arch/x86/vdso/vclock_gettime.c

   1 /*
   2  * Copyright 2006 Andi Kleen, SUSE Labs.
   3  * Subject to the GNU Public License, v.2
   4  *
   5  * Fast user context implementation of clock_gettime, gettimeofday, and time.
   6  *
   7  * The code should have no internal unresolved relocations.
   8  * Check with readelf after changing.
   9  */
  10
  11 /* Disable profiling for userspace code: */
  12 #define DISABLE_BRANCH_PROFILING
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/posix-timers.h>
  16 #include <linux/time.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <asm/vsyscall.h>
  19 #include <asm/fixmap.h>
  20 #include <asm/vgtod.h>
  21 #include <asm/timex.h>
  22 #include <asm/hpet.h>
  23 #include <asm/unistd.h>
  24 #include <asm/io.h>
  25
  26 #define gtod (&VVAR(vsyscall_gtod_data))
  27
  28 #ifdef CONFIG_XEN
  29 #define VCLOCK_NONE 0
  30 #else
  31 notrace static cycle_t vread_tsc(void)
  32 {
  33         cycle_t ret;
  34         u64 last;
  35
  36         /*
  37          * Empirically, a fence (of type that depends on the CPU)
  38          * before rdtsc is enough to ensure that rdtsc is ordered
  39          * with respect to loads.  The various CPU manuals are unclear
  40          * as to whether rdtsc can be reordered with later loads,
  41          * but no one has ever seen it happen.
  42          */
  43         rdtsc_barrier();
  44         ret = (cycle_t)vget_cycles();
  45
  46         last = VVAR(vsyscall_gtod_data).clock.cycle_last;
  47
  48         if (likely(ret >= last))
  49                 return ret;
  50
  51         /*
  52          * GCC likes to generate cmov here, but this branch is extremely
  53          * predictable (it's just a funciton of time and the likely is
  54          * very likely) and there's a data dependence, so force GCC
  55          * to generate a branch instead.  I don't barrier() because
  56          * we don't actually need a barrier, and if this function
  57          * ever gets inlined it will generate worse code.
  58          */
  59         asm volatile ("");
  60         return last;
  61 }
  62
  63 static notrace cycle_t vread_hpet(void)
  64 {
  65         return readl((const void __iomem *)fix_to_virt(VSYSCALL_HPET) + 0xf0);
  66 }
  67 #endif /* CONFIG_XEN */
  68
  69 notrace static long vdso_fallback_gettime(long clock, struct timespec *ts)
  70 {
  71         long ret;
  72         asm("syscall" : "=a" (ret) :
  73             "0" (__NR_clock_gettime),"D" (clock), "S" (ts) : "memory");
  74         return ret;
  75 }
  76
  77 notrace static long vdso_fallback_gtod(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
  78 {
  79         long ret;
  80
  81         asm("syscall" : "=a" (ret) :
  82             "0" (__NR_gettimeofday), "D" (tv), "S" (tz) : "memory");
  83         return ret;
  84 }
  85
  86
  87 #ifndef CONFIG_XEN
  88 notrace static inline long vgetns(void)
  89 {
  90         long v;
  91         cycles_t cycles;
  92         if (gtod->clock.vclock_mode == VCLOCK_TSC)
  93                 cycles = vread_tsc();
  94         else if (gtod->clock.vclock_mode == VCLOCK_HPET)
  95                 cycles = vread_hpet();
  96         else
  97                 return 0;
  98         v = (cycles - gtod->clock.cycle_last) & gtod->clock.mask;
  99         return (v * gtod->clock.mult) >> gtod->clock.shift;
 100 }
 101
 102 /* Code size doesn't matter (vdso is 4k anyway) and this is faster. */
 103 notrace static int __always_inline do_realtime(struct timespec *ts)
 104 {
 105         unsigned long seq, ns;
 106         int mode;
 107
 108         do {
 109                 seq = read_seqcount_begin(&gtod->seq);
 110                 mode = gtod->clock.vclock_mode;
 111                 ts->tv_sec = gtod->wall_time_sec;
 112                 ts->tv_nsec = gtod->wall_time_nsec;
 113                 ns = vgetns();
 114         } while (unlikely(read_seqcount_retry(&gtod->seq, seq)));
 115
 116         timespec_add_ns(ts, ns);
 117         return mode;
 118 }
 119
 120 notrace static int do_monotonic(struct timespec *ts)
 121 {
 122         unsigned long seq, ns;
 123         int mode;
 124
 125         do {
 126                 seq = read_seqcount_begin(&gtod->seq);
 127                 mode = gtod->clock.vclock_mode;
 128                 ts->tv_sec = gtod->monotonic_time_sec;
 129                 ts->tv_nsec = gtod->monotonic_time_nsec;
 130                 ns = vgetns();
 131         } while (unlikely(read_seqcount_retry(&gtod->seq, seq)));
 132         timespec_add_ns(ts, ns);
 133
 134         return mode;
 135 }
 136 #endif /* CONFIG_XEN */
 137
 138 notrace static int do_realtime_coarse(struct timespec *ts)
 139 {
 140         unsigned long seq;
 141         do {
 142                 seq = read_seqcount_begin(&gtod->seq);
 143                 ts->tv_sec = gtod->wall_time_coarse.tv_sec;
 144                 ts->tv_nsec = gtod->wall_time_coarse.tv_nsec;
 145         } while (unlikely(read_seqcount_retry(&gtod->seq, seq)));
 146         return 0;
 147 }
 148
 149 notrace static int do_monotonic_coarse(struct timespec *ts)
 150 {
 151         unsigned long seq;
 152         do {
 153                 seq = read_seqcount_begin(&gtod->seq);
 154                 ts->tv_sec = gtod->monotonic_time_coarse.tv_sec;
 155                 ts->tv_nsec = gtod->monotonic_time_coarse.tv_nsec;
 156         } while (unlikely(read_seqcount_retry(&gtod->seq, seq)));
 157
 158         return 0;
 159 }
 160
 161 notrace int __vdso_clock_gettime(clockid_t clock, struct timespec *ts)
 162 {
 163         int ret = VCLOCK_NONE;
 164
 165         switch (clock) {
 166 #ifndef CONFIG_XEN
 167         case CLOCK_REALTIME:
 168                 ret = do_realtime(ts);
 169                 break;
 170         case CLOCK_MONOTONIC:
 171                 ret = do_monotonic(ts);
 172                 break;
 173 #endif
 174         case CLOCK_REALTIME_COARSE:
 175                 return do_realtime_coarse(ts);
 176         case CLOCK_MONOTONIC_COARSE:
 177                 return do_monotonic_coarse(ts);
 178         }
 179
 180         if (ret == VCLOCK_NONE)
 181                 return vdso_fallback_gettime(clock, ts);
 182         return 0;
 183 }
 184 int clock_gettime(clockid_t, struct timespec *)
 185         __attribute__((weak, alias("__vdso_clock_gettime")));
 186
 187 notrace int __vdso_gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)
 188 {
 189         long ret = VCLOCK_NONE;
 190
 191 #ifndef CONFIG_XEN
 192         if (likely(tv != NULL)) {
 193                 BUILD_BUG_ON(offsetof(struct timeval, tv_usec) !=
 194                              offsetof(struct timespec, tv_nsec) ||
 195                              sizeof(*tv) != sizeof(struct timespec));
 196                 ret = do_realtime((struct timespec *)tv);
 197                 tv->tv_usec /= 1000;
 198         }
 199         if (unlikely(tz != NULL)) {
 200                 /* Avoid memcpy. Some old compilers fail to inline it */
 201                 tz->tz_minuteswest = gtod->sys_tz.tz_minuteswest;
 202                 tz->tz_dsttime = gtod->sys_tz.tz_dsttime;
 203         }
 204 #endif
 205
 206         if (ret == VCLOCK_NONE)
 207                 return vdso_fallback_gtod(tv, tz);
 208         return 0;
 209 }
 210 int gettimeofday(struct timeval *, struct timezone *)
 211         __attribute__((weak, alias("__vdso_gettimeofday")));
 212
 213 /*
 214  * This will break when the xtime seconds get inaccurate, but that is
 215  * unlikely
 216  */
 217 notrace time_t __vdso_time(time_t *t)
 218 {
 219         /* This is atomic on x86_64 so we don't need any locks. */
 220         time_t result = ACCESS_ONCE(VVAR(vsyscall_gtod_data).wall_time_sec);
 221
 222         if (t)
 223                 *t = result;
 224         return result;
 225 }
 226 int time(time_t *t)
 227         __attribute__((weak, alias("__vdso_time")));