32 * j + (1ULL << HZ_TO_MSEC_SHR32) - 1) >>
 320                HZ_TO_MSEC_SHR32;
 321 # else
 322         return DIV_ROUND_UP(j * HZ_TO_MSEC_NUM, HZ_TO_MSEC_DEN);
 323 # endif
 324 #endif
 325 }
 326 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_msecs);
 327
 328 unsigned int jiffies_to_usecs(const unsigned long j)
 329 {
 330         /*
 331          * Hz usually doesn't go much further MSEC_PER_SEC.
 332          * jiffies_to_usecs() and usecs_to_jiffies() depend on that.
 333          */
 334         BUILD_BUG_ON(HZ > USEC_PER_SEC);
 335
 336 #if !(USEC_PER_SEC % HZ)
 337         return (USEC_PER_SEC / HZ) * j;
 338 #else
 339 # if BITS_PER_LONG == 32
 340         return (HZ_TO_USEC_MUL32 * j) >> HZ_TO_USEC_SHR32;
 341 # else
 342         return (j * HZ_TO_USEC_NUM) / HZ_TO_USEC_DEN;
 343 # endif
 344 #endif
 345 }
 346 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_usecs);
 347
 348 /**
 349  * timespec_trunc - Truncate timespec to a granularity
 350  * @t: Timespec
 351  * @gran: Granularity in ns.
 352  *
 353  * Truncate a timespec to a granularity. Always rounds down. gran must
 354  * not be 0 nor greater than a second (NSEC_PER_SEC, or 10^9 ns).
 355  */
 356 struct timespec timespec_trunc(struct timespec t, unsigned gran)
 357 {
 358         /* Avoid division in the common cases 1 ns and 1 s. */
 359         if (gran == 1) {
 360                 /* nothing */
 361         } else if (gran == NSEC_PER_SEC) {
 362                 t.tv_nsec = 0;
 363         } else if (gran > 1 && gran < NSEC_PER_SEC) {
 364                 t.tv_nsec -= t.tv_nsec % gran;
 365         } else {
 366                 WARN(1, "illegal file time granularity: %u", gran);
 367         }
 368         return t;
 369 }
 370 EXPORT_SYMBOL(timespec_trunc);
 371
 372 /*
 373  * mktime64 - Converts date to seconds.
 374  * Converts Gregorian date to seconds since 1970-01-01 00:00:00.
 375  * Assumes input in normal date format, i.e. 1980-12-31 23:59:59
 376  * => year=1980, mon=12, day=31, hour=23, min=59, sec=59.
 377  *
 378  * [For the Julian calendar (which was used in Russia before 1917,
 379  * Britain & colonies before 1752, anywhere else before 1582,
 380  * and is still in use by some communities) leave out the
 381  * -year/100+year/400 terms, and add 10.]
 382  *
 383  * This algorithm was first published by Gauss (I think).
 384  *
 385  * A leap second can be indicated by calling this function with sec as
 386  * 60 (allowable under ISO 8601).  The leap second is treated the same
 387  * as the following second since they don't exist in UNIX time.
 388  *
 389  * An encoding of midnight at the end of the day as 24:00:00 - ie. midnight
 390  * tomorrow - (allowable under ISO 8601) is supported.
 391  */
 392 time64_t mktime64(const unsigned int year0, const unsigned int mon0,
 393                 const unsigned int day, const unsigned int hour,
 394                 const unsigned int min, const unsigned int sec)
 395 {
 396         unsigned int mon = mon0, year = year0;
 397
 398         /* 1..12 -> 11,12,1..10 */
 399         if (0 >= (int) (mon -= 2)) {
 400                 mon += 12;      /* Puts Feb last since it has leap day */
 401                 year -= 1;
 402         }
 403
 404         return ((((time64_t)
 405                   (year/4 - year/100 + year/400 + 367*mon/12 + day) +
 406                   year*365 - 719499
 407             )*24 + hour /* now have hours - midnight tomorrow handled here */
 408           )*60 + min /* now have minutes */
 409         )*60 + sec; /* finally seconds */
 410 }
 411 EXPORT_SYMBOL(mktime64);
 412
 413 /**
 414  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
 415  *
 416  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
 417  * @sec:        seconds to set
 418  * @nsec:       nanoseconds to set
 419  *
 420  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
 421  * normalize to the timespec storage format
 422  *
 423  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
 424  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
 425  * For negative values only the tv_sec field is negative !
