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 /* old_time32_t is a 32 bit "long" and needs to get converted. */
 108 COMPAT_SYSCALL_DEFINE1(time, old_time32_t __user *, tloc)
 109 {
 110         old_time32_t i;
 111
 112         i = (old_time32_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, old_time32_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(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 old_timeval32 __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 old_timeval32 __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  * mktime64 - Converts date to seconds.
 350  * Converts Gregorian date to seconds since 1970-01-01 00:00:00.
 351  * Assumes input in normal date format, i.e. 1980-12-31 23:59:59
 352  * => year=1980, mon=12, day=31, hour=23, min=59, sec=59.
 353  *
 354  * [For the Julian calendar (which was used in Russia before 1917,
 355  * Britain & colonies before 1752, anywhere else before 1582,
 356  * and is still in use by some communities) leave out the
 357  * -year/100+year/400 terms, and add 10.]
 358  *
 359  * This algorithm was first published by Gauss (I think).
 360  *
 361  * A leap second can be indicated by calling this function with sec as
 362  * 60 (allowable under ISO 8601).  The leap second is treated the same
 363  * as the following second since they don't exist in UNIX time.
 364  *
 365  * An encoding of midnight at the end of the day as 24:00:00 - ie. midnight
 366  * tomorrow - (allowable under ISO 8601) is supported.
 367  */
 368 time64_t mktime64(const unsigned int year0, const unsigned int mon0,
 369                 const unsigned int day, const unsigned int hour,
 370                 const unsigned int min, const unsigned int sec)
 371 {
 372         unsigned int mon = mon0, year = year0;
 373
 374         /* 1..12 -> 11,12,1..10 */
 375         if (0 >= (int) (mon -= 2)) {
 376                 mon += 12;      /* Puts Feb last since it has leap day */
 377                 year -= 1;
 378         }
 379
 380         return ((((time64_t)
 381                   (year/4 - year/100 + year/400 + 367*mon/12 + day) +
 382                   year*365 - 719499
 383             )*24 + hour /* now have hours - midnight tomorrow handled here */
 384           )*60 + min /* now have minutes */
 385         )*60 + sec; /* finally seconds */
 386 }
 387 EXPORT_SYMBOL(mktime64);
 388
 389 /**
 390  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
 391  *
 392  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
 393  * @sec:        seconds to set
 394  * @nsec:       nanoseconds to set
 395  *
 396  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
 397  * normalize to the timespec storage format
 398  *
 399  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
 400  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
 401  * For negative values only the tv_sec field is negative !
 402  */
 403 void set_normalized_timespec(struct timespec *ts, time_t sec, s64 nsec)
 404 {
 405         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 406                 /*
 407                  * The following asm() prevents the compiler from
 408                  * optimising this loop into a modulo operation. See
 409                  * also __iter_div_u64_rem() in include/linux/time.h
 410                  */
 411                 asm("" : "+rm"(nsec));
 412                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 413                 ++sec;
 414         }
 415         while (nsec < 0) {
 416                 asm("" : "+rm"(nsec));
 417                 nsec += NSEC_PER_SEC;
 418                 --sec;
 419         }
 420         ts->tv_sec = sec;
 421         ts->tv_nsec = nsec;
 422 }
 423 EXPORT_SYMBOL(set_normalized_timespec);
 424
 425 /**
 426  * ns_to_timespec - Convert nanoseconds to timespec
 427  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 428  *
 429  * Returns the timespec representation of the nsec parameter.
 430  */
 431 struct timespec ns_to_timespec(const s64 nsec)
 432 {
 433         struct timespec ts;
 434         s32 rem;
 435
 436         if (!nsec)
 437                 return (struct timespec) {0, 0};
 438
 439         ts.tv_sec = div_s64_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &rem);
 440         if (unlikely(rem < 0)) {
 441                 ts.tv_sec--;
 442                 rem += NSEC_PER_SEC;
 443         }
 444         ts.tv_nsec = rem;
 445
 446         return ts;
 447 }
 448 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timespec);
 449
 450 /**
 451  * ns_to_timeval - Convert nanoseconds to timeval
 452  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 453  *
 454  * Returns the timeval representation of the nsec parameter.
