72e9d0be2161646ba5d6bfd7ff7570b7b219b619
[oweals/busybox.git] / networking / ntpd.c
1 /*
2  * NTP client/server, based on OpenNTPD 3.9p1
3  *
4  * Author: Adam Tkac <vonsch@gmail.com>
5  *
6  * Licensed under GPLv2, see file LICENSE in this source tree.
7  *
8  * Parts of OpenNTPD clock syncronization code is replaced by
9  * code which is based on ntp-4.2.6, whuch carries the following
10  * copyright notice:
11  *
12  ***********************************************************************
13  *                                                                     *
14  * Copyright (c) University of Delaware 1992-2009                      *
15  *                                                                     *
16  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and   *
17  * its documentation for any purpose with or without fee is hereby     *
18  * granted, provided that the above copyright notice appears in all    *
19  * copies and that both the copyright notice and this permission       *
20  * notice appear in supporting documentation, and that the name        *
21  * University of Delaware not be used in advertising or publicity      *
22  * pertaining to distribution of the software without specific,        *
23  * written prior permission. The University of Delaware makes no       *
24  * representations about the suitability this software for any         *
25  * purpose. It is provided "as is" without express or implied          *
26  * warranty.                                                           *
27  *                                                                     *
28  ***********************************************************************
29  */
30
31 //usage:#define ntpd_trivial_usage
32 //usage:        "[-dnqNw"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l")"] [-S PROG] [-p PEER]..."
33 //usage:#define ntpd_full_usage "\n\n"
34 //usage:       "NTP client/server\n"
35 //usage:     "\n        -d      Verbose"
36 //usage:     "\n        -n      Do not daemonize"
37 //usage:     "\n        -q      Quit after clock is set"
38 //usage:     "\n        -N      Run at high priority"
39 //usage:     "\n        -w      Do not set time (only query peers), implies -n"
40 //usage:        IF_FEATURE_NTPD_SERVER(
41 //usage:     "\n        -l      Run as server on port 123"
42 //usage:        )
43 //usage:     "\n        -S PROG Run PROG after stepping time, stratum change, and every 11 mins"
44 //usage:     "\n        -p PEER Obtain time from PEER (may be repeated)"
45
46 #include "libbb.h"
47 #include <math.h>
48 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_LOWDELAY definition */
49 #include <sys/timex.h>
50 #ifndef IPTOS_LOWDELAY
51 # define IPTOS_LOWDELAY 0x10
52 #endif
53 #ifndef IP_PKTINFO
54 # error "Sorry, your kernel has to support IP_PKTINFO"
55 #endif
56
57
58 /* Verbosity control (max level of -dddd options accepted).
59  * max 5 is very talkative (and bloated). 2 is non-bloated,
60  * production level setting.
61  */
62 #define MAX_VERBOSE     2
63
64
65 /* High-level description of the algorithm:
66  *
67  * We start running with very small poll_exp, BURSTPOLL,
68  * in order to quickly accumulate INITIAL_SAMPLES datapoints
69  * for each peer. Then, time is stepped if the offset is larger
70  * than STEP_THRESHOLD, otherwise it isn't; anyway, we enlarge
71  * poll_exp to MINPOLL and enter frequency measurement step:
72  * we collect new datapoints but ignore them for WATCH_THRESHOLD
73  * seconds. After WATCH_THRESHOLD seconds we look at accumulated
74  * offset and estimate frequency drift.
75  *
76  * (frequency measurement step seems to not be strictly needed,
77  * it is conditionally disabled with USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
78  * define set to 0)
79  *
80  * After this, we enter "steady state": we collect a datapoint,
81  * we select the best peer, if this datapoint is not a new one
82  * (IOW: if this datapoint isn't for selected peer), sleep
83  * and collect another one; otherwise, use its offset to update
84  * frequency drift, if offset is somewhat large, reduce poll_exp,
85  * otherwise increase poll_exp.
86  *
87  * If offset is larger than STEP_THRESHOLD, which shouldn't normally
88  * happen, we assume that something "bad" happened (computer
89  * was hibernated, someone set totally wrong date, etc),
90  * then the time is stepped, all datapoints are discarded,
91  * and we go back to steady state.
92  */
93
94 #define RETRY_INTERVAL  5       /* on error, retry in N secs */
95 #define RESPONSE_INTERVAL 15    /* wait for reply up to N secs */
96 #define INITIAL_SAMPLES 4       /* how many samples do we want for init */
97
98 /* Clock discipline parameters and constants */
99
100 /* Step threshold (sec). std ntpd uses 0.128.
101  * Using exact power of 2 (1/8) results in smaller code */
102 #define STEP_THRESHOLD  0.125
103 #define WATCH_THRESHOLD 128     /* stepout threshold (sec). std ntpd uses 900 (11 mins (!)) */
104 /* NB: set WATCH_THRESHOLD to ~60 when debugging to save time) */
105 //UNUSED: #define PANIC_THRESHOLD 1000    /* panic threshold (sec) */
106
107 #define FREQ_TOLERANCE  0.000015 /* frequency tolerance (15 PPM) */
108 #define BURSTPOLL       0       /* initial poll */
109 #define MINPOLL         5       /* minimum poll interval. std ntpd uses 6 (6: 64 sec) */
110 /* If offset > discipline_jitter * POLLADJ_GATE, and poll interval is >= 2^BIGPOLL,
111  * then it is decreased _at once_. (If < 2^BIGPOLL, it will be decreased _eventually_).
112  */
113 #define BIGPOLL         10      /* 2^10 sec ~= 17 min */
114 #define MAXPOLL         12      /* maximum poll interval (12: 1.1h, 17: 36.4h). std ntpd uses 17 */
115 /* Actively lower poll when we see such big offsets.
116  * With STEP_THRESHOLD = 0.125, it means we try to sync more aggressively
117  * if offset increases over ~0.04 sec */
118 #define POLLDOWN_OFFSET (STEP_THRESHOLD / 3)
119 #define MINDISP         0.01    /* minimum dispersion (sec) */
120 #define MAXDISP         16      /* maximum dispersion (sec) */
121 #define MAXSTRAT        16      /* maximum stratum (infinity metric) */
122 #define MAXDIST         1       /* distance threshold (sec) */
123 #define MIN_SELECTED    1       /* minimum intersection survivors */
124 #define MIN_CLUSTERED   3       /* minimum cluster survivors */
125
126 #define MAXDRIFT        0.000500 /* frequency drift we can correct (500 PPM) */
127
128 /* Poll-adjust threshold.
129  * When we see that offset is small enough compared to discipline jitter,
130  * we grow a counter: += MINPOLL. When counter goes over POLLADJ_LIMIT,
131  * we poll_exp++. If offset isn't small, counter -= poll_exp*2,
132  * and when it goes below -POLLADJ_LIMIT, we poll_exp--.
133  * (Bumped from 30 to 40 since otherwise I often see poll_exp going *2* steps down)
134  */
135 #define POLLADJ_LIMIT   40
136 /* If offset < discipline_jitter * POLLADJ_GATE, then we decide to increase
137  * poll interval (we think we can't improve timekeeping
138  * by staying at smaller poll).
139  */
140 #define POLLADJ_GATE    4
141 #define TIMECONST_HACK_GATE 2
142 /* Compromise Allan intercept (sec). doc uses 1500, std ntpd uses 512 */
143 #define ALLAN           512
144 /* PLL loop gain */
145 #define PLL             65536
146 /* FLL loop gain [why it depends on MAXPOLL??] */
147 #define FLL             (MAXPOLL + 1)
148 /* Parameter averaging constant */
149 #define AVG             4
150
151
152 enum {
153         NTP_VERSION     = 4,
154         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
155
156         NTP_DIGESTSIZE     = 16,
157         NTP_MSGSIZE_NOAUTH = 48,
158         NTP_MSGSIZE        = (NTP_MSGSIZE_NOAUTH + 4 + NTP_DIGESTSIZE),
159
160         /* Status Masks */
161         MODE_MASK       = (7 << 0),
162         VERSION_MASK    = (7 << 3),
163         VERSION_SHIFT   = 3,
164         LI_MASK         = (3 << 6),
165
166         /* Leap Second Codes (high order two bits of m_status) */
167         LI_NOWARNING    = (0 << 6),    /* no warning */
168         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),    /* add a second (61 seconds) */
169         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),    /* minus a second (59 seconds) */
170         LI_ALARM        = (3 << 6),    /* alarm condition */
171
172         /* Mode values */
173         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
174         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
175         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
176         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
177         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
178         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
179         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
180         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
181 };
182
183 //TODO: better base selection
184 #define OFFSET_1900_1970 2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
185
186 #define NUM_DATAPOINTS  8
187
188 typedef struct {
189         uint32_t int_partl;
190         uint32_t fractionl;
191 } l_fixedpt_t;
192
193 typedef struct {
194         uint16_t int_parts;
195         uint16_t fractions;
196 } s_fixedpt_t;
197
198 typedef struct {
199         uint8_t     m_status;     /* status of local clock and leap info */
200         uint8_t     m_stratum;
201         uint8_t     m_ppoll;      /* poll value */
202         int8_t      m_precision_exp;
203         s_fixedpt_t m_rootdelay;
204         s_fixedpt_t m_rootdisp;
205         uint32_t    m_refid;
206         l_fixedpt_t m_reftime;
207         l_fixedpt_t m_orgtime;
208         l_fixedpt_t m_rectime;
209         l_fixedpt_t m_xmttime;
210         uint32_t    m_keyid;
211         uint8_t     m_digest[NTP_DIGESTSIZE];
212 } msg_t;
213
214 typedef struct {
215         double d_offset;
216         double d_recv_time;
217         double d_dispersion;
218 } datapoint_t;
219
220 typedef struct {
221         len_and_sockaddr *p_lsa;
222         char             *p_dotted;
223         int              p_fd;
224         int              datapoint_idx;
225         uint32_t         lastpkt_refid;
226         uint8_t          lastpkt_status;
227         uint8_t          lastpkt_stratum;
228         uint8_t          reachable_bits;
229         /* when to send new query (if p_fd == -1)
230          * or when receive times out (if p_fd >= 0): */
231         double           next_action_time;
232         double           p_xmttime;
233         double           lastpkt_recv_time;
234         double           lastpkt_delay;
235         double           lastpkt_rootdelay;
236         double           lastpkt_rootdisp;
237         /* produced by filter algorithm: */
238         double           filter_offset;
239         double           filter_dispersion;
240         double           filter_jitter;
241         datapoint_t      filter_datapoint[NUM_DATAPOINTS];
242         /* last sent packet: */
243         msg_t            p_xmt_msg;
244 } peer_t;
245
246
247 #define USING_KERNEL_PLL_LOOP          1
248 #define USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION  0
249
250 enum {
251         OPT_n = (1 << 0),
252         OPT_q = (1 << 1),
253         OPT_N = (1 << 2),
254         OPT_x = (1 << 3),
255         /* Insert new options above this line. */
256         /* Non-compat options: */
257         OPT_w = (1 << 4),
258         OPT_p = (1 << 5),
259         OPT_S = (1 << 6),
260         OPT_l = (1 << 7) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
261         /* We hijack some bits for other purposes */
262         OPT_qq = (1 << 31),
263 };
264
265 struct globals {
266         double   cur_time;
267         /* total round trip delay to currently selected reference clock */
268         double   rootdelay;
269         /* reference timestamp: time when the system clock was last set or corrected */
270         double   reftime;
271         /* total dispersion to currently selected reference clock */
272         double   rootdisp;
273
274         double   last_script_run;
275         char     *script_name;
276         llist_t  *ntp_peers;
277 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
278         int      listen_fd;
279 # define G_listen_fd (G.listen_fd)
280 #else
281 # define G_listen_fd (-1)
282 #endif
283         unsigned verbose;
284         unsigned peer_cnt;
285         /* refid: 32-bit code identifying the particular server or reference clock
286          * in stratum 0 packets this is a four-character ASCII string,
287          * called the kiss code, used for debugging and monitoring
288          * in stratum 1 packets this is a four-character ASCII string
289          * assigned to the reference clock by IANA. Example: "GPS "
290          * in stratum 2+ packets, it's IPv4 address or 4 first bytes
291          * of MD5 hash of IPv6
292          */
293         uint32_t refid;
294         uint8_t  ntp_status;
295         /* precision is defined as the larger of the resolution and time to
296          * read the clock, in log2 units.  For instance, the precision of a
297          * mains-frequency clock incrementing at 60 Hz is 16 ms, even when the
298          * system clock hardware representation is to the nanosecond.
299          *
300          * Delays, jitters of various kinds are clamped down to precision.
301          *
302          * If precision_sec is too large, discipline_jitter gets clamped to it
303          * and if offset is smaller than discipline_jitter * POLLADJ_GATE, poll
304          * interval grows even though we really can benefit from staying at
305          * smaller one, collecting non-lagged datapoits and correcting offset.
306          * (Lagged datapoits exist when poll_exp is large but we still have
307          * systematic offset error - the time distance between datapoints
308          * is significant and older datapoints have smaller offsets.
309          * This makes our offset estimation a bit smaller than reality)
310          * Due to this effect, setting G_precision_sec close to
311          * STEP_THRESHOLD isn't such a good idea - offsets may grow
312          * too big and we will step. I observed it with -6.
313          *
314          * OTOH, setting precision_sec far too small would result in futile
315          * attempts to syncronize to an unachievable precision.
316          *
317          * -6 is 1/64 sec, -7 is 1/128 sec and so on.
318          * -8 is 1/256 ~= 0.003906 (worked well for me --vda)
319          * -9 is 1/512 ~= 0.001953 (let's try this for some time)
320          */
321 #define G_precision_exp  -9
322         /*
323          * G_precision_exp is used only for construction outgoing packets.
324          * It's ok to set G_precision_sec to a slightly different value
325          * (One which is "nicer looking" in logs).
326          * Exact value would be (1.0 / (1 << (- G_precision_exp))):
327          */
328 #define G_precision_sec  0.002
329         uint8_t  stratum;
330         /* Bool. After set to 1, never goes back to 0: */
331         smallint initial_poll_complete;
332
333 #define STATE_NSET      0       /* initial state, "nothing is set" */
334 //#define STATE_FSET    1       /* frequency set from file */
335 #define STATE_SPIK      2       /* spike detected */
336 //#define STATE_FREQ    3       /* initial frequency */
337 #define STATE_SYNC      4       /* clock synchronized (normal operation) */
338         uint8_t  discipline_state;      // doc calls it c.state
339         uint8_t  poll_exp;              // s.poll
340         int      polladj_count;         // c.count
341         long     kernel_freq_drift;
342         peer_t   *last_update_peer;
343         double   last_update_offset;    // c.last
344         double   last_update_recv_time; // s.t
345         double   discipline_jitter;     // c.jitter
346         /* Since we only compare it with ints, can simplify code
347          * by not making this variable floating point:
348          */
349         unsigned offset_to_jitter_ratio;
350         //double   cluster_offset;        // s.offset
351         //double   cluster_jitter;        // s.jitter
352 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
353         double   discipline_freq_drift; // c.freq
354         /* Maybe conditionally calculate wander? it's used only for logging */
355         double   discipline_wander;     // c.wander
356 #endif
357 };
358 #define G (*ptr_to_globals)
359
360 static const int const_IPTOS_LOWDELAY = IPTOS_LOWDELAY;
361
362
363 #define VERB1 if (MAX_VERBOSE && G.verbose)
364 #define VERB2 if (MAX_VERBOSE >= 2 && G.verbose >= 2)
365 #define VERB3 if (MAX_VERBOSE >= 3 && G.verbose >= 3)
366 #define VERB4 if (MAX_VERBOSE >= 4 && G.verbose >= 4)
367 #define VERB5 if (MAX_VERBOSE >= 5 && G.verbose >= 5)
368
369
370 static double LOG2D(int a)
371 {
372         if (a < 0)
373                 return 1.0 / (1UL << -a);
374         return 1UL << a;
375 }
376 static ALWAYS_INLINE double SQUARE(double x)
377 {
378         return x * x;
379 }
380 static ALWAYS_INLINE double MAXD(double a, double b)
381 {
382         if (a > b)
383                 return a;
384         return b;
385 }
386 static ALWAYS_INLINE double MIND(double a, double b)
387 {
388         if (a < b)
389                 return a;
390         return b;
391 }
392 static NOINLINE double my_SQRT(double X)
393 {
394         union {
395                 float   f;
396                 int32_t i;
397         } v;
398         double invsqrt;
399         double Xhalf = X * 0.5;
400
401         /* Fast and good approximation to 1/sqrt(X), black magic */
402         v.f = X;
403         /*v.i = 0x5f3759df - (v.i >> 1);*/
404         v.i = 0x5f375a86 - (v.i >> 1); /* - this constant is slightly better */
405         invsqrt = v.f; /* better than 0.2% accuracy */
406
407         /* Refining it using Newton's method: x1 = x0 - f(x0)/f'(x0)
408          * f(x) = 1/(x*x) - X  (f==0 when x = 1/sqrt(X))
409          * f'(x) = -2/(x*x*x)
410          * f(x)/f'(x) = (X - 1/(x*x)) / (2/(x*x*x)) = X*x*x*x/2 - x/2
411          * x1 = x0 - (X*x0*x0*x0/2 - x0/2) = 1.5*x0 - X*x0*x0*x0/2 = x0*(1.5 - (X/2)*x0*x0)
412          */
413         invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); /* ~0.05% accuracy */
414         /* invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); 2nd iter: ~0.0001% accuracy */
415         /* With 4 iterations, more than half results will be exact,
416          * at 6th iterations result stabilizes with about 72% results exact.
417          * We are well satisfied with 0.05% accuracy.
418          */
419
420         return X * invsqrt; /* X * 1/sqrt(X) ~= sqrt(X) */
421 }
422 static ALWAYS_INLINE double SQRT(double X)
423 {
424         /* If this arch doesn't use IEEE 754 floats, fall back to using libm */
425         if (sizeof(float) != 4)
426                 return sqrt(X);
427
428         /* This avoids needing libm, saves about 0.5k on x86-32 */
429         return my_SQRT(X);
430 }
431
432 static double
433 gettime1900d(void)
434 {
435         struct timeval tv;
436         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
437         G.cur_time = tv.tv_sec + (1.0e-6 * tv.tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
438         return G.cur_time;
439 }
440
441 static void
442 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
443 {
444         tv->tv_sec = (long)d;
445         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
446 }
447
448 static double
449 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
450 {
451         double ret;
452         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
453         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
454         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
455         return ret;
456 }
457 static double
458 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
459 {
460         double ret;
461         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
462         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
463         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
464         return ret;
465 }
466 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
467 static l_fixedpt_t
468 d_to_lfp(double d)
469 {
470         l_fixedpt_t lfp;
471         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
472         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
473         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
474         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
475         return lfp;
476 }
477 static s_fixedpt_t
478 d_to_sfp(double d)
479 {
480         s_fixedpt_t sfp;
481         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
482         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
483         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
484         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
485         return sfp;
486 }
487 #endif
488
489 static double
490 dispersion(const datapoint_t *dp)
491 {
492         return dp->d_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - dp->d_recv_time);
493 }
494
495 static double
496 root_distance(peer_t *p)
497 {
498         /* The root synchronization distance is the maximum error due to
499          * all causes of the local clock relative to the primary server.
500          * It is defined as half the total delay plus total dispersion
501          * plus peer jitter.
502          */
503         return MAXD(MINDISP, p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay) / 2
504                 + p->lastpkt_rootdisp
505                 + p->filter_dispersion
506                 + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time)
507                 + p->filter_jitter;
508 }
509
510 static void
511 set_next(peer_t *p, unsigned t)
512 {
513         p->next_action_time = G.cur_time + t;
514 }
515
516 /*
517  * Peer clock filter and its helpers
518  */
519 static void
520 filter_datapoints(peer_t *p)
521 {
522         int i, idx;
523         double sum, wavg;
524         datapoint_t *fdp;
525
526 #if 0
527 /* Simulations have shown that use of *averaged* offset for p->filter_offset
528  * is in fact worse than simply using last received one: with large poll intervals
529  * (>= 2048) averaging code uses offset values which are outdated by hours,
530  * and time/frequency correction goes totally wrong when fed essentially bogus offsets.
531  */
532         int got_newest;
533         double minoff, maxoff, w;
534         double x = x; /* for compiler */
535         double oldest_off = oldest_off;
536         double oldest_age = oldest_age;
537         double newest_off = newest_off;
538         double newest_age = newest_age;
539
540         fdp = p->filter_datapoint;
541
542         minoff = maxoff = fdp[0].d_offset;
543         for (i = 1; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
544                 if (minoff > fdp[i].d_offset)
545                         minoff = fdp[i].d_offset;
546                 if (maxoff < fdp[i].d_offset)
547                         maxoff = fdp[i].d_offset;
548         }
549
550         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
551         /* Average offset:
552          * Drop two outliers and take weighted average of the rest:
553          * most_recent/2 + older1/4 + older2/8 ... + older5/32 + older6/32
554          * we use older6/32, not older6/64 since sum of weights should be 1:
555          * 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/32 = 1
556          */
557         wavg = 0;
558         w = 0.5;
559         /*                     n-1
560          *                     ---    dispersion(i)
561          * filter_dispersion =  \     -------------
562          *                      /       (i+1)
563          *                     ---     2
564          *                     i=0
565          */
566         got_newest = 0;
567         sum = 0;
568         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
569                 VERB4 {
570                         bb_error_msg("datapoint[%d]: off:%f disp:%f(%f) age:%f%s",
571                                 i,
572                                 fdp[idx].d_offset,
573                                 fdp[idx].d_dispersion, dispersion(&fdp[idx]),
574                                 G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time,
575                                 (minoff == fdp[idx].d_offset || maxoff == fdp[idx].d_offset)
576                                         ? " (outlier by offset)" : ""
577                         );
578                 }
579
580                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
581
582                 if (minoff == fdp[idx].d_offset) {
583                         minoff -= 1; /* so that we don't match it ever again */
584                 } else
585                 if (maxoff == fdp[idx].d_offset) {
586                         maxoff += 1;
587                 } else {
588                         oldest_off = fdp[idx].d_offset;
589                         oldest_age = G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time;
590                         if (!got_newest) {
591                                 got_newest = 1;
592                                 newest_off = oldest_off;
593                                 newest_age = oldest_age;
594                         }
595                         x = oldest_off * w;
596                         wavg += x;
597                         w /= 2;
598                 }
599
600                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
601         }
602         p->filter_dispersion = sum;
603         wavg += x; /* add another older6/64 to form older6/32 */
604         /* Fix systematic underestimation with large poll intervals.
605          * Imagine that we still have a bit of uncorrected drift,
606          * and poll interval is big (say, 100 sec). Offsets form a progression:
607          * 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 - 0.7 is most recent.
608          * The algorithm above drops 0.0 and 0.7 as outliers,
609          * and then we have this estimation, ~25% off from 0.7:
610          * 0.1/32 + 0.2/32 + 0.3/16 + 0.4/8 + 0.5/4 + 0.6/2 = 0.503125
611          */
612         x = oldest_age - newest_age;
613         if (x != 0) {
614                 x = newest_age / x; /* in above example, 100 / (600 - 100) */
615                 if (x < 1) { /* paranoia check */
616                         x = (newest_off - oldest_off) * x; /* 0.5 * 100/500 = 0.1 */
617                         wavg += x;
618                 }
619         }
620         p->filter_offset = wavg;
621
622 #else
623
624         fdp = p->filter_datapoint;
625         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
626
627         /* filter_offset: simply use the most recent value */
628         p->filter_offset = fdp[idx].d_offset;
629
630         /*                     n-1
631          *                     ---    dispersion(i)
632          * filter_dispersion =  \     -------------
633          *                      /       (i+1)
634          *                     ---     2
635          *                     i=0
636          */
637         wavg = 0;
638         sum = 0;
639         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
640                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
641                 wavg += fdp[idx].d_offset;
642                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
643         }
644         wavg /= NUM_DATAPOINTS;
645         p->filter_dispersion = sum;
646 #endif
647
648         /*                  +-----                 -----+ ^ 1/2
649          *                  |       n-1                 |
650          *                  |       ---                 |
651          *                  |  1    \                2  |
652          * filter_jitter =  | --- * /  (avg-offset_j)   |
653          *                  |  n    ---                 |
654          *                  |       j=0                 |
655          *                  +-----                 -----+
656          * where n is the number of valid datapoints in the filter (n > 1);
657          * if filter_jitter < precision then filter_jitter = precision
658          */
659         sum = 0;
660         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
661                 sum += SQUARE(wavg - fdp[i].d_offset);
662         }
663         sum = SQRT(sum / NUM_DATAPOINTS);
664         p->filter_jitter = sum > G_precision_sec ? sum : G_precision_sec;
665
666         VERB3 bb_error_msg("filter offset:%+f disp:%f jitter:%f",
667                         p->filter_offset,
668                         p->filter_dispersion,
669                         p->filter_jitter);
670 }
671
672 static void
673 reset_peer_stats(peer_t *p, double offset)
674 {
675         int i;
676         bool small_ofs = fabs(offset) < 16 * STEP_THRESHOLD;
677
678         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
679                 if (small_ofs) {
680                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time += offset;
681                         if (p->filter_datapoint[i].d_offset != 0) {
682                                 p->filter_datapoint[i].d_offset -= offset;
683                                 //bb_error_msg("p->filter_datapoint[%d].d_offset %f -> %f",
684                                 //      i,
685                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset + offset,
686                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset);
687                         }
688                 } else {
689                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time  = G.cur_time;
690                         p->filter_datapoint[i].d_offset     = 0;
691                         p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP;
692                 }
693         }
694         if (small_ofs) {
695                 p->lastpkt_recv_time += offset;
696         } else {
697                 p->reachable_bits = 0;
698                 p->lastpkt_recv_time = G.cur_time;
699         }
700         filter_datapoints(p); /* recalc p->filter_xxx */
701         VERB5 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
702 }
703
704 static void
705 add_peers(char *s)
706 {
707         peer_t *p;
708
709         p = xzalloc(sizeof(*p));
710         p->p_lsa = xhost2sockaddr(s, 123);
711         p->p_dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&p->p_lsa->u.sa);
712         p->p_fd = -1;
713         p->p_xmt_msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
714         p->next_action_time = G.cur_time; /* = set_next(p, 0); */
715         reset_peer_stats(p, 16 * STEP_THRESHOLD);
716
717         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
718         G.peer_cnt++;
719 }
720
721 static int
722 do_sendto(int fd,
723                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
724                 msg_t *msg, ssize_t len)
725 {
726         ssize_t ret;
727
728         errno = 0;
729         if (!from) {
730                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
731         } else {
732                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
733         }
734         if (ret != len) {
735                 bb_perror_msg("send failed");
736                 return -1;
737         }
738         return 0;
739 }
740
741 static void
742 send_query_to_peer(peer_t *p)
743 {
744         /* Why do we need to bind()?
745          * See what happens when we don't bind:
746          *
747          * socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
748          * setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
749          * gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
750          * sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
751          * ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
752          * time(NULL)              = 1259071266
753          * write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
754          * poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
755          * recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
756          * ^^^ this recv will receive packets to any local port!
757          *
758          * Uncomment this and use strace to see it in action:
759          */
760 #define PROBE_LOCAL_ADDR /* { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); } */
761
762         if (p->p_fd == -1) {
763                 int fd, family;
764                 len_and_sockaddr *local_lsa;
765
766                 family = p->p_lsa->u.sa.sa_family;
767                 p->p_fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
768                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
769                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
770                  * and remembered in p->p_fd, thus later recv(p->p_fd)
771                  * receives only packets sent to this port.
772                  */
773                 PROBE_LOCAL_ADDR
774                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
775                 PROBE_LOCAL_ADDR
776 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
777                 if (family == AF_INET)
778 #endif
779                         setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
780                 free(local_lsa);
781         }
782
783         /* Emit message _before_ attempted send. Think of a very short
784          * roundtrip networks: we need to go back to recv loop ASAP,
785          * to reduce delay. Printing messages after send works against that.
786          */
787         VERB1 bb_error_msg("sending query to %s", p->p_dotted);
788
789         /*
790          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
791          * server will copy said number into the originate field on the
792          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
793          *
794          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
795          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
796          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
797          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
798          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
799          *
800          * Save the real transmit timestamp locally.
801          */
802         p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl = random();
803         p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl = random();
804         p->p_xmttime = gettime1900d();
805
806         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
807                         &p->p_xmt_msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
808         ) {
809                 close(p->p_fd);
810                 p->p_fd = -1;
811                 set_next(p, RETRY_INTERVAL);
812                 return;
813         }
814
815         p->reachable_bits <<= 1;
816         set_next(p, RESPONSE_INTERVAL);
817 }
818
819
820 /* Note that there is no provision to prevent several run_scripts
821  * to be done in quick succession. In fact, it happens rather often
822  * if initial syncronization results in a step.
823  * You will see "step" and then "stratum" script runs, sometimes
824  * as close as only 0.002 seconds apart.
825  * Script should be ready to deal with this.
826  */
827 static void run_script(const char *action, double offset)
828 {
829         char *argv[3];
830         char *env1, *env2, *env3, *env4;
831
832         if (!G.script_name)
833                 return;
834
835         argv[0] = (char*) G.script_name;
836         argv[1] = (char*) action;
837         argv[2] = NULL;
838
839         VERB1 bb_error_msg("executing '%s %s'", G.script_name, action);
840
841         env1 = xasprintf("%s=%u", "stratum", G.stratum);
842         putenv(env1);
843         env2 = xasprintf("%s=%ld", "freq_drift_ppm", G.kernel_freq_drift);
844         putenv(env2);
845         env3 = xasprintf("%s=%u", "poll_interval", 1 << G.poll_exp);
846         putenv(env3);
847         env4 = xasprintf("%s=%f", "offset", offset);
848         putenv(env4);
849         /* Other items of potential interest: selected peer,
850          * rootdelay, reftime, rootdisp, refid, ntp_status,
851          * last_update_offset, last_update_recv_time, discipline_jitter,
852          * how many peers have reachable_bits = 0?
853          */
854
855         /* Don't want to wait: it may run hwclock --systohc, and that
856          * may take some time (seconds): */
857         /*spawn_and_wait(argv);*/
858         spawn(argv);
859
860         unsetenv("stratum");
861         unsetenv("freq_drift_ppm");
862         unsetenv("poll_interval");
863         unsetenv("offset");
864         free(env1);
865         free(env2);
866         free(env3);
867         free(env4);
868
869         G.last_script_run = G.cur_time;
870 }
871
872 static NOINLINE void
873 step_time(double offset)
874 {
875         llist_t *item;
876         double dtime;
877         struct timeval tvc, tvn;
878         char buf[sizeof("yyyy-mm-dd hh:mm:ss") + /*paranoia:*/ 4];
879         time_t tval;
880
881         gettimeofday(&tvc, NULL); /* never fails */
882         dtime = tvc.tv_sec + (1.0e-6 * tvc.tv_usec) + offset;
883         d_to_tv(dtime, &tvn);
884         if (settimeofday(&tvn, NULL) == -1)
885                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
886
887         VERB2 {
888                 tval = tvc.tv_sec;
889                 strftime(buf, sizeof(buf), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&tval));
890                 bb_error_msg("current time is %s.%06u", buf, (unsigned)tvc.tv_usec);
891         }
892         tval = tvn.tv_sec;
893         strftime(buf, sizeof(buf), "%Y-%m-%d %H:%M:%S", localtime(&tval));
894         bb_error_msg("setting time to %s.%06u (offset %+fs)", buf, (unsigned)tvn.tv_usec, offset);
895
896         /* Correct various fields which contain time-relative values: */
897
898         /* Globals: */
899         G.cur_time += offset;
900         G.last_update_recv_time += offset;
901         G.last_script_run += offset;
902
903         /* p->lastpkt_recv_time, p->next_action_time and such: */
904         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
905                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
906                 reset_peer_stats(pp, offset);
907                 //bb_error_msg("offset:%+f pp->next_action_time:%f -> %f",
908                 //      offset, pp->next_action_time, pp->next_action_time + offset);
909                 pp->next_action_time += offset;
910                 if (pp->p_fd >= 0) {
911                         /* We wait for reply from this peer too.
912                          * But due to step we are doing, reply's data is no longer
913                          * useful (in fact, it'll be bogus). Stop waiting for it.
914                          */
915                         close(pp->p_fd);
916                         pp->p_fd = -1;
917                         set_next(pp, RETRY_INTERVAL);
918                 }
919         }
920 }
921
922
923 /*
924  * Selection and clustering, and their helpers
925  */
926 typedef struct {
927         peer_t *p;
928         int    type;
929         double edge;
930         double opt_rd; /* optimization */
931 } point_t;
932 static int
933 compare_point_edge(const void *aa, const void *bb)
934 {
935         const point_t *a = aa;
936         const point_t *b = bb;
937         if (a->edge < b->edge) {
938                 return -1;
939         }
940         return (a->edge > b->edge);
941 }
942 typedef struct {
943         peer_t *p;
944         double metric;
945 } survivor_t;
946 static int
947 compare_survivor_metric(const void *aa, const void *bb)
948 {
949         const survivor_t *a = aa;
950         const survivor_t *b = bb;
951         if (a->metric < b->metric) {
952                 return -1;
953         }
954         return (a->metric > b->metric);
955 }
956 static int
957 fit(peer_t *p, double rd)
958 {
959         if ((p->reachable_bits & (p->reachable_bits-1)) == 0) {
960                 /* One or zero bits in reachable_bits */
961                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: unreachable", p->p_dotted);
962                 return 0;
963         }
964 #if 0 /* we filter out such packets earlier */
965         if ((p->lastpkt_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
966          || p->lastpkt_stratum >= MAXSTRAT
967         ) {
968                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: bad status/stratum", p->p_dotted);
969                 return 0;
970         }
971 #endif
972         /* rd is root_distance(p) */
973         if (rd > MAXDIST + FREQ_TOLERANCE * (1 << G.poll_exp)) {
974                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: root distance too high", p->p_dotted);
975                 return 0;
976         }
977 //TODO
978 //      /* Do we have a loop? */
979 //      if (p->refid == p->dstaddr || p->refid == s.refid)
980 //              return 0;
981         return 1;
982 }
983 static peer_t*
984 select_and_cluster(void)
985 {
986         peer_t     *p;
987         llist_t    *item;
988         int        i, j;
989         int        size = 3 * G.peer_cnt;
990         /* for selection algorithm */
991         point_t    point[size];
992         unsigned   num_points, num_candidates;
993         double     low, high;
994         unsigned   num_falsetickers;
995         /* for cluster algorithm */
996         survivor_t survivor[size];
997         unsigned   num_survivors;
998
999         /* Selection */
1000
1001         num_points = 0;
1002         item = G.ntp_peers;
1003         if (G.initial_poll_complete) while (item != NULL) {
1004                 double rd, offset;
1005
1006                 p = (peer_t *) item->data;
1007                 rd = root_distance(p);
1008                 offset = p->filter_offset;
1009                 if (!fit(p, rd)) {
1010                         item = item->link;
1011                         continue;
1012                 }
1013
1014                 VERB4 bb_error_msg("interval: [%f %f %f] %s",
1015                                 offset - rd,
1016                                 offset,
1017                                 offset + rd,
1018                                 p->p_dotted
1019                 );
1020                 point[num_points].p = p;
1021                 point[num_points].type = -1;
1022                 point[num_points].edge = offset - rd;
1023                 point[num_points].opt_rd = rd;
1024                 num_points++;
1025                 point[num_points].p = p;
1026                 point[num_points].type = 0;
1027                 point[num_points].edge = offset;
1028                 point[num_points].opt_rd = rd;
1029                 num_points++;
1030                 point[num_points].p = p;
1031                 point[num_points].type = 1;
1032                 point[num_points].edge = offset + rd;
1033                 point[num_points].opt_rd = rd;
1034                 num_points++;
1035                 item = item->link;
1036         }
1037         num_candidates = num_points / 3;
1038         if (num_candidates == 0) {
1039                 VERB3 bb_error_msg("no valid datapoints, no peer selected");
1040                 return NULL;
1041         }
1042 //TODO: sorting does not seem to be done in reference code
1043         qsort(point, num_points, sizeof(point[0]), compare_point_edge);
1044
1045         /* Start with the assumption that there are no falsetickers.
1046          * Attempt to find a nonempty intersection interval containing
1047          * the midpoints of all truechimers.
1048          * If a nonempty interval cannot be found, increase the number
1049          * of assumed falsetickers by one and try again.
1050          * If a nonempty interval is found and the number of falsetickers
1051          * is less than the number of truechimers, a majority has been found
1052          * and the midpoint of each truechimer represents
1053          * the candidates available to the cluster algorithm.
1054          */
1055         num_falsetickers = 0;
1056         while (1) {
1057                 int c;
1058                 unsigned num_midpoints = 0;
1059
1060                 low = 1 << 9;
1061                 high = - (1 << 9);
1062                 c = 0;
1063                 for (i = 0; i < num_points; i++) {
1064                         /* We want to do:
1065                          * if (point[i].type == -1) c++;
1066                          * if (point[i].type == 1) c--;
1067                          * and it's simpler to do it this way:
1068                          */
1069                         c -= point[i].type;
1070                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1071                                 /* If it was c++ and it got big enough... */
1072                                 low = point[i].edge;
1073                                 break;
1074                         }
1075                         if (point[i].type == 0)
1076                                 num_midpoints++;
1077                 }
1078                 c = 0;
1079                 for (i = num_points-1; i >= 0; i--) {
1080                         c += point[i].type;
1081                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1082                                 high = point[i].edge;
1083                                 break;
1084                         }
1085                         if (point[i].type == 0)
1086                                 num_midpoints++;
1087                 }
1088                 /* If the number of midpoints is greater than the number
1089                  * of allowed falsetickers, the intersection contains at
1090                  * least one truechimer with no midpoint - bad.
1091                  * Also, interval should be nonempty.
1092                  */
1093                 if (num_midpoints <= num_falsetickers && low < high)
1094                         break;
1095                 num_falsetickers++;
1096                 if (num_falsetickers * 2 >= num_candidates) {
1097                         VERB3 bb_error_msg("too many falsetickers:%d (candidates:%d), no peer selected",
1098                                         num_falsetickers, num_candidates);
1099                         return NULL;
1100                 }
1101         }
1102         VERB3 bb_error_msg("selected interval: [%f, %f]; candidates:%d falsetickers:%d",
1103                         low, high, num_candidates, num_falsetickers);
1104
1105         /* Clustering */
1106
1107         /* Construct a list of survivors (p, metric)
1108          * from the chime list, where metric is dominated
1109          * first by stratum and then by root distance.
1110          * All other things being equal, this is the order of preference.
1111          */
1112         num_survivors = 0;
1113         for (i = 0; i < num_points; i++) {
1114                 if (point[i].edge < low || point[i].edge > high)
1115                         continue;
1116                 p = point[i].p;
1117                 survivor[num_survivors].p = p;
1118                 /* x.opt_rd == root_distance(p); */
1119                 survivor[num_survivors].metric = MAXDIST * p->lastpkt_stratum + point[i].opt_rd;
1120                 VERB4 bb_error_msg("survivor[%d] metric:%f peer:%s",
1121                         num_survivors, survivor[num_survivors].metric, p->p_dotted);
1122                 num_survivors++;
1123         }
1124         /* There must be at least MIN_SELECTED survivors to satisfy the
1125          * correctness assertions. Ordinarily, the Byzantine criteria
1126          * require four survivors, but for the demonstration here, one
1127          * is acceptable.
1128          */
1129         if (num_survivors < MIN_SELECTED) {
1130                 VERB3 bb_error_msg("num_survivors %d < %d, no peer selected",
1131                                 num_survivors, MIN_SELECTED);
1132                 return NULL;
1133         }
1134
1135 //looks like this is ONLY used by the fact that later we pick survivor[0].
1136 //we can avoid sorting then, just find the minimum once!
1137         qsort(survivor, num_survivors, sizeof(survivor[0]), compare_survivor_metric);
1138
1139         /* For each association p in turn, calculate the selection
1140          * jitter p->sjitter as the square root of the sum of squares
1141          * (p->offset - q->offset) over all q associations. The idea is
1142          * to repeatedly discard the survivor with maximum selection
1143          * jitter until a termination condition is met.
1144          */
1145         while (1) {
1146                 unsigned max_idx = max_idx;
1147                 double max_selection_jitter = max_selection_jitter;
1148                 double min_jitter = min_jitter;
1149
1150                 if (num_survivors <= MIN_CLUSTERED) {
1151                         VERB3 bb_error_msg("num_survivors %d <= %d, not discarding more",
1152                                         num_survivors, MIN_CLUSTERED);
1153                         break;
1154                 }
1155
1156                 /* To make sure a few survivors are left
1157                  * for the clustering algorithm to chew on,
1158                  * we stop if the number of survivors
1159                  * is less than or equal to MIN_CLUSTERED (3).
1160                  */
1161                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1162                         double selection_jitter_sq;
1163
1164                         p = survivor[i].p;
1165                         if (i == 0 || p->filter_jitter < min_jitter)
1166                                 min_jitter = p->filter_jitter;
1167
1168                         selection_jitter_sq = 0;
1169                         for (j = 0; j < num_survivors; j++) {
1170                                 peer_t *q = survivor[j].p;
1171                                 selection_jitter_sq += SQUARE(p->filter_offset - q->filter_offset);
1172                         }
1173                         if (i == 0 || selection_jitter_sq > max_selection_jitter) {
1174                                 max_selection_jitter = selection_jitter_sq;
1175                                 max_idx = i;
1176                         }
1177                         VERB5 bb_error_msg("survivor %d selection_jitter^2:%f",
1178                                         i, selection_jitter_sq);
1179                 }
1180                 max_selection_jitter = SQRT(max_selection_jitter / num_survivors);
1181                 VERB4 bb_error_msg("max_selection_jitter (at %d):%f min_jitter:%f",
1182                                 max_idx, max_selection_jitter, min_jitter);
1183
1184                 /* If the maximum selection jitter is less than the
1185                  * minimum peer jitter, then tossing out more survivors
1186                  * will not lower the minimum peer jitter, so we might
1187                  * as well stop.
1188                  */
1189                 if (max_selection_jitter < min_jitter) {
1190                         VERB3 bb_error_msg("max_selection_jitter:%f < min_jitter:%f, num_survivors:%d, not discarding more",
1191                                         max_selection_jitter, min_jitter, num_survivors);
1192                         break;
1193                 }
1194
1195                 /* Delete survivor[max_idx] from the list
1196                  * and go around again.
1197                  */
1198                 VERB5 bb_error_msg("dropping survivor %d", max_idx);
1199                 num_survivors--;
1200                 while (max_idx < num_survivors) {
1201                         survivor[max_idx] = survivor[max_idx + 1];
1202                         max_idx++;
1203                 }
1204         }
1205
1206         if (0) {
1207                 /* Combine the offsets of the clustering algorithm survivors
1208                  * using a weighted average with weight determined by the root
1209                  * distance. Compute the selection jitter as the weighted RMS
1210                  * difference between the first survivor and the remaining
1211                  * survivors. In some cases the inherent clock jitter can be
1212                  * reduced by not using this algorithm, especially when frequent
1213                  * clockhopping is involved. bbox: thus we don't do it.
1214                  */
1215                 double x, y, z, w;
1216                 y = z = w = 0;
1217                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1218                         p = survivor[i].p;
1219                         x = root_distance(p);
1220                         y += 1 / x;
1221                         z += p->filter_offset / x;
1222                         w += SQUARE(p->filter_offset - survivor[0].p->filter_offset) / x;
1223                 }
1224                 //G.cluster_offset = z / y;
1225                 //G.cluster_jitter = SQRT(w / y);
1226         }
1227
1228         /* Pick the best clock. If the old system peer is on the list
1229          * and at the same stratum as the first survivor on the list,
1230          * then don't do a clock hop. Otherwise, select the first
1231          * survivor on the list as the new system peer.
1232          */
1233         p = survivor[0].p;
1234         if (G.last_update_peer
1235          && G.last_update_peer->lastpkt_stratum <= p->lastpkt_stratum
1236         ) {
1237                 /* Starting from 1 is ok here */
1238                 for (i = 1; i < num_survivors; i++) {
1239                         if (G.last_update_peer == survivor[i].p) {
1240                                 VERB4 bb_error_msg("keeping old synced peer");
1241                                 p = G.last_update_peer;
1242                                 goto keep_old;
1243                         }
1244                 }
1245         }
1246         G.last_update_peer = p;
1247  keep_old:
1248         VERB3 bb_error_msg("selected peer %s filter_offset:%+f age:%f",
1249                         p->p_dotted,
1250                         p->filter_offset,
1251                         G.cur_time - p->lastpkt_recv_time
1252         );
1253         return p;
1254 }
1255
1256
1257 /*
1258  * Local clock discipline and its helpers
1259  */
1260 static void
1261 set_new_values(int disc_state, double offset, double recv_time)
1262 {
1263         /* Enter new state and set state variables. Note we use the time
1264          * of the last clock filter sample, which must be earlier than
1265          * the current time.
1266          */
1267         VERB3 bb_error_msg("disc_state=%d last update offset=%f recv_time=%f",
1268                         disc_state, offset, recv_time);
1269         G.discipline_state = disc_state;
1270         G.last_update_offset = offset;
1271         G.last_update_recv_time = recv_time;
1272 }
1273 /* Return: -1: decrease poll interval, 0: leave as is, 1: increase */
1274 static NOINLINE int
1275 update_local_clock(peer_t *p)
1276 {
1277         int rc;
1278         struct timex tmx;
1279         /* Note: can use G.cluster_offset instead: */
1280         double offset = p->filter_offset;
1281         double recv_time = p->lastpkt_recv_time;
1282         double abs_offset;
1283 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1284         double freq_drift;
1285 #endif
1286         double since_last_update;
1287         double etemp, dtemp;
1288
1289         abs_offset = fabs(offset);
1290
1291 #if 0
1292         /* If needed, -S script can do it by looking at $offset
1293          * env var and killing parent */
1294         /* If the offset is too large, give up and go home */
1295         if (abs_offset > PANIC_THRESHOLD) {
1296                 bb_error_msg_and_die("offset %f far too big, exiting", offset);
1297         }
1298 #endif
1299
1300         /* If this is an old update, for instance as the result
1301          * of a system peer change, avoid it. We never use
1302          * an old sample or the same sample twice.
1303          */
1304         if (recv_time <= G.last_update_recv_time) {
1305                 VERB3 bb_error_msg("same or older datapoint: %f >= %f, not using it",
1306                                 G.last_update_recv_time, recv_time);
1307                 return 0; /* "leave poll interval as is" */
1308         }
1309
1310         /* Clock state machine transition function. This is where the
1311          * action is and defines how the system reacts to large time
1312          * and frequency errors.
1313          */
1314         since_last_update = recv_time - G.reftime;
1315 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1316         freq_drift = 0;
1317 #endif
1318 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1319         if (G.discipline_state == STATE_FREQ) {
1320                 /* Ignore updates until the stepout threshold */
1321                 if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1322                         VERB3 bb_error_msg("measuring drift, datapoint ignored, %f sec remains",
1323                                         WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1324                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1325                 }
1326 # if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1327                 freq_drift = (offset - G.last_update_offset) / since_last_update;
1328 # endif
1329         }
1330 #endif
1331
1332         /* There are two main regimes: when the
1333          * offset exceeds the step threshold and when it does not.
1334          */
1335         if (abs_offset > STEP_THRESHOLD) {
1336                 switch (G.discipline_state) {
1337                 case STATE_SYNC:
1338                         /* The first outlyer: ignore it, switch to SPIK state */
1339                         VERB3 bb_error_msg("offset:%+f - spike detected", offset);
1340                         G.discipline_state = STATE_SPIK;
1341                         return -1; /* "decrease poll interval" */
1342
1343                 case STATE_SPIK:
1344                         /* Ignore succeeding outlyers until either an inlyer
1345                          * is found or the stepout threshold is exceeded.
1346                          */
1347                         if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1348                                 VERB3 bb_error_msg("spike detected, datapoint ignored, %f sec remains",
1349                                                 WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1350                                 return -1; /* "decrease poll interval" */
1351                         }
1352                         /* fall through: we need to step */
1353                 } /* switch */
1354
1355                 /* Step the time and clamp down the poll interval.
1356                  *
1357                  * In NSET state an initial frequency correction is
1358                  * not available, usually because the frequency file has
1359                  * not yet been written. Since the time is outside the
1360                  * capture range, the clock is stepped. The frequency
1361                  * will be set directly following the stepout interval.
1362                  *
1363                  * In FSET state the initial frequency has been set
1364                  * from the frequency file. Since the time is outside
1365                  * the capture range, the clock is stepped immediately,
1366                  * rather than after the stepout interval. Guys get
1367                  * nervous if it takes 17 minutes to set the clock for
1368                  * the first time.
1369                  *
1370                  * In SPIK state the stepout threshold has expired and
1371                  * the phase is still above the step threshold. Note
1372                  * that a single spike greater than the step threshold
1373                  * is always suppressed, even at the longer poll
1374                  * intervals.
1375                  */
1376                 VERB3 bb_error_msg("stepping time by %+f; poll_exp=MINPOLL", offset);
1377                 step_time(offset);
1378                 if (option_mask32 & OPT_q) {
1379                         /* We were only asked to set time once. Done. */
1380                         exit(0);
1381                 }
1382
1383                 G.polladj_count = 0;
1384                 G.poll_exp = MINPOLL;
1385                 G.stratum = MAXSTRAT;
1386
1387                 run_script("step", offset);
1388
1389 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1390                 if (G.discipline_state == STATE_NSET) {
1391                         set_new_values(STATE_FREQ, /*offset:*/ 0, recv_time);
1392                         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1393                 }
1394 #endif
1395                 abs_offset = offset = 0;
1396                 set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1397
1398         } else { /* abs_offset <= STEP_THRESHOLD */
1399
1400                 if (G.poll_exp < MINPOLL && G.initial_poll_complete) {
1401                         VERB3 bb_error_msg("small offset:%+f, disabling burst mode", offset);
1402                         G.polladj_count = 0;
1403                         G.poll_exp = MINPOLL;
1404                 }
1405
1406                 /* Compute the clock jitter as the RMS of exponentially
1407                  * weighted offset differences. Used by the poll adjust code.
1408                  */
1409                 etemp = SQUARE(G.discipline_jitter);
1410                 dtemp = SQUARE(offset - G.last_update_offset);
1411                 G.discipline_jitter = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1412
1413                 switch (G.discipline_state) {
1414                 case STATE_NSET:
1415                         if (option_mask32 & OPT_q) {
1416                                 /* We were only asked to set time once.
1417                                  * The clock is precise enough, no need to step.
1418                                  */
1419                                 exit(0);
1420                         }
1421 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1422                         /* This is the first update received and the frequency
1423                          * has not been initialized. The first thing to do
1424                          * is directly measure the oscillator frequency.
1425                          */
1426                         set_new_values(STATE_FREQ, offset, recv_time);
1427 #else
1428                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1429 #endif
1430                         VERB3 bb_error_msg("transitioning to FREQ, datapoint ignored");
1431                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1432
1433 #if 0 /* this is dead code for now */
1434                 case STATE_FSET:
1435                         /* This is the first update and the frequency
1436                          * has been initialized. Adjust the phase, but
1437                          * don't adjust the frequency until the next update.
1438                          */
1439                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1440                         /* freq_drift remains 0 */
1441                         break;
1442 #endif
1443
1444 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1445                 case STATE_FREQ:
1446                         /* since_last_update >= WATCH_THRESHOLD, we waited enough.
1447                          * Correct the phase and frequency and switch to SYNC state.
1448                          * freq_drift was already estimated (see code above)
1449                          */
1450                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1451                         break;
1452 #endif
1453
1454                 default:
1455 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1456                         /* Compute freq_drift due to PLL and FLL contributions.
1457                          *
1458                          * The FLL and PLL frequency gain constants
1459                          * depend on the poll interval and Allan
1460                          * intercept. The FLL is not used below one-half
1461                          * the Allan intercept. Above that the loop gain
1462                          * increases in steps to 1 / AVG.
1463                          */
1464                         if ((1 << G.poll_exp) > ALLAN / 2) {
1465                                 etemp = FLL - G.poll_exp;
1466                                 if (etemp < AVG)
1467                                         etemp = AVG;
1468                                 freq_drift += (offset - G.last_update_offset) / (MAXD(since_last_update, ALLAN) * etemp);
1469                         }
1470                         /* For the PLL the integration interval
1471                          * (numerator) is the minimum of the update
1472                          * interval and poll interval. This allows
1473                          * oversampling, but not undersampling.
1474                          */
1475                         etemp = MIND(since_last_update, (1 << G.poll_exp));
1476                         dtemp = (4 * PLL) << G.poll_exp;
1477                         freq_drift += offset * etemp / SQUARE(dtemp);
1478 #endif
1479                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1480                         break;
1481                 }
1482                 if (G.stratum != p->lastpkt_stratum + 1) {
1483                         G.stratum = p->lastpkt_stratum + 1;
1484                         run_script("stratum", offset);
1485                 }
1486         }
1487
1488         if (G.discipline_jitter < G_precision_sec)
1489                 G.discipline_jitter = G_precision_sec;
1490         G.offset_to_jitter_ratio = abs_offset / G.discipline_jitter;
1491
1492         G.reftime = G.cur_time;
1493         G.ntp_status = p->lastpkt_status;
1494         G.refid = p->lastpkt_refid;
1495         G.rootdelay = p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay;
1496         dtemp = p->filter_jitter; // SQRT(SQUARE(p->filter_jitter) + SQUARE(G.cluster_jitter));
1497         dtemp += MAXD(p->filter_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time) + abs_offset, MINDISP);
1498         G.rootdisp = p->lastpkt_rootdisp + dtemp;
1499         VERB3 bb_error_msg("updating leap/refid/reftime/rootdisp from peer %s", p->p_dotted);
1500
1501         /* We are in STATE_SYNC now, but did not do adjtimex yet.
1502          * (Any other state does not reach this, they all return earlier)
1503          * By this time, freq_drift and offset are set
1504          * to values suitable for adjtimex.
1505          */
1506 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1507         /* Calculate the new frequency drift and frequency stability (wander).
1508          * Compute the clock wander as the RMS of exponentially weighted
1509          * frequency differences. This is not used directly, but can,
1510          * along with the jitter, be a highly useful monitoring and
1511          * debugging tool.
1512          */
1513         dtemp = G.discipline_freq_drift + freq_drift;
1514         G.discipline_freq_drift = MAXD(MIND(MAXDRIFT, dtemp), -MAXDRIFT);
1515         etemp = SQUARE(G.discipline_wander);
1516         dtemp = SQUARE(dtemp);
1517         G.discipline_wander = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1518
1519         VERB3 bb_error_msg("discipline freq_drift=%.9f(int:%ld corr:%e) wander=%f",
1520                         G.discipline_freq_drift,
1521                         (long)(G.discipline_freq_drift * 65536e6),
1522                         freq_drift,
1523                         G.discipline_wander);
1524 #endif
1525         VERB3 {
1526                 memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1527                 if (adjtimex(&tmx) < 0)
1528                         bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1529                 bb_error_msg("p adjtimex freq:%ld offset:%+ld status:0x%x tc:%ld",
1530                                 tmx.freq, tmx.offset, tmx.status, tmx.constant);
1531         }
1532
1533         memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1534 #if 0
1535 //doesn't work, offset remains 0 (!) in kernel:
1536 //ntpd:  set adjtimex freq:1786097 tmx.offset:77487
1537 //ntpd: prev adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1538 //ntpd:  cur adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1539         tmx.modes = ADJ_FREQUENCY | ADJ_OFFSET;
1540         /* 65536 is one ppm */
1541         tmx.freq = G.discipline_freq_drift * 65536e6;
1542 #endif
1543         tmx.modes = ADJ_OFFSET | ADJ_STATUS | ADJ_TIMECONST;// | ADJ_MAXERROR | ADJ_ESTERROR;
1544         tmx.offset = (offset * 1000000); /* usec */
1545         tmx.status = STA_PLL;
1546         if (G.ntp_status & LI_PLUSSEC)
1547                 tmx.status |= STA_INS;
1548         if (G.ntp_status & LI_MINUSSEC)
1549                 tmx.status |= STA_DEL;
1550
1551         tmx.constant = G.poll_exp - 4;
1552         /* EXPERIMENTAL.
1553          * The below if statement should be unnecessary, but...
1554          * It looks like Linux kernel's PLL is far too gentle in changing
1555          * tmx.freq in response to clock offset. Offset keeps growing
1556          * and eventually we fall back to smaller poll intervals.
1557          * We can make correction more agressive (about x2) by supplying
1558          * PLL time constant which is one less than the real one.
1559          * To be on a safe side, let's do it only if offset is significantly
1560          * larger than jitter.
1561          */
1562         if (tmx.constant > 0 && G.offset_to_jitter_ratio >= TIMECONST_HACK_GATE)
1563                 tmx.constant--;
1564
1565         //tmx.esterror = (uint32_t)(clock_jitter * 1e6);
1566         //tmx.maxerror = (uint32_t)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
1567         rc = adjtimex(&tmx);
1568         if (rc < 0)
1569                 bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1570         /* NB: here kernel returns constant == G.poll_exp, not == G.poll_exp - 4.
1571          * Not sure why. Perhaps it is normal.
1572          */
1573         VERB3 bb_error_msg("adjtimex:%d freq:%ld offset:%+ld status:0x%x",
1574                                 rc, tmx.freq, tmx.offset, tmx.status);
1575         G.kernel_freq_drift = tmx.freq / 65536;
1576         VERB2 bb_error_msg("update from:%s offset:%+f jitter:%f clock drift:%+.3fppm tc:%d",
1577                         p->p_dotted, offset, G.discipline_jitter, (double)tmx.freq / 65536, (int)tmx.constant);
1578
1579         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1580 }
1581
1582
1583 /*
1584  * We've got a new reply packet from a peer, process it
1585  * (helpers first)
1586  */
1587 static unsigned
1588 retry_interval(void)
1589 {
1590         /* Local problem, want to retry soon */
1591         unsigned interval, r;
1592         interval = RETRY_INTERVAL;
1593         r = random();
1594         interval += r % (unsigned)(RETRY_INTERVAL / 4);
1595         VERB3 bb_error_msg("chose retry interval:%u", interval);
1596         return interval;
1597 }
1598 static unsigned
1599 poll_interval(int exponent)
1600 {
1601         unsigned interval, r;
1602         exponent = G.poll_exp + exponent;
1603         if (exponent < 0)
1604                 exponent = 0;
1605         interval = 1 << exponent;
1606         r = random();
1607         interval += ((r & (interval-1)) >> 4) + ((r >> 8) & 1); /* + 1/16 of interval, max */
1608         VERB3 bb_error_msg("chose poll interval:%u (poll_exp:%d exp:%d)", interval, G.poll_exp, exponent);
1609         return interval;
1610 }
1611 static NOINLINE void
1612 recv_and_process_peer_pkt(peer_t *p)
1613 {
1614         int         rc;
1615         ssize_t     size;
1616         msg_t       msg;
1617         double      T1, T2, T3, T4;
1618         unsigned    interval;
1619         datapoint_t *datapoint;
1620         peer_t      *q;
1621
1622         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
1623          * ntp servers reply from their *other IP*.
1624          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
1625          */
1626         size = recv(p->p_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
1627         if (size == -1) {
1628                 bb_perror_msg("recv(%s) error", p->p_dotted);
1629                 if (errno == EHOSTUNREACH || errno == EHOSTDOWN
1630                  || errno == ENETUNREACH || errno == ENETDOWN
1631                  || errno == ECONNREFUSED || errno == EADDRNOTAVAIL
1632                  || errno == EAGAIN
1633                 ) {
1634 //TODO: always do this?
1635                         interval = retry_interval();
1636                         goto set_next_and_ret;
1637                 }
1638                 xfunc_die();
1639         }
1640
1641         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
1642                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
1643                 return;
1644         }
1645
1646         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl
1647          || msg.m_orgtime.fractionl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl
1648         ) {
1649                 /* Somebody else's packet */
1650                 return;
1651         }
1652
1653         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
1654          * Closing the socket informs kernel about it.
1655          * We open a new socket when we send a new query.
1656          */
1657         close(p->p_fd);
1658         p->p_fd = -1;
1659
1660         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
1661          || msg.m_stratum == 0
1662          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
1663         ) {
1664 // TODO: stratum 0 responses may have commands in 32-bit m_refid field:
1665 // "DENY", "RSTR" - peer does not like us at all
1666 // "RATE" - peer is overloaded, reduce polling freq
1667                 interval = poll_interval(0);
1668                 bb_error_msg("reply from %s: peer is unsynced, next query in %us", p->p_dotted, interval);
1669                 goto set_next_and_ret;
1670         }
1671
1672 //      /* Verify valid root distance */
1673 //      if (msg.m_rootdelay / 2 + msg.m_rootdisp >= MAXDISP || p->lastpkt_reftime > msg.m_xmt)
1674 //              return;                 /* invalid header values */
1675
1676         p->lastpkt_status = msg.m_status;
1677         p->lastpkt_stratum = msg.m_stratum;
1678         p->lastpkt_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
1679         p->lastpkt_rootdisp = sfp_to_d(msg.m_rootdisp);
1680         p->lastpkt_refid = msg.m_refid;
1681
1682         /*
1683          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
1684          *
1685          * Timestamp Name          ID   When Generated
1686          * ------------------------------------------------------------
1687          * Originate Timestamp     T1   time request sent by client
1688          * Receive Timestamp       T2   time request received by server
1689          * Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
1690          * Destination Timestamp   T4   time reply received by client
1691          *
1692          * The roundtrip delay and local clock offset are defined as
1693          *
1694          * delay = (T4 - T1) - (T3 - T2); offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2
1695          */
1696         T1 = p->p_xmttime;
1697         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
1698         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
1699         T4 = G.cur_time;
1700
1701         p->lastpkt_recv_time = T4;
1702
1703         VERB5 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
1704         p->datapoint_idx = p->reachable_bits ? (p->datapoint_idx + 1) % NUM_DATAPOINTS : 0;
1705         datapoint = &p->filter_datapoint[p->datapoint_idx];
1706         datapoint->d_recv_time = T4;
1707         datapoint->d_offset    = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
1708         /* The delay calculation is a special case. In cases where the
1709          * server and client clocks are running at different rates and
1710          * with very fast networks, the delay can appear negative. In
1711          * order to avoid violating the Principle of Least Astonishment,
1712          * the delay is clamped not less than the system precision.
1713          */
1714         p->lastpkt_delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
1715         if (p->lastpkt_delay < G_precision_sec)
1716                 p->lastpkt_delay = G_precision_sec;
1717         datapoint->d_dispersion = LOG2D(msg.m_precision_exp) + G_precision_sec;
1718         if (!p->reachable_bits) {
1719                 /* 1st datapoint ever - replicate offset in every element */
1720                 int i;
1721                 for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
1722                         p->filter_datapoint[i].d_offset = datapoint->d_offset;
1723                 }
1724         }
1725
1726         p->reachable_bits |= 1;
1727         if ((MAX_VERBOSE && G.verbose) || (option_mask32 & OPT_w)) {
1728                 bb_error_msg("reply from %s: offset:%+f delay:%f status:0x%02x strat:%d refid:0x%08x rootdelay:%f reach:0x%02x",
1729                         p->p_dotted,
1730                         datapoint->d_offset,
1731                         p->lastpkt_delay,
1732                         p->lastpkt_status,
1733                         p->lastpkt_stratum,
1734                         p->lastpkt_refid,
1735                         p->lastpkt_rootdelay,
1736                         p->reachable_bits
1737                         /* not shown: m_ppoll, m_precision_exp, m_rootdisp,
1738                          * m_reftime, m_orgtime, m_rectime, m_xmttime
1739                          */
1740                 );
1741         }
1742
1743         /* Muck with statictics and update the clock */
1744         filter_datapoints(p);
1745         q = select_and_cluster();
1746         rc = -1;
1747         if (q) {
1748                 rc = 0;
1749                 if (!(option_mask32 & OPT_w)) {
1750                         rc = update_local_clock(q);
1751                         /* If drift is dangerously large, immediately
1752                          * drop poll interval one step down.
1753                          */
1754                         if (fabs(q->filter_offset) >= POLLDOWN_OFFSET) {
1755                                 VERB3 bb_error_msg("offset:%+f > POLLDOWN_OFFSET", q->filter_offset);
1756                                 goto poll_down;
1757                         }
1758                 }
1759         }
1760         /* else: no peer selected, rc = -1: we want to poll more often */
1761
1762         if (rc != 0) {
1763                 /* Adjust the poll interval by comparing the current offset
1764                  * with the clock jitter. If the offset is less than
1765                  * the clock jitter times a constant, then the averaging interval
1766                  * is increased, otherwise it is decreased. A bit of hysteresis
1767                  * helps calm the dance. Works best using burst mode.
1768                  */
1769                 if (rc > 0 && G.offset_to_jitter_ratio <= POLLADJ_GATE) {
1770                         /* was += G.poll_exp but it is a bit
1771                          * too optimistic for my taste at high poll_exp's */
1772                         G.polladj_count += MINPOLL;
1773                         if (G.polladj_count > POLLADJ_LIMIT) {
1774                                 G.polladj_count = 0;
1775                                 if (G.poll_exp < MAXPOLL) {
1776                                         G.poll_exp++;
1777                                         VERB3 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f ++poll_exp=%d",
1778                                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1779                                 }
1780                         } else {
1781                                 VERB3 bb_error_msg("polladj: incr:%d", G.polladj_count);
1782                         }
1783                 } else {
1784                         G.polladj_count -= G.poll_exp * 2;
1785                         if (G.polladj_count < -POLLADJ_LIMIT || G.poll_exp >= BIGPOLL) {
1786  poll_down:
1787                                 G.polladj_count = 0;
1788                                 if (G.poll_exp > MINPOLL) {
1789                                         llist_t *item;
1790
1791                                         G.poll_exp--;
1792                                         /* Correct p->next_action_time in each peer
1793                                          * which waits for sending, so that they send earlier.
1794                                          * Old pp->next_action_time are on the order
1795                                          * of t + (1 << old_poll_exp) + small_random,
1796                                          * we simply need to subtract ~half of that.
1797                                          */
1798                                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1799                                                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1800                                                 if (pp->p_fd < 0)
1801                                                         pp->next_action_time -= (1 << G.poll_exp);
1802                                         }
1803                                         VERB3 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f --poll_exp=%d",
1804                                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1805                                 }
1806                         } else {
1807                                 VERB3 bb_error_msg("polladj: decr:%d", G.polladj_count);
1808                         }
1809                 }
1810         }
1811
1812         /* Decide when to send new query for this peer */
1813         interval = poll_interval(0);
1814
1815  set_next_and_ret:
1816         set_next(p, interval);
1817 }
1818
1819 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
1820 static NOINLINE void
1821 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
1822 {
1823         ssize_t          size;
1824         //uint8_t          version;
1825         len_and_sockaddr *to;
1826         struct sockaddr  *from;
1827         msg_t            msg;
1828         uint8_t          query_status;
1829         l_fixedpt_t      query_xmttime;
1830
1831         to = get_sock_lsa(G_listen_fd);
1832         from = xzalloc(to->len);
1833
1834         size = recv_from_to(G_listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
1835         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE) {
1836                 char *addr;
1837                 if (size < 0) {
1838                         if (errno == EAGAIN)
1839                                 goto bail;
1840                         bb_perror_msg_and_die("recv");
1841                 }
1842                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
1843                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
1844                 free(addr);
1845                 goto bail;
1846         }
1847
1848         query_status = msg.m_status;
1849         query_xmttime = msg.m_xmttime;
1850
1851         /* Build a reply packet */
1852         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
1853         msg.m_status = G.stratum < MAXSTRAT ? G.ntp_status : LI_ALARM;
1854         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
1855         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
1856                          MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
1857         msg.m_stratum = G.stratum;
1858         msg.m_ppoll = G.poll_exp;
1859         msg.m_precision_exp = G_precision_exp;
1860         /* this time was obtained between poll() and recv() */
1861         msg.m_rectime = d_to_lfp(G.cur_time);
1862         msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); /* this instant */
1863         if (G.peer_cnt == 0) {
1864                 /* we have no peers: "stratum 1 server" mode. reftime = our own time */
1865                 G.reftime = G.cur_time;
1866         }
1867         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
1868         msg.m_orgtime = query_xmttime;
1869         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
1870 //simple code does not do this, fix simple code!
1871         msg.m_rootdisp = d_to_sfp(G.rootdisp);
1872         //version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
1873         msg.m_refid = G.refid; // (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid : G.refid3;
1874
1875         /* We reply from the local address packet was sent to,
1876          * this makes to/from look swapped here: */
1877         do_sendto(G_listen_fd,
1878                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
1879                 &msg, size);
1880
1881  bail:
1882         free(to);
1883         free(from);
1884 }
1885 #endif
1886
1887 /* Upstream ntpd's options:
1888  *
1889  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
1890  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
1891  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
1892  *      multicast client and symmetric passive associations.
1893  *      This is the default.
1894  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
1895  *      multicast client and symmetric passive associations.
1896  *      This is almost never a good idea.
1897  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
1898  * -c conffile
1899  *      Specify the name and path of the configuration file,
1900  *      default /etc/ntp.conf
1901  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
1902  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
1903  * -D level
1904  *      Specify debugging level directly.
1905  * -f driftfile
1906  *      Specify the name and path of the frequency file.
1907  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
1908  *      configuration command.
1909  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
1910  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
1911  *      by default. This option allows the time to be set to any value
1912  *      without restriction; however, this can happen only once.
1913  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
1914  *      with a message to the system log. This option can be used
1915  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
1916  * -i jaildir
1917  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
1918  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
1919  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
1920  *      You may need to also specify a -u option.
1921  * -k keyfile
1922  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
1923  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
1924  *      as the "keys FILE" configuration command.
1925  * -l logfile
1926  *      Specify the name and path of the log file. The default
1927  *      is the system log file. This is the same operation as
1928  *      the "logfile FILE" configuration command.
1929  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
1930  * -n   Don't fork.
1931  * -N   To the extent permitted by the operating system,
1932  *      run the ntpd at the highest priority.
1933  * -p pidfile
1934  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
1935  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
1936  *      configuration command.
1937  * -P priority
1938  *      To the extent permitted by the operating system,
1939  *      run the ntpd at the specified priority.
1940  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
1941  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
1942  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
1943  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
1944  * -r broadcastdelay
1945  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
1946  *      server to this client. This is necessary only if the delay
1947  *      cannot be computed automatically by the protocol.
1948  * -s statsdir
1949  *      Specify the directory path for files created by the statistics
1950  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
1951  *      configuration command.
1952  * -t key
1953  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
1954  *      more than once.
1955  * -u user[:group]
1956  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
1957  * -v variable
1958  * -V variable
1959  *      Add a system variable listed by default.
1960  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
1961  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
1962  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
1963  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
1964  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
1965  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
1966  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
1967  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
1968  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
1969  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
1970  */
1971
1972 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
1973  * in main loop.
1974  */
1975 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
1976 {
1977         unsigned opts;
1978         llist_t *peers;
1979
1980         srandom(getpid());
1981
1982         if (getuid())
1983                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
1984
1985         /* Set some globals */
1986         G.stratum = MAXSTRAT;
1987         if (BURSTPOLL != 0)
1988                 G.poll_exp = BURSTPOLL; /* speeds up initial sync */
1989         G.last_script_run = G.reftime = G.last_update_recv_time = gettime1900d(); /* sets G.cur_time too */
1990
1991         /* Parse options */
1992         peers = NULL;
1993         opt_complementary = "dd:p::wn"; /* d: counter; p: list; -w implies -n */
1994         opts = getopt32(argv,
1995                         "nqNx" /* compat */
1996                         "wp:S:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
1997                         "d" /* compat */
1998                         "46aAbgL", /* compat, ignored */
1999                         &peers, &G.script_name, &G.verbose);
2000         if (!(opts & (OPT_p|OPT_l)))
2001                 bb_show_usage();
2002 //      if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
2003 //              G.time_was_stepped = 1;
2004         if (peers) {
2005                 while (peers)
2006                         add_peers(llist_pop(&peers));
2007         } else {
2008                 /* -l but no peers: "stratum 1 server" mode */
2009                 G.stratum = 1;
2010         }
2011         if (!(opts & OPT_n)) {
2012                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
2013                 logmode = LOGMODE_NONE;
2014         }
2015 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2016         G_listen_fd = -1;
2017         if (opts & OPT_l) {
2018                 G_listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
2019                 socket_want_pktinfo(G_listen_fd);
2020                 setsockopt(G_listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &const_IPTOS_LOWDELAY, sizeof(const_IPTOS_LOWDELAY));
2021         }
2022 #endif
2023         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
2024         if (opts & OPT_N)
2025                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
2026
2027         /* If network is up, syncronization occurs in ~10 seconds.
2028          * We give "ntpd -q" 10 seconds to get first reply,
2029          * then another 50 seconds to finish syncing.
2030          *
2031          * I tested ntpd 4.2.6p1 and apparently it never exits
2032          * (will try forever), but it does not feel right.
2033          * The goal of -q is to act like ntpdate: set time
2034          * after a reasonably small period of polling, or fail.
2035          */
2036         if (opts & OPT_q) {
2037                 option_mask32 |= OPT_qq;
2038                 alarm(10);
2039         }
2040
2041         bb_signals(0
2042                 | (1 << SIGTERM)
2043                 | (1 << SIGINT)
2044                 | (1 << SIGALRM)
2045                 , record_signo
2046         );
2047         bb_signals(0
2048                 | (1 << SIGPIPE)
2049                 | (1 << SIGCHLD)
2050                 , SIG_IGN
2051         );
2052 }
2053
2054 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
2055 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
2056 {
2057 #undef G
2058         struct globals G;
2059         struct pollfd *pfd;
2060         peer_t **idx2peer;
2061         unsigned cnt;
2062
2063         memset(&G, 0, sizeof(G));
2064         SET_PTR_TO_GLOBALS(&G);
2065
2066         ntp_init(argv);
2067
2068         /* If ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
2069         cnt = G.peer_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER;
2070         idx2peer = xzalloc(sizeof(idx2peer[0]) * cnt);
2071         pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * cnt);
2072
2073         /* Countdown: we never sync before we sent INITIAL_SAMPLES+1
2074          * packets to each peer.
2075          * NB: if some peer is not responding, we may end up sending
2076          * fewer packets to it and more to other peers.
2077          * NB2: sync usually happens using INITIAL_SAMPLES packets,
2078          * since last reply does not come back instantaneously.
2079          */
2080         cnt = G.peer_cnt * (INITIAL_SAMPLES + 1);
2081
2082         while (!bb_got_signal) {
2083                 llist_t *item;
2084                 unsigned i, j;
2085                 int nfds, timeout;
2086                 double nextaction;
2087
2088                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
2089
2090                 nextaction = G.cur_time + 3600;
2091
2092                 i = 0;
2093 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2094                 if (G_listen_fd != -1) {
2095                         pfd[0].fd = G_listen_fd;
2096                         pfd[0].events = POLLIN;
2097                         i++;
2098                 }
2099 #endif
2100                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
2101                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2102                         peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2103
2104                         if (p->next_action_time <= G.cur_time) {
2105                                 if (p->p_fd == -1) {
2106                                         /* Time to send new req */
2107                                         if (--cnt == 0) {
2108                                                 G.initial_poll_complete = 1;
2109                                         }
2110                                         send_query_to_peer(p);
2111                                 } else {
2112                                         /* Timed out waiting for reply */
2113                                         close(p->p_fd);
2114                                         p->p_fd = -1;
2115                                         timeout = poll_interval(-2); /* -2: try a bit sooner */
2116                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, reach 0x%02x, next query in %us",
2117                                                         p->p_dotted, p->reachable_bits, timeout);
2118                                         set_next(p, timeout);
2119                                 }
2120                         }
2121
2122                         if (p->next_action_time < nextaction)
2123                                 nextaction = p->next_action_time;
2124
2125                         if (p->p_fd >= 0) {
2126                                 /* Wait for reply from this peer */
2127                                 pfd[i].fd = p->p_fd;
2128                                 pfd[i].events = POLLIN;
2129                                 idx2peer[i] = p;
2130                                 i++;
2131                         }
2132                 }
2133
2134                 timeout = nextaction - G.cur_time;
2135                 if (timeout < 0)
2136                         timeout = 0;
2137                 timeout++; /* (nextaction - G.cur_time) rounds down, compensating */
2138
2139                 /* Here we may block */
2140                 VERB2 {
2141                         if (i > (ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER && G_listen_fd != -1)) {
2142                                 /* We wait for at least one reply.
2143                                  * Poll for it, without wasting time for message.
2144                                  * Since replies often come under 1 second, this also
2145                                  * reduces clutter in logs.
2146                                  */
2147                                 nfds = poll(pfd, i, 1000);
2148                                 if (nfds != 0)
2149                                         goto did_poll;
2150                                 if (--timeout <= 0)
2151                                         goto did_poll;
2152                         }
2153                         bb_error_msg("poll:%us sockets:%u interval:%us", timeout, i, 1 << G.poll_exp);
2154                 }
2155                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
2156  did_poll:
2157                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2158                 if (nfds <= 0) {
2159                         if (G.script_name && G.cur_time - G.last_script_run > 11*60) {
2160                                 /* Useful for updating battery-backed RTC and such */
2161                                 run_script("periodic", G.last_update_offset);
2162                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2163                         }
2164                         continue;
2165                 }
2166
2167                 /* Process any received packets */
2168                 j = 0;
2169 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2170                 if (G.listen_fd != -1) {
2171                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2172                                 nfds--;
2173                                 recv_and_process_client_pkt(/*G.listen_fd*/);
2174                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2175                         }
2176                         j = 1;
2177                 }
2178 #endif
2179                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
2180                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2181                                 /*
2182                                  * At init, alarm was set to 10 sec.
2183                                  * Now we did get a reply.
2184                                  * Increase timeout to 50 seconds to finish syncing.
2185                                  */
2186                                 if (option_mask32 & OPT_qq) {
2187                                         option_mask32 &= ~OPT_qq;
2188                                         alarm(50);
2189                                 }
2190                                 nfds--;
2191                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
2192                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2193                         }
2194                 }
2195         } /* while (!bb_got_signal) */
2196
2197         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
2198 }
2199
2200
2201
2202
2203
2204
2205 /*** openntpd-4.6 uses only adjtime, not adjtimex ***/
2206
2207 /*** ntp-4.2.6/ntpd/ntp_loopfilter.c - adjtimex usage ***/
2208
2209 #if 0
2210 static double
2211 direct_freq(double fp_offset)
2212 {
2213 #ifdef KERNEL_PLL
2214         /*
2215          * If the kernel is enabled, we need the residual offset to
2216          * calculate the frequency correction.
2217          */
2218         if (pll_control && kern_enable) {
2219                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2220                 ntp_adjtime(&ntv);
2221 #ifdef STA_NANO
2222                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2223 #else /* STA_NANO */
2224                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2225 #endif /* STA_NANO */
2226                 drift_comp = FREQTOD(ntv.freq);
2227         }
2228 #endif /* KERNEL_PLL */
2229         set_freq((fp_offset - clock_offset) / (current_time - clock_epoch) + drift_comp);
2230         wander_resid = 0;
2231         return drift_comp;
2232 }
2233
2234 static void
2235 set_freq(double freq) /* frequency update */
2236 {
2237         char tbuf[80];
2238
2239         drift_comp = freq;
2240
2241 #ifdef KERNEL_PLL
2242         /*
2243          * If the kernel is enabled, update the kernel frequency.
2244          */
2245         if (pll_control && kern_enable) {
2246                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2247                 ntv.modes = MOD_FREQUENCY;
2248                 ntv.freq = DTOFREQ(drift_comp);
2249                 ntp_adjtime(&ntv);
2250                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "kernel %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2251                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2252         } else {
2253                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2254                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2255         }
2256 #else /* KERNEL_PLL */
2257         snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2258         report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2259 #endif /* KERNEL_PLL */
2260 }
2261
2262 ...
2263 ...
2264 ...
2265
2266 #ifdef KERNEL_PLL
2267         /*
2268          * This code segment works when clock adjustments are made using
2269          * precision time kernel support and the ntp_adjtime() system
2270          * call. This support is available in Solaris 2.6 and later,
2271          * Digital Unix 4.0 and later, FreeBSD, Linux and specially
2272          * modified kernels for HP-UX 9 and Ultrix 4. In the case of the
2273          * DECstation 5000/240 and Alpha AXP, additional kernel
2274          * modifications provide a true microsecond clock and nanosecond
2275          * clock, respectively.
2276          *
2277          * Important note: The kernel discipline is used only if the
2278          * step threshold is less than 0.5 s, as anything higher can
2279          * lead to overflow problems. This might occur if some misguided
2280          * lad set the step threshold to something ridiculous.
2281          */
2282         if (pll_control && kern_enable) {
2283
2284 #define MOD_BITS (MOD_OFFSET | MOD_MAXERROR | MOD_ESTERROR | MOD_STATUS | MOD_TIMECONST)
2285
2286                 /*
2287                  * We initialize the structure for the ntp_adjtime()
2288                  * system call. We have to convert everything to
2289                  * microseconds or nanoseconds first. Do not update the
2290                  * system variables if the ext_enable flag is set. In
2291                  * this case, the external clock driver will update the
2292                  * variables, which will be read later by the local
2293                  * clock driver. Afterwards, remember the time and
2294                  * frequency offsets for jitter and stability values and
2295                  * to update the frequency file.
2296                  */
2297                 memset(&ntv,  0, sizeof(ntv));
2298                 if (ext_enable) {
2299                         ntv.modes = MOD_STATUS;
2300                 } else {
2301 #ifdef STA_NANO
2302                         ntv.modes = MOD_BITS | MOD_NANO;
2303 #else /* STA_NANO */
2304                         ntv.modes = MOD_BITS;
2305 #endif /* STA_NANO */
2306                         if (clock_offset < 0)
2307                                 dtemp = -.5;
2308                         else
2309                                 dtemp = .5;
2310 #ifdef STA_NANO
2311                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e9 + dtemp);
2312                         ntv.constant = sys_poll;
2313 #else /* STA_NANO */
2314                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e6 + dtemp);
2315                         ntv.constant = sys_poll - 4;
2316 #endif /* STA_NANO */
2317                         ntv.esterror = (u_int32)(clock_jitter * 1e6);
2318                         ntv.maxerror = (u_int32)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
2319                         ntv.status = STA_PLL;
2320
2321                         /*
2322                          * Enable/disable the PPS if requested.
2323                          */
2324                         if (pps_enable) {
2325                                 if (!(pll_status & STA_PPSTIME))
2326                                         report_event(EVNT_KERN,
2327                                             NULL, "PPS enabled");
2328                                 ntv.status |= STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ;
2329                         } else {
2330                                 if (pll_status & STA_PPSTIME)
2331                                         report_event(EVNT_KERN,
2332                                             NULL, "PPS disabled");
2333                                 ntv.status &= ~(STA_PPSTIME |
2334                                     STA_PPSFREQ);
2335                         }
2336                         if (sys_leap == LEAP_ADDSECOND)
2337                                 ntv.status |= STA_INS;
2338                         else if (sys_leap == LEAP_DELSECOND)
2339                                 ntv.status |= STA_DEL;
2340                 }
2341
2342                 /*
2343                  * Pass the stuff to the kernel. If it squeals, turn off
2344                  * the pps. In any case, fetch the kernel offset,
2345                  * frequency and jitter.
2346                  */
2347                 if (ntp_adjtime(&ntv) == TIME_ERROR) {
2348                         if (!(ntv.status & STA_PPSSIGNAL))
2349                                 report_event(EVNT_KERN, NULL,
2350                                     "PPS no signal");
2351                 }
2352                 pll_status = ntv.status;
2353 #ifdef STA_NANO
2354                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2355 #else /* STA_NANO */
2356                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2357 #endif /* STA_NANO */
2358                 clock_frequency = FREQTOD(ntv.freq);
2359
2360                 /*
2361                  * If the kernel PPS is lit, monitor its performance.
2362                  */
2363                 if (ntv.status & STA_PPSTIME) {
2364 #ifdef STA_NANO
2365                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e9;
2366 #else /* STA_NANO */
2367                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e6;
2368 #endif /* STA_NANO */
2369                 }
2370
2371 #if defined(STA_NANO) && NTP_API == 4
2372                 /*
2373                  * If the TAI changes, update the kernel TAI.
2374                  */
2375                 if (loop_tai != sys_tai) {
2376                         loop_tai = sys_tai;
2377                         ntv.modes = MOD_TAI;
2378                         ntv.constant = sys_tai;
2379                         ntp_adjtime(&ntv);
2380                 }
2381 #endif /* STA_NANO */
2382         }
2383 #endif /* KERNEL_PLL */
2384 #endif