networking/ntpd.c

   1 /*
   2  * NTP client/server, based on OpenNTPD 3.9p1
   3  *
   4  * Busybox port author: Adam Tkac (C) 2009 <vonsch@gmail.com>
   5  *
   6  * OpenNTPd 3.9p1 copyright holders:
   7  *   Copyright (c) 2003, 2004 Henning Brauer <henning@openbsd.org>
   8  *   Copyright (c) 2004 Alexander Guy <alexander.guy@andern.org>
   9  *
  10  * OpenNTPd code is licensed under ISC-style licence:
  11  *
  12  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
  13  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
  14  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
  15  *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
  17  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
  18  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
  19  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  20  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF MIND, USE, DATA OR PROFITS, WHETHER
  21  * IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING
  22  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  23  ***********************************************************************
  24  *
  25  * Parts of OpenNTPD clock syncronization code is replaced by
  26  * code which is based on ntp-4.2.6, which carries the following
  27  * copyright notice:
  28  *
  29  * Copyright (c) University of Delaware 1992-2009
  30  *
  31  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software and
  32  * its documentation for any purpose with or without fee is hereby
  33  * granted, provided that the above copyright notice appears in all
  34  * copies and that both the copyright notice and this permission
  35  * notice appear in supporting documentation, and that the name
  36  * University of Delaware not be used in advertising or publicity
  37  * pertaining to distribution of the software without specific,
  38  * written prior permission. The University of Delaware makes no
  39  * representations about the suitability this software for any
  40  * purpose. It is provided "as is" without express or implied warranty.
  41  ***********************************************************************
  42  */
  43 //config:config NTPD
  44 //config:       bool "ntpd (22 kb)"
  45 //config:       default y
  46 //config:       select PLATFORM_LINUX
  47 //config:       help
  48 //config:       The NTP client/server daemon.
  49 //config:
  50 //config:config FEATURE_NTPD_SERVER
  51 //config:       bool "Make ntpd usable as a NTP server"
  52 //config:       default y
  53 //config:       depends on NTPD
  54 //config:       help
  55 //config:       Make ntpd usable as a NTP server. If you disable this option
  56 //config:       ntpd will be usable only as a NTP client.
  57 //config:
  58 //config:config FEATURE_NTPD_CONF
  59 //config:       bool "Make ntpd understand /etc/ntp.conf"
  60 //config:       default y
  61 //config:       depends on NTPD
  62 //config:       help
  63 //config:       Make ntpd look in /etc/ntp.conf for peers. Only "server address"
  64 //config:       is supported.
  65 //config:
  66 //config:config FEATURE_NTP_AUTH
  67 //config:       bool "Support md5/sha1 message authentication codes"
  68 //config:       default y
  69 //config:       depends on NTPD
  70
  71 //applet:IF_NTPD(APPLET(ntpd, BB_DIR_USR_SBIN, BB_SUID_DROP))
  72
  73 //kbuild:lib-$(CONFIG_NTPD) += ntpd.o
  74
  75 //usage:#define ntpd_trivial_usage
  76 //usage:        "[-dnqNw"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l] [-I IFACE")"] [-S PROG]"
  77 //usage:        IF_NOT_FEATURE_NTP_AUTH(" [-p PEER]...")
  78 //usage:        IF_FEATURE_NTP_AUTH(" [-k KEYFILE] [-p [keyno:N:]PEER]...")
  79 //usage:#define ntpd_full_usage "\n\n"
  80 //usage:       "NTP client/server\n"
  81 //usage:     "\n        -d      Verbose (may be repeated)"
  82 //usage:     "\n        -n      Do not daemonize"
  83 //usage:     "\n        -q      Quit after clock is set"
  84 //usage:     "\n        -N      Run at high priority"
  85 //usage:     "\n        -w      Do not set time (only query peers), implies -n"
  86 //usage:     "\n        -S PROG Run PROG after stepping time, stratum change, and every 11 min"
  87 //usage:        IF_NOT_FEATURE_NTP_AUTH(
  88 //usage:     "\n        -p PEER Obtain time from PEER (may be repeated)"
  89 //usage:        )
  90 //usage:        IF_FEATURE_NTP_AUTH(
  91 //usage:     "\n        -k FILE Key file (ntp.keys compatible)"
  92 //usage:     "\n        -p [keyno:NUM:]PEER"
  93 //usage:     "\n                Obtain time from PEER (may be repeated)"
  94 //usage:     "\n                Use key NUM for authentication"
  95 //usage:        )
  96 //usage:        IF_FEATURE_NTPD_CONF(
  97 //usage:     "\n                If -p is not given, 'server HOST' lines"
  98 //usage:     "\n                from /etc/ntp.conf are used"
  99 //usage:        )
 100 //usage:        IF_FEATURE_NTPD_SERVER(
 101 //usage:     "\n        -l      Also run as server on port 123"
 102 //usage:     "\n        -I IFACE Bind server to IFACE, implies -l"
 103 //usage:        )
 104
 105 // -l and -p options are not compatible with "standard" ntpd:
 106 // it has them as "-l logfile" and "-p pidfile".