 426  */
 427 void set_normalized_timespec(struct timespec *ts, time_t sec, s64 nsec)
 428 {
 429         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 430                 /*
 431                  * The following asm() prevents the compiler from
 432                  * optimising this loop into a modulo operation. See
 433                  * also __iter_div_u64_rem() in include/linux/time.h
 434                  */
 435                 asm("" : "+rm"(nsec));
 436                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 437                 ++sec;
 438         }
 439         while (nsec < 0) {
 440                 asm("" : "+rm"(nsec));
 441                 nsec += NSEC_PER_SEC;
 442                 --sec;
 443         }
 444         ts->tv_sec = sec;
 445         ts->tv_nsec = nsec;
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL(set_normalized_timespec);
 448
 449 /**
 450  * ns_to_timespec - Convert nanoseconds to timespec
 451  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 452  *
 453  * Returns the timespec representation of the nsec parameter.
 454  */
 455 struct timespec ns_to_timespec(const s64 nsec)
 456 {
 457         struct timespec ts;
 458         s32 rem;
 459
 460         if (!nsec)
 461                 return (struct timespec) {0, 0};
 462
 463         ts.tv_sec = div_s64_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &rem);
 464         if (unlikely(rem < 0)) {
 465                 ts.tv_sec--;
 466                 rem += NSEC_PER_SEC;
 467         }
 468         ts.tv_nsec = rem;
 469
 470         return ts;
 471 }
 472 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timespec);
 473
 474 /**
 475  * ns_to_timeval - Convert nanoseconds to timeval
 476  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 477  *
 478  * Returns the timeval representation of the nsec parameter.
 479  */
 480 struct timeval ns_to_timeval(const s64 nsec)
 481 {
 482         struct timespec ts = ns_to_timespec(nsec);
 483         struct timeval tv;
 484
 485         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
 486         tv.tv_usec = (suseconds_t) ts.tv_nsec / 1000;
 487
 488         return tv;
 489 }
 490 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timeval);
 491
 492 struct __kernel_old_timeval ns_to_kernel_old_timeval(const s64 nsec)
 493 {
 494         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(nsec);
 495         struct __kernel_old_timeval tv;
 496
 497         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
 498         tv.tv_usec = (suseconds_t)ts.tv_nsec / 1000;
 499
 500         return tv;
 501 }
 502 EXPORT_SYMBOL(ns_to_kernel_old_timeval);
 503
 504 /**
 505  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
 506  *
 507  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
 508  * @sec:        seconds to set
 509  * @nsec:       nanoseconds to set
 510  *
 511  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
 512  * normalize to the timespec storage format
 513  *
 514  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
 515  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
 516  * For negative values only the tv_sec field is negative !
 517  */
 518 void set_normalized_timespec64(struct timespec64 *ts, time64_t sec, s64 nsec)
 519 {
 520         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 521                 /*
 522                  * The following asm() prevents the compiler from
 523                  * optimising this loop into a modulo operation. See
 524                  * also __iter_div_u64_rem() in include/linux/time.h
 525                  */
 526                 asm("" : "+rm"(nsec));
 527                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 528                 ++sec;
 529         }
 530         while (nsec < 0) {
 531                 asm("" : "+rm"(nsec));
 532                 nsec += NSEC_PER_SEC;
 533                 --sec;
 534         }
 535         ts->tv_sec = sec;
 536         ts->tv_nsec = nsec;
 537 }
 538 EXPORT_SYMBOL(set_normalized_timespec64);
 539
 540 /**
 541  * ns_to_timespec64 - Convert nanoseconds to timespec64
 542  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 543  *
 544  * Returns the timespec64 representation of the nsec parameter.
 545  */
 546 struct timespec64 ns_to_timespec64(const s64 nsec)
 547 {
 548         struct timespec64 ts;
 549         s32 rem;
 550
 551         if (!nsec)
 552                 return (struct timespec64) {0, 0};
 553
 554         ts.tv_sec = div_s64_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &rem);
 555         if (unlikely(rem < 0)) {
 556                 ts.tv_sec--;
 557                 rem += NSEC_PER_SEC;
 558         }
 559         ts.tv_nsec = rem;
 560
 561         return ts;
 562 }
 563 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timespec64);
 564
 565 /**
 566  * msecs_to_jiffies: - convert milliseconds to jiffies
 567  * @m:  time in milliseconds
 568  *
 569  * conversion is done as follows:
 570  *
 571  * - negative values mean 'infinite timeout' (MAX_JIFFY_OFFSET)
 572  *
 573  * - 'too large' values [that would result in larger than
 574  *   MAX_JIFFY_OFFSET values] mean 'infinite timeout' too.
 575  *
 576  * - all other values are converted to jiffies by either multiplying
 577  *   the input value by a factor or dividing it with a factor and
 578  *   handling any 32-bit overflows.
 579  *   for the details see __msecs_to_jiffies()
 580  *
 581  * msecs_to_jiffies() checks for the passed in value being a constant
 582  * via __builtin_constant_p() allowing gcc to eliminate most of the
 583  * code, __msecs_to_jiffies() is called if the value passed does not
 584  * allow constant folding and the actual conversion must be done at
 585  * runtime.
 586  * the _msecs_to_jiffies helpers are the HZ dependent conversion
 587  * routines found in include/linux/jiffies.h
 588  */
 589 unsigned long __msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
 590 {
 591         /*
 592          * Negative value, means infinite timeout:
 593          */
 594         if ((int)m < 0)
 595                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
 596         return _msecs_to_jiffies(m);
 597 }
 598 EXPORT_SYMBOL(__msecs_to_jiffies);
 599
 600 unsigned long __usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
 601 {
 602         if (u > jiffies_to_usecs(MAX_JIFFY_OFFSET))
 603                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
 604         return _usecs_to_jiffies(u);
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL(__usecs_to_jiffies);
 607
 608 /*
 609  * The TICK_NSEC - 1 rounds up the value to the next resolution.  Note
 610  * that a remainder subtract here would not do the right thing as the
 611  * resolution values don't fall on second boundries.  I.e. the line:
 612  * nsec -= nsec % TICK_NSEC; is NOT a correct resolution rounding.
 613  * Note that due to the small error in the multiplier here, this
 614  * rounding is incorrect for sufficiently large values of tv_nsec, but
 615  * well formed timespecs should have tv_nsec < NSEC_PER_SEC, so we're
 616  * OK.
 617  *
 618  * Rather, we just shift the bits off the right.
 619  *
 620  * The >> (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC) converts the scaled nsec
 621  * value to a scaled second value.
 622  */
 623 static unsigned long
 624 __timespec64_to_jiffies(u64 sec, long nsec)
 625 {
 626         nsec = nsec + TICK_NSEC - 1;
 627
 628         if (sec >= MAX_SEC_IN_JIFFIES){
 629                 sec = MAX_SEC_IN_JIFFIES;
 630                 nsec = 0;
 631         }
 632         return ((sec * SEC_CONVERSION) +
 633                 (((u64)nsec * NSEC_CONVERSION) >>
 634                  (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC))) >> SEC_JIFFIE_SC;
 635
 636 }
 637
 638 static unsigned long
 639 __timespec_to_jiffies(unsigned long sec, long nsec)
 640 {
 641         return __timespec64_to_jiffies((u64)sec, nsec);
 642 }
 643
 644 unsigned long
 645 timespec64_to_jiffies(const struct timespec64 *value)
 646 {
 647         return __timespec64_to_jiffies(value->tv_sec, value->tv_nsec);
 648 }
 649 EXPORT_SYMBOL(timespec64_to_jiffies);
 650
 651 void
 652 jiffies_to_timespec64(const unsigned long jiffies, struct timespec64 *value)
 653 {
 654         /*
 655          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
 656          * one divide.
 657          */
 658         u32 rem;
 659         value->tv_sec = div_u64_rem((u64)jiffies * TICK_NSEC,
 660                                     NSEC_PER_SEC, &rem);
 661         value->tv_nsec = rem;
 662 }
 663 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timespec64);
 664
 665 /*
 666  * We could use a similar algorithm to timespec_to_jiffies (with a
 667  * different multiplier for usec instead of nsec). But this has a
 668  * problem with rounding: we can't exactly add TICK_NSEC - 1 to the
 669  * usec value, since it's not necessarily integral.
 670  *
 671  * We could instead round in the intermediate scaled representation
 672  * (i.e. in units of 1/2^(large scale) jiffies) but that's also
 673  * perilous: the scaling introduces a small positive error, which
 674  * combined with a division-rounding-upward (i.e. adding 2^(scale) - 1
 675  * units to the intermediate before shifting) leads to accidental
 676  * overflow and overestimates.
 677  *
 678  * At the cost of one additional multiplication by a constant, just
 679  * use the timespec implementation.
 680  */
 681 unsigned long
 682 timeval_to_jiffies(const struct timeval *value)
 683 {
 684         return __timespec_to_jiffies(value->tv_sec,
 685                                      value->tv_usec * NSEC_PER_USEC);
 686 }
 687 EXPORT_SYMBOL(timeval_to_jiffies);
 688
 689 void jiffies_to_timeval(const unsigned long jiffies, struct timeval *value)
 690 {
 691         /*
 692          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
 693          * one divide.
 694          */
 695         u32 rem;
 696
 697         value->tv_sec = div_u64_rem((u64)jiffies * TICK_NSEC,
 698                                     NSEC_PER_SEC, &rem);
 699         value->tv_usec = rem / NSEC_PER_USEC;
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timeval);
 702
 703 /*
 704  * Convert jiffies/jiffies_64 to clock_t and back.
 705  */
 706 clock_t jiffies_to_clock_t(unsigned long x)
 707 {
 708 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
 709 # if HZ < USER_HZ
 710         return x * (USER_HZ / HZ);
 711 # else
 712         return x / (HZ / USER_HZ);
 713 # endif
 714 #else
 715         return div_u64((u64)x * TICK_NSEC, NSEC_PER_SEC / USER_HZ);
 716 #endif
 717 }
 718 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_clock_t);
 719
 720 unsigned long clock_t_to_jiffies(unsigned long x)
 721 {
 722 #if (HZ % USER_HZ)==0
 723         if (x >= ~0UL / (HZ / USER_HZ))
 724                 return ~0UL;
 725         return x * (HZ / USER_HZ);
 726 #else
 727         /* Don't worry about loss of precision here .. */
 728         if (x >= ~0UL / HZ * USER_HZ)
 729                 return ~0UL;
 730
 731         /* .. but do try to contain it here */
 732         return div_u64((u64)x * HZ, USER_HZ);
 733 #endif
 734 }
 735 EXPORT_SYMBOL(clock_t_to_jiffies);
 736
 737 u64 jiffies_64_to_clock_t(u64 x)
 738 {
 739 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
 740 # if HZ < USER_HZ
 741         x = div_u64(x * USER_HZ, HZ);
 742 # elif HZ > USER_HZ
 743         x = div_u64(x, HZ / USER_HZ);
 744 # else
 745         /* Nothing to do */
 746 # endif
 747 #else
 748         /*
 749          * There are better ways that don't overflow early,
 750          * but even this doesn't overflow in hundreds of years
 751          * in 64 bits, so..
 752          */
 753         x = div_u64(x * TICK_NSEC, (NSEC_PER_SEC / USER_HZ));
 754 #endif
 755         return x;
 756 }
 757 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64_to_clock_t);
 758
 759 u64 nsec_to_clock_t(u64 x)
 760 {
 761 #if (NSEC_PER_SEC % USER_HZ) == 0
 762         return div_u64(x, NSEC_PER_SEC / USER_HZ);
 763 #elif (USER_HZ % 512) == 0
 764         return div_u64(x * USER_HZ / 512, NSEC_PER_SEC / 512);
 765 #else
 766         /*
 767          * max relative error 5.7e-8 (1.8s per year) for USER_HZ <= 1024,
 768          * overflow after 64.99 years.
 769          * exact for HZ=60, 72, 90, 120, 144, 180, 300, 600, 900, ...
 770          */
 771         return div_u64(x * 9, (9ull * NSEC_PER_SEC + (USER_HZ / 2)) / USER_HZ);
 772 #endif
 773 }
 774
 775 u64 jiffies64_to_nsecs(u64 j)
 776 {
 777 #if !(NSEC_PER_SEC % HZ)
 778         return (NSEC_PER_SEC / HZ) * j;
 779 # else
 780         return div_u64(j * HZ_TO_NSEC_NUM, HZ_TO_NSEC_DEN);
 781 #endif
 782 }
 783 EXPORT_SYMBOL(jiffies64_to_nsecs);
 784
 785 /**
 786  * nsecs_to_jiffies64 - Convert nsecs in u64 to jiffies64
 787  *
 788  * @n:  nsecs in u64
 789  *
 790  * Unlike {m,u}secs_to_jiffies, type of input is not unsigned int but u64.
 791  * And this doesn't return MAX_JIFFY_OFFSET since this function is designed
 792  * for scheduler, not for use in device drivers to calculate timeout value.
 793  *
 794  * note:
 795  *   NSEC_PER_SEC = 10^9 = (5^9 * 2^9) = (1953125 * 512)
 796  *   ULLONG_MAX ns = 18446744073.709551615 secs = about 584 years
 797  */
 798 u64 nsecs_to_jiffies64(u64 n)
 799 {
 800 #if (NSEC_PER_SEC % HZ) == 0
 801         /* Common case, HZ = 100, 128, 200, 250, 256, 500, 512, 1000 etc. */
 802         return div_u64(n, NSEC_PER_SEC / HZ);
 803 #elif (HZ % 512) == 0
 804         /* overflow after 292 years if HZ = 1024 */
 805         return div_u64(n * HZ / 512, NSEC_PER_SEC / 512);
 806 #else
 807         /*
 808          * Generic case - optimized for cases where HZ is a multiple of 3.
 809          * overflow after 64.99 years, exact for HZ = 60, 72, 90, 120 etc.
 810          */
 811         return div_u64(n * 9, (9ull * NSEC_PER_SEC + HZ / 2) / HZ);
 812 #endif
 813 }
 814 EXPORT_SYMBOL(nsecs_to_jiffies64);
 815
 816 /**
 817  * nsecs_to_jiffies - Convert nsecs in u64 to jiffies
 818  *
 819  * @n:  nsecs in u64
 820  *
 821  * Unlike {m,u}secs_to_jiffies, type of input is not unsigned int but u64.
 822  * And this doesn't return MAX_JIFFY_OFFSET since this function is designed
 823  * for scheduler, not for use in device drivers to calculate timeout value.
 824  *
 825  * note:
 826  *   NSEC_PER_SEC = 10^9 = (5^9 * 2^9) = (1953125 * 512)
 827  *   ULLONG_MAX ns = 18446744073.709551615 secs = about 584 years
 828  */
 829 unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n)
 830 {
 831         return (unsigned long)nsecs_to_jiffies64(n);
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL_GPL(nsecs_to_jiffies);
 834
 835 /*
 836  * Add two timespec64 values and do a safety check for overflow.
 837  * It's assumed that both values are valid (>= 0).
 838  * And, each timespec64 is in normalized form.
 839  */
 840 struct timespec64 timespec64_add_safe(const struct timespec64 lhs,
 841                                 const struct timespec64 rhs)
 842 {
 843         struct timespec64 res;
 844
 845         set_normalized_timespec64(&res, (timeu64_t) lhs.tv_sec + rhs.tv_sec,
 846                         lhs.tv_nsec + rhs.tv_nsec);
 847
 848         if (unlikely(res.tv_sec < lhs.tv_sec || res.tv_sec < rhs.tv_sec)) {
 849                 res.tv_sec = TIME64_MAX;
 850                 res.tv_nsec = 0;
 851         }
 852
 853         return res;
 854 }
 855
 856 int get_timespec64(struct timespec64 *ts,
 857                    const struct __kernel_timespec __user *uts)
 858 {
 859         struct __kernel_timespec kts;
 860         int ret;
 861
 862         ret = copy_from_user(&kts, uts, sizeof(kts));
 863         if (ret)
 864                 return -EFAULT;
 865
 866         ts->tv_sec = kts.tv_sec;
 867
 868         /* Zero out the padding for 32 bit systems or in compat mode */
 869         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT_TIME) && (!IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) || in_compat_syscall()))
 870                 kts.tv_nsec &= 0xFFFFFFFFUL;
 871
 872         ts->tv_nsec = kts.tv_nsec;
 873
 874         return 0;
 875 }
 876 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_timespec64);
 877
 878 int put_timespec64(const struct timespec64 *ts,
 879                    struct __kernel_timespec __user *uts)
 880 {
 881         struct __kernel_timespec kts = {
 882                 .tv_sec = ts->tv_sec,
 883                 .tv_nsec = ts->tv_nsec
 884         };
 885
 886         return copy_to_user(uts, &kts, sizeof(kts)) ? -EFAULT : 0;
 887 }
 888 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_timespec64);
 889
 890 int __compat_get_timespec64(struct timespec64 *ts64,
 891                                    const struct compat_timespec __user *cts)
 892 {
 893         struct compat_timespec ts;
 894         int ret;
 895
 896         ret = copy_from_user(&ts, cts, sizeof(ts));
 897         if (ret)
 898                 return -EFAULT;
 899
 900         ts64->tv_sec = ts.tv_sec;
 901         ts64->tv_nsec = ts.tv_nsec;
 902
 903         return 0;
 904 }
 905
 906 int __compat_put_timespec64(const struct timespec64 *ts64,
 907                                    struct compat_timespec __user *cts)
 908 {
 909         struct compat_timespec ts = {
 910                 .tv_sec = ts64->tv_sec,
 911                 .tv_nsec = ts64->tv_nsec
 912         };
 913         return copy_to_user(cts, &ts, sizeof(ts)) ? -EFAULT : 0;
 914 }
 915
 916 int compat_get_timespec64(struct timespec64 *ts, const void __user *uts)
 917 {
 918         if (COMPAT_USE_64BIT_TIME)
 919                 return copy_from_user(ts, uts, sizeof(*ts)) ? -EFAULT : 0;
 920         else
 921                 return __compat_get_timespec64(ts, uts);
 922 }
 923 EXPORT_SYMBOL_GPL(compat_get_timespec64);
 924
 925 int compat_put_timespec64(const struct timespec64 *ts, void __user *uts)
 926 {
 927         if (COMPAT_USE_64BIT_TIME)
 928                 return copy_to_user(uts, ts, sizeof(*ts)) ? -EFAULT : 0;
 929         else
 930                 return __compat_put_timespec64(ts, uts);
 931 }
 932 EXPORT_SYMBOL_GPL(compat_put_timespec64);
 933
 934 int get_itimerspec64(struct itimerspec64 *it,
 935                         const struct __kernel_itimerspec __user *uit)
 936 {
 937         int ret;
 938
 939         ret = get_timespec64(&it->it_interval, &uit->it_interval);
 940         if (ret)
 941                 return ret;
 942
 943         ret = get_timespec64(&it->it_value, &uit->it_value);
 944
 945         return ret;
 946 }
 947 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_itimerspec64);
 948
 949 int put_itimerspec64(const struct itimerspec64 *it,
 950                         struct __kernel_itimerspec __user *uit)
 951 {
 952         int ret;
 953
 954         ret = put_timespec64(&it->it_interval, &uit->it_interval);
 955         if (ret)
 956                 return ret;
 957
 958         ret = put_timespec64(&it->it_value, &uit->it_value);
 959
 960         return ret;
 961 }
 962 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_itimerspec64);
 963
 964 int get_compat_itimerspec64(struct itimerspec64 *its,
 965                         const struct compat_itimerspec __user *uits)
 966 {
 967
 968         if (__compat_get_timespec64(&its->it_interval, &uits->it_interval) ||
 969             __compat_get_timespec64(&its->it_value, &uits->it_value))
 970                 return -EFAULT;
 971         return 0;
 972 }
 973 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_compat_itimerspec64);
 974
 975 int put_compat_itimerspec64(const struct itimerspec64 *its,
 976                         struct compat_itimerspec __user *uits)
 977 {
 978         if (__compat_put_timespec64(&its->it_interval, &uits->it_interval) ||
 979             __compat_put_timespec64(&its->it_value, &uits->it_value))
 980                 return -EFAULT;
 981         return 0;
 982 }
 983 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_compat_itimerspec64);