 455  */
 456 struct timeval ns_to_timeval(const s64 nsec)
 457 {
 458         struct timespec ts = ns_to_timespec(nsec);
 459         struct timeval tv;
 460
 461         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
 462         tv.tv_usec = (suseconds_t) ts.tv_nsec / 1000;
 463
 464         return tv;
 465 }
 466 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timeval);
 467
 468 struct __kernel_old_timeval ns_to_kernel_old_timeval(const s64 nsec)
 469 {
 470         struct timespec64 ts = ns_to_timespec64(nsec);
 471         struct __kernel_old_timeval tv;
 472
 473         tv.tv_sec = ts.tv_sec;
 474         tv.tv_usec = (suseconds_t)ts.tv_nsec / 1000;
 475
 476         return tv;
 477 }
 478 EXPORT_SYMBOL(ns_to_kernel_old_timeval);
 479
 480 /**
 481  * set_normalized_timespec - set timespec sec and nsec parts and normalize
 482  *
 483  * @ts:         pointer to timespec variable to be set
 484  * @sec:        seconds to set
 485  * @nsec:       nanoseconds to set
 486  *
 487  * Set seconds and nanoseconds field of a timespec variable and
 488  * normalize to the timespec storage format
 489  *
 490  * Note: The tv_nsec part is always in the range of
 491  *      0 <= tv_nsec < NSEC_PER_SEC
 492  * For negative values only the tv_sec field is negative !
 493  */
 494 void set_normalized_timespec64(struct timespec64 *ts, time64_t sec, s64 nsec)
 495 {
 496         while (nsec >= NSEC_PER_SEC) {
 497                 /*
 498                  * The following asm() prevents the compiler from
 499                  * optimising this loop into a modulo operation. See
 500                  * also __iter_div_u64_rem() in include/linux/time.h
 501                  */
 502                 asm("" : "+rm"(nsec));
 503                 nsec -= NSEC_PER_SEC;
 504                 ++sec;
 505         }
 506         while (nsec < 0) {
 507                 asm("" : "+rm"(nsec));
 508                 nsec += NSEC_PER_SEC;
 509                 --sec;
 510         }
 511         ts->tv_sec = sec;
 512         ts->tv_nsec = nsec;
 513 }
 514 EXPORT_SYMBOL(set_normalized_timespec64);
 515
 516 /**
 517  * ns_to_timespec64 - Convert nanoseconds to timespec64
 518  * @nsec:       the nanoseconds value to be converted
 519  *
 520  * Returns the timespec64 representation of the nsec parameter.
 521  */
 522 struct timespec64 ns_to_timespec64(const s64 nsec)
 523 {
 524         struct timespec64 ts;
 525         s32 rem;
 526
 527         if (!nsec)
 528                 return (struct timespec64) {0, 0};
 529
 530         ts.tv_sec = div_s64_rem(nsec, NSEC_PER_SEC, &rem);
 531         if (unlikely(rem < 0)) {
 532                 ts.tv_sec--;
 533                 rem += NSEC_PER_SEC;
 534         }
 535         ts.tv_nsec = rem;
 536
 537         return ts;
 538 }
 539 EXPORT_SYMBOL(ns_to_timespec64);
 540
 541 /**
 542  * msecs_to_jiffies: - convert milliseconds to jiffies
 543  * @m:  time in milliseconds
 544  *
 545  * conversion is done as follows:
 546  *
 547  * - negative values mean 'infinite timeout' (MAX_JIFFY_OFFSET)
 548  *
 549  * - 'too large' values [that would result in larger than
 550  *   MAX_JIFFY_OFFSET values] mean 'infinite timeout' too.
 551  *
 552  * - all other values are converted to jiffies by either multiplying
 553  *   the input value by a factor or dividing it with a factor and
 554  *   handling any 32-bit overflows.
 555  *   for the details see __msecs_to_jiffies()
 556  *
 557  * msecs_to_jiffies() checks for the passed in value being a constant
 558  * via __builtin_constant_p() allowing gcc to eliminate most of the
 559  * code, __msecs_to_jiffies() is called if the value passed does not
 560  * allow constant folding and the actual conversion must be done at
 561  * runtime.
 562  * the _msecs_to_jiffies helpers are the HZ dependent conversion
 563  * routines found in include/linux/jiffies.h
 564  */
 565 unsigned long __msecs_to_jiffies(const unsigned int m)
 566 {
 567         /*
 568          * Negative value, means infinite timeout:
 569          */
 570         if ((int)m < 0)
 571                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
 572         return _msecs_to_jiffies(m);
 573 }
 574 EXPORT_SYMBOL(__msecs_to_jiffies);
 575
 576 unsigned long __usecs_to_jiffies(const unsigned int u)
 577 {
 578         if (u > jiffies_to_usecs(MAX_JIFFY_OFFSET))
 579                 return MAX_JIFFY_OFFSET;
 580         return _usecs_to_jiffies(u);
 581 }
 582 EXPORT_SYMBOL(__usecs_to_jiffies);
 583
 584 /*
 585  * The TICK_NSEC - 1 rounds up the value to the next resolution.  Note
 586  * that a remainder subtract here would not do the right thing as the
 587  * resolution values don't fall on second boundries.  I.e. the line:
 588  * nsec -= nsec % TICK_NSEC; is NOT a correct resolution rounding.
 589  * Note that due to the small error in the multiplier here, this
 590  * rounding is incorrect for sufficiently large values of tv_nsec, but
 591  * well formed timespecs should have tv_nsec < NSEC_PER_SEC, so we're
 592  * OK.
 593  *
 594  * Rather, we just shift the bits off the right.
 595  *
 596  * The >> (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC) converts the scaled nsec
 597  * value to a scaled second value.
 598  */
 599 static unsigned long
 600 __timespec64_to_jiffies(u64 sec, long nsec)
 601 {
 602         nsec = nsec + TICK_NSEC - 1;
 603
 604         if (sec >= MAX_SEC_IN_JIFFIES){
 605                 sec = MAX_SEC_IN_JIFFIES;
 606                 nsec = 0;
 607         }
 608         return ((sec * SEC_CONVERSION) +
 609                 (((u64)nsec * NSEC_CONVERSION) >>
 610                  (NSEC_JIFFIE_SC - SEC_JIFFIE_SC))) >> SEC_JIFFIE_SC;
 611
 612 }
 613
 614 static unsigned long
 615 __timespec_to_jiffies(unsigned long sec, long nsec)
 616 {
 617         return __timespec64_to_jiffies((u64)sec, nsec);
 618 }
 619
 620 unsigned long
 621 timespec64_to_jiffies(const struct timespec64 *value)
 622 {
 623         return __timespec64_to_jiffies(value->tv_sec, value->tv_nsec);
 624 }
 625 EXPORT_SYMBOL(timespec64_to_jiffies);
 626
 627 void
 628 jiffies_to_timespec64(const unsigned long jiffies, struct timespec64 *value)
 629 {
 630         /*
 631          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
 632          * one divide.
 633          */
 634         u32 rem;
 635         value->tv_sec = div_u64_rem((u64)jiffies * TICK_NSEC,
 636                                     NSEC_PER_SEC, &rem);
 637         value->tv_nsec = rem;
 638 }
 639 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timespec64);
 640
 641 /*
 642  * We could use a similar algorithm to timespec_to_jiffies (with a
 643  * different multiplier for usec instead of nsec). But this has a
 644  * problem with rounding: we can't exactly add TICK_NSEC - 1 to the
 645  * usec value, since it's not necessarily integral.
 646  *
 647  * We could instead round in the intermediate scaled representation
 648  * (i.e. in units of 1/2^(large scale) jiffies) but that's also
 649  * perilous: the scaling introduces a small positive error, which
 650  * combined with a division-rounding-upward (i.e. adding 2^(scale) - 1
 651  * units to the intermediate before shifting) leads to accidental
 652  * overflow and overestimates.
 653  *
 654  * At the cost of one additional multiplication by a constant, just
 655  * use the timespec implementation.
 656  */
 657 unsigned long
 658 timeval_to_jiffies(const struct timeval *value)
 659 {
 660         return __timespec_to_jiffies(value->tv_sec,
 661                                      value->tv_usec * NSEC_PER_USEC);
 662 }
 663 EXPORT_SYMBOL(timeval_to_jiffies);
 664
 665 void jiffies_to_timeval(const unsigned long jiffies, struct timeval *value)
 666 {
 667         /*
 668          * Convert jiffies to nanoseconds and separate with
 669          * one divide.
 670          */
 671         u32 rem;
 672
 673         value->tv_sec = div_u64_rem((u64)jiffies * TICK_NSEC,
 674                                     NSEC_PER_SEC, &rem);
 675         value->tv_usec = rem / NSEC_PER_USEC;
 676 }
 677 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_timeval);
 678
 679 /*
 680  * Convert jiffies/jiffies_64 to clock_t and back.
 681  */
 682 clock_t jiffies_to_clock_t(unsigned long x)
 683 {
 684 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
 685 # if HZ < USER_HZ
 686         return x * (USER_HZ / HZ);
 687 # else
 688         return x / (HZ / USER_HZ);
 689 # endif
 690 #else
 691         return div_u64((u64)x * TICK_NSEC, NSEC_PER_SEC / USER_HZ);
 692 #endif
 693 }
 694 EXPORT_SYMBOL(jiffies_to_clock_t);
 695
 696 unsigned long clock_t_to_jiffies(unsigned long x)
 697 {
 698 #if (HZ % USER_HZ)==0
 699         if (x >= ~0UL / (HZ / USER_HZ))
 700                 return ~0UL;
 701         return x * (HZ / USER_HZ);
 702 #else
 703         /* Don't worry about loss of precision here .. */
 704         if (x >= ~0UL / HZ * USER_HZ)
 705                 return ~0UL;
 706
 707         /* .. but do try to contain it here */
 708         return div_u64((u64)x * HZ, USER_HZ);
 709 #endif
 710 }
 711 EXPORT_SYMBOL(clock_t_to_jiffies);
 712
 713 u64 jiffies_64_to_clock_t(u64 x)
 714 {
 715 #if (TICK_NSEC % (NSEC_PER_SEC / USER_HZ)) == 0
 716 # if HZ < USER_HZ
 717         x = div_u64(x * USER_HZ, HZ);
 718 # elif HZ > USER_HZ
 719         x = div_u64(x, HZ / USER_HZ);
 720 # else
 721         /* Nothing to do */
 722 # endif
 723 #else
 724         /*
 725          * There are better ways that don't overflow early,
 726          * but even this doesn't overflow in hundreds of years
 727          * in 64 bits, so..
 728          */
 729         x = div_u64(x * TICK_NSEC, (NSEC_PER_SEC / USER_HZ));
 730 #endif
 731         return x;
 732 }
 733 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64_to_clock_t);
 734
 735 u64 nsec_to_clock_t(u64 x)
 736 {
 737 #if (NSEC_PER_SEC % USER_HZ) == 0
 738         return div_u64(x, NSEC_PER_SEC / USER_HZ);
 739 #elif (USER_HZ % 512) == 0
 740         return div_u64(x * USER_HZ / 512, NSEC_PER_SEC / 512);
 741 #else
 742         /*
 743          * max relative error 5.7e-8 (1.8s per year) for USER_HZ <= 1024,
 744          * overflow after 64.99 years.
 745          * exact for HZ=60, 72, 90, 120, 144, 180, 300, 600, 900, ...
 746          */
 747         return div_u64(x * 9, (9ull * NSEC_PER_SEC + (USER_HZ / 2)) / USER_HZ);
 748 #endif
 749 }
 750
 751 u64 jiffies64_to_nsecs(u64 j)
 752 {
 753 #if !(NSEC_PER_SEC % HZ)
 754         return (NSEC_PER_SEC / HZ) * j;
 755 # else
 756         return div_u64(j * HZ_TO_NSEC_NUM, HZ_TO_NSEC_DEN);
 757 #endif
 758 }
 759 EXPORT_SYMBOL(jiffies64_to_nsecs);
 760
 761 /**
 762  * nsecs_to_jiffies64 - Convert nsecs in u64 to jiffies64
 763  *
 764  * @n:  nsecs in u64
 765  *
 766  * Unlike {m,u}secs_to_jiffies, type of input is not unsigned int but u64.
 767  * And this doesn't return MAX_JIFFY_OFFSET since this function is designed
 768  * for scheduler, not for use in device drivers to calculate timeout value.
 769  *
 770  * note:
 771  *   NSEC_PER_SEC = 10^9 = (5^9 * 2^9) = (1953125 * 512)
 772  *   ULLONG_MAX ns = 18446744073.709551615 secs = about 584 years
 773  */
 774 u64 nsecs_to_jiffies64(u64 n)
 775 {
 776 #if (NSEC_PER_SEC % HZ) == 0
 777         /* Common case, HZ = 100, 128, 200, 250, 256, 500, 512, 1000 etc. */
 778         return div_u64(n, NSEC_PER_SEC / HZ);
 779 #elif (HZ % 512) == 0
 780         /* overflow after 292 years if HZ = 1024 */
 781         return div_u64(n * HZ / 512, NSEC_PER_SEC / 512);
 782 #else
 783         /*
 784          * Generic case - optimized for cases where HZ is a multiple of 3.
 785          * overflow after 64.99 years, exact for HZ = 60, 72, 90, 120 etc.
 786          */
 787         return div_u64(n * 9, (9ull * NSEC_PER_SEC + HZ / 2) / HZ);
 788 #endif
 789 }
 790 EXPORT_SYMBOL(nsecs_to_jiffies64);
 791
 792 /**
 793  * nsecs_to_jiffies - Convert nsecs in u64 to jiffies
 794  *
 795  * @n:  nsecs in u64
 796  *
 797  * Unlike {m,u}secs_to_jiffies, type of input is not unsigned int but u64.
 798  * And this doesn't return MAX_JIFFY_OFFSET since this function is designed
 799  * for scheduler, not for use in device drivers to calculate timeout value.
 800  *
 801  * note:
 802  *   NSEC_PER_SEC = 10^9 = (5^9 * 2^9) = (1953125 * 512)
 803  *   ULLONG_MAX ns = 18446744073.709551615 secs = about 584 years
 804  */
 805 unsigned long nsecs_to_jiffies(u64 n)
 806 {
 807         return (unsigned long)nsecs_to_jiffies64(n);
 808 }
 809 EXPORT_SYMBOL_GPL(nsecs_to_jiffies);
 810
 811 /*
 812  * Add two timespec64 values and do a safety check for overflow.
 813  * It's assumed that both values are valid (>= 0).
 814  * And, each timespec64 is in normalized form.
 815  */
 816 struct timespec64 timespec64_add_safe(const struct timespec64 lhs,
 817                                 const struct timespec64 rhs)
 818 {
 819         struct timespec64 res;
 820
 821         set_normalized_timespec64(&res, (timeu64_t) lhs.tv_sec + rhs.tv_sec,
 822                         lhs.tv_nsec + rhs.tv_nsec);
 823
 824         if (unlikely(res.tv_sec < lhs.tv_sec || res.tv_sec < rhs.tv_sec)) {
 825                 res.tv_sec = TIME64_MAX;
 826                 res.tv_nsec = 0;
 827         }
 828
 829         return res;
 830 }
 831
 832 int get_timespec64(struct timespec64 *ts,
 833                    const struct __kernel_timespec __user *uts)
 834 {
 835         struct __kernel_timespec kts;
 836         int ret;
 837
 838         ret = copy_from_user(&kts, uts, sizeof(kts));
 839         if (ret)
 840                 return -EFAULT;
 841
 842         ts->tv_sec = kts.tv_sec;
 843
 844         /* Zero out the padding for 32 bit systems or in compat mode */
 845         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT_TIME) && in_compat_syscall())
 846                 kts.tv_nsec &= 0xFFFFFFFFUL;
 847
 848         ts->tv_nsec = kts.tv_nsec;
 849
 850         return 0;
 851 }
 852 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_timespec64);
 853
 854 int put_timespec64(const struct timespec64 *ts,
 855                    struct __kernel_timespec __user *uts)
 856 {
 857         struct __kernel_timespec kts = {
 858                 .tv_sec = ts->tv_sec,
 859                 .tv_nsec = ts->tv_nsec
 860         };
 861
 862         return copy_to_user(uts, &kts, sizeof(kts)) ? -EFAULT : 0;
 863 }
 864 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_timespec64);
 865
 866 static int __get_old_timespec32(struct timespec64 *ts64,
 867                                    const struct old_timespec32 __user *cts)
 868 {
 869         struct old_timespec32 ts;
 870         int ret;
 871
 872         ret = copy_from_user(&ts, cts, sizeof(ts));
 873         if (ret)
 874                 return -EFAULT;
 875
 876         ts64->tv_sec = ts.tv_sec;
 877         ts64->tv_nsec = ts.tv_nsec;
 878
 879         return 0;
 880 }
 881
 882 static int __put_old_timespec32(const struct timespec64 *ts64,
 883                                    struct old_timespec32 __user *cts)
 884 {
 885         struct old_timespec32 ts = {
 886                 .tv_sec = ts64->tv_sec,
 887                 .tv_nsec = ts64->tv_nsec
 888         };
 889         return copy_to_user(cts, &ts, sizeof(ts)) ? -EFAULT : 0;
 890 }
 891
 892 int get_old_timespec32(struct timespec64 *ts, const void __user *uts)
 893 {
 894         if (COMPAT_USE_64BIT_TIME)
 895                 return copy_from_user(ts, uts, sizeof(*ts)) ? -EFAULT : 0;
 896         else
 897                 return __get_old_timespec32(ts, uts);
 898 }
 899 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_old_timespec32);
 900
 901 int put_old_timespec32(const struct timespec64 *ts, void __user *uts)
 902 {
 903         if (COMPAT_USE_64BIT_TIME)
 904                 return copy_to_user(uts, ts, sizeof(*ts)) ? -EFAULT : 0;
 905         else
 906                 return __put_old_timespec32(ts, uts);
 907 }
 908 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_old_timespec32);
 909
 910 int get_itimerspec64(struct itimerspec64 *it,
 911                         const struct __kernel_itimerspec __user *uit)
 912 {
 913         int ret;
 914
 915         ret = get_timespec64(&it->it_interval, &uit->it_interval);
 916         if (ret)
 917                 return ret;
 918
 919         ret = get_timespec64(&it->it_value, &uit->it_value);
 920
 921         return ret;
 922 }
 923 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_itimerspec64);
 924
 925 int put_itimerspec64(const struct itimerspec64 *it,
 926                         struct __kernel_itimerspec __user *uit)
 927 {
 928         int ret;
 929
 930         ret = put_timespec64(&it->it_interval, &uit->it_interval);
 931         if (ret)
 932                 return ret;
 933
 934         ret = put_timespec64(&it->it_value, &uit->it_value);
 935
 936         return ret;
 937 }
 938 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_itimerspec64);
 939
 940 int get_old_itimerspec32(struct itimerspec64 *its,
 941                         const struct old_itimerspec32 __user *uits)
 942 {
 943
 944         if (__get_old_timespec32(&its->it_interval, &uits->it_interval) ||
 945             __get_old_timespec32(&its->it_value, &uits->it_value))
 946                 return -EFAULT;
 947         return 0;
 948 }
 949 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_old_itimerspec32);
 950
 951 int put_old_itimerspec32(const struct itimerspec64 *its,
 952                         struct old_itimerspec32 __user *uits)
 953 {
 954         if (__put_old_timespec32(&its->it_interval, &uits->it_interval) ||
 955             __put_old_timespec32(&its->it_value, &uits->it_value))
 956                 return -EFAULT;
 957         return 0;
 958 }
 959 EXPORT_SYMBOL_GPL(put_old_itimerspec32);