 107 // -S and -w are not compat either, "standard" ntpd has no such opts.
 108
 109 #include "libbb.h"
 110 #include <math.h>
 111 #include <netinet/ip.h> /* For IPTOS_DSCP_AF21 definition */
 112 #include <sys/timex.h>
 113 #ifndef IPTOS_DSCP_AF21
 114 # define IPTOS_DSCP_AF21 0x48
 115 #endif
 116
 117
 118 /* Verbosity control (max level of -dddd options accepted).
 119  * max 6 is very talkative (and bloated). 3 is non-bloated,
 120  * production level setting.
 121  */
 122 #define MAX_VERBOSE     3
 123
 124
 125 /* High-level description of the algorithm:
 126  *
 127  * We start running with very small poll_exp, BURSTPOLL,
 128  * in order to quickly accumulate INITIAL_SAMPLES datapoints
 129  * for each peer. Then, time is stepped if the offset is larger
 130  * than STEP_THRESHOLD, otherwise it isn't; anyway, we enlarge
 131  * poll_exp to MINPOLL and enter frequency measurement step:
 132  * we collect new datapoints but ignore them for WATCH_THRESHOLD
 133  * seconds. After WATCH_THRESHOLD seconds we look at accumulated
 134  * offset and estimate frequency drift.
 135  *
 136  * (frequency measurement step seems to not be strictly needed,
 137  * it is conditionally disabled with USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
 138  * define set to 0)
 139  *
 140  * After this, we enter "steady state": we collect a datapoint,
 141  * we select the best peer, if this datapoint is not a new one
 142  * (IOW: if this datapoint isn't for selected peer), sleep
 143  * and collect another one; otherwise, use its offset to update
 144  * frequency drift, if offset is somewhat large, reduce poll_exp,
 145  * otherwise increase poll_exp.
 146  *
 147  * If offset is larger than STEP_THRESHOLD, which shouldn't normally
 148  * happen, we assume that something "bad" happened (computer
 149  * was hibernated, someone set totally wrong date, etc),
 150  * then the time is stepped, all datapoints are discarded,
 151  * and we go back to steady state.
 152  *
 153  * Made some changes to speed up re-syncing after our clock goes bad
 154  * (tested with suspending my laptop):
 155  * - if largish offset (>= STEP_THRESHOLD == 1 sec) is seen
 156  *   from a peer, schedule next query for this peer soon
 157  *   without drastically lowering poll interval for everybody.
 158  *   This makes us collect enough data for step much faster:
 159  *   e.g. at poll = 10 (1024 secs), step was done within 5 minutes
 160  *   after first reply which indicated that our clock is 14 seconds off.
 161  * - on step, do not discard d_dispersion data of the existing datapoints,
 162  *   do not clear reachable_bits. This prevents discarding first ~8
 163  *   datapoints after the step.
 164  */
 165
 166 #define INITIAL_SAMPLES    4    /* how many samples do we want for init */
 167 #define MIN_FREQHOLD      12    /* adjust offset, but not freq in this many first adjustments */
 168 #define BAD_DELAY_GROWTH   4    /* drop packet if its delay grew by more than this factor */
 169
 170 #define RETRY_INTERVAL    32    /* on send/recv error, retry in N secs (need to be power of 2) */
 171 #define NOREPLY_INTERVAL 512    /* sent, but got no reply: cap next query by this many seconds */
 172 #define RESPONSE_INTERVAL 16    /* wait for reply up to N secs */
 173 #define HOSTNAME_INTERVAL  4    /* hostname lookup failed. Wait N * peer->dns_errors secs for next try */
 174 #define DNS_ERRORS_CAP  0x3f    /* peer->dns_errors is in [0..63] */
 175
 176 /* Step threshold (sec). std ntpd uses 0.128.
 177  */
 178 #define STEP_THRESHOLD     1
 179 /* Slew threshold (sec): adjtimex() won't accept offsets larger than this.
 180  * Using exact power of 2 (1/8) results in smaller code
 181  */
 182 #define SLEW_THRESHOLD 0.125
 183 //^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ TODO: man adjtimex about tmx.offset:
 184 // "Since Linux 2.6.26, the supplied value is clamped to the range (-0.5s, +0.5s)"
 185 // - can use this larger value instead?
 186
 187 /* Stepout threshold (sec). std ntpd uses 900 (11 mins (!)) */
 188 //UNUSED: #define WATCH_THRESHOLD  128
 189 /* NB: set WATCH_THRESHOLD to ~60 when debugging to save time) */
 190 //UNUSED: #define PANIC_THRESHOLD 1000    /* panic threshold (sec) */
 191
 192 /*
 193  * If we got |offset| > BIGOFF from a peer, cap next query interval
 194  * for this peer by this many seconds:
 195  */
 196 #define BIGOFF          STEP_THRESHOLD
 197 #define BIGOFF_INTERVAL (1 << 7) /* 128 s */
 198
 199 #define FREQ_TOLERANCE  0.000015 /* frequency tolerance (15 PPM) */
 200 #define BURSTPOLL       0       /* initial poll */
 201 #define MINPOLL         5       /* minimum poll interval. std ntpd uses 6 (6: 64 sec) */
 202 /*
 203  * If offset > discipline_jitter * POLLADJ_GATE, and poll interval is > 2^BIGPOLL,
 204  * then it is decreased _at once_. (If <= 2^BIGPOLL, it will be decreased _eventually_).
 205  */
 206 #define BIGPOLL         9       /* 2^9 sec ~= 8.5 min */
 207 #define MAXPOLL         12      /* maximum poll interval (12: 1.1h, 17: 36.4h). std ntpd uses 17 */
 208 /*
 209  * Actively lower poll when we see such big offsets.
 210  * With SLEW_THRESHOLD = 0.125, it means we try to sync more aggressively
 211  * if offset increases over ~0.04 sec
 212  */
 213 //#define POLLDOWN_OFFSET (SLEW_THRESHOLD / 3)
 214 #define MINDISP         0.01    /* minimum dispersion (sec) */
 215 #define MAXDISP         16      /* maximum dispersion (sec) */
 216 #define MAXSTRAT        16      /* maximum stratum (infinity metric) */
 217 #define MAXDIST         1       /* distance threshold (sec) */
 218 #define MIN_SELECTED    1       /* minimum intersection survivors */
 219 #define MIN_CLUSTERED   3       /* minimum cluster survivors */
 220
 221 #define MAXDRIFT        0.000500 /* frequency drift we can correct (500 PPM) */
 222
 223 /* Poll-adjust threshold.
 224  * When we see that offset is small enough compared to discipline jitter,
 225  * we grow a counter: += MINPOLL. When counter goes over POLLADJ_LIMIT,
 226  * we poll_exp++. If offset isn't small, counter -= poll_exp*2,
 227  * and when it goes below -POLLADJ_LIMIT, we poll_exp--.
 228  * (Bumped from 30 to 40 since otherwise I often see poll_exp going *2* steps down)
 229  */
 230 #define POLLADJ_LIMIT   40
 231 /* If offset < discipline_jitter * POLLADJ_GATE, then we decide to increase
 232  * poll interval (we think we can't improve timekeeping
 233  * by staying at smaller poll).
 234  */
 235 #define POLLADJ_GATE    4
 236 #define TIMECONST_HACK_GATE 2
 237 /* Compromise Allan intercept (sec). doc uses 1500, std ntpd uses 512 */
 238 #define ALLAN           512
 239 /* PLL loop gain */
 240 #define PLL             65536
 241 /* FLL loop gain [why it depends on MAXPOLL??] */
 242 #define FLL             (MAXPOLL + 1)
 243 /* Parameter averaging constant */
 244 #define AVG             4
 245
 246 #define MAX_KEY_NUMBER  65535
 247 #define KEYID_SIZE      sizeof(uint32_t)
 248
 249 enum {
 250         NTP_VERSION     = 4,
 251         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
 252
 253         NTP_MD5_DIGESTSIZE    = 16,
 254         NTP_MSGSIZE_NOAUTH    = 48,
 255         NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH  = NTP_MSGSIZE_NOAUTH + KEYID_SIZE + NTP_MD5_DIGESTSIZE,
 256         NTP_SHA1_DIGESTSIZE   = 20,
 257         NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH = NTP_MSGSIZE_NOAUTH + KEYID_SIZE + NTP_SHA1_DIGESTSIZE,
 258
 259         /* Status Masks */
 260         MODE_MASK       = (7 << 0),
 261         VERSION_MASK    = (7 << 3),
 262         VERSION_SHIFT   = 3,
 263         LI_MASK         = (3 << 6),
 264
 265         /* Leap Second Codes (high order two bits of m_status) */
 266         LI_NOWARNING    = (0 << 6),    /* no warning */
 267         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),    /* add a second (61 seconds) */
 268         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),    /* minus a second (59 seconds) */
 269         LI_ALARM        = (3 << 6),    /* alarm condition */
 270
 271         /* Mode values */
 272         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
 273         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
 274         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
 275         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
 276         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
 277         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
 278         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
 279         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
 280 };
 281
 282 //TODO: better base selection
 283 #define OFFSET_1900_1970 2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
 284
 285 #define NUM_DATAPOINTS  8
 286
 287 typedef struct {
 288         uint32_t int_partl;
 289         uint32_t fractionl;
 290 } l_fixedpt_t;
 291
 292 typedef struct {
 293         uint16_t int_parts;
 294         uint16_t fractions;
 295 } s_fixedpt_t;
 296
 297 typedef struct {
 298         uint8_t     m_status;     /* status of local clock and leap info */
 299         uint8_t     m_stratum;
 300         uint8_t     m_ppoll;      /* poll value */
 301         int8_t      m_precision_exp;
 302         s_fixedpt_t m_rootdelay;
 303         s_fixedpt_t m_rootdisp;
 304         uint32_t    m_refid;
 305         l_fixedpt_t m_reftime;
 306         l_fixedpt_t m_orgtime;
 307         l_fixedpt_t m_rectime;
 308         l_fixedpt_t m_xmttime;
 309         uint32_t    m_keyid;
 310         uint8_t     m_digest[ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH ? NTP_SHA1_DIGESTSIZE : NTP_MD5_DIGESTSIZE];
 311 } msg_t;
 312
 313 typedef struct {
 314         double d_offset;
 315         double d_recv_time;
 316         double d_dispersion;
 317 } datapoint_t;
 318
 319 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
 320 enum {
 321         HASH_MD5,
 322         HASH_SHA1,
 323 };
 324 typedef struct {
 325         unsigned id; //try uint16_t?
 326         smalluint type;
 327         smalluint msg_size;
 328         smalluint key_length;
 329         char key[0];
 330 } key_entry_t;
 331 #endif
 332
 333 typedef struct {
 334         len_and_sockaddr *p_lsa;
 335         char             *p_dotted;
 336 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
 337         key_entry_t      *key_entry;
 338 #endif
 339         int              p_fd;
 340         int              datapoint_idx;
 341         uint32_t         lastpkt_refid;
 342         uint8_t          lastpkt_status;
 343         uint8_t          lastpkt_stratum;
 344         uint8_t          reachable_bits;
 345         uint8_t          dns_errors;
 346         /* when to send new query (if p_fd == -1)
 347          * or when receive times out (if p_fd >= 0): */
 348         double           next_action_time;
 349         double           p_xmttime;
 350         double           p_raw_delay;
 351         /* p_raw_delay is set even by "high delay" packets */
 352         /* lastpkt_delay isn't */
 353         double           lastpkt_recv_time;
 354         double           lastpkt_delay;
 355         double           lastpkt_rootdelay;
 356         double           lastpkt_rootdisp;
 357         /* produced by filter algorithm: */
 358         double           filter_offset;
 359         double           filter_dispersion;
 360         double           filter_jitter;
 361         datapoint_t      filter_datapoint[NUM_DATAPOINTS];
 362         /* last sent packet: */
 363         msg_t            p_xmt_msg;
 364         char             p_hostname[1];
 365 } peer_t;
 366
 367
 368 #define USING_KERNEL_PLL_LOOP          1
 369 #define USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION  0
 370
 371 enum {
 372         OPT_n = (1 << 0),
 373         OPT_q = (1 << 1),
 374         OPT_N = (1 << 2),
 375         OPT_x = (1 << 3),
 376         OPT_k = (1 << 4) * ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH,
 377         /* Insert new options above this line. */
 378         /* Non-compat options: */
 379         OPT_w = (1 << (4+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
 380         OPT_p = (1 << (5+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
 381         OPT_S = (1 << (6+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
 382         OPT_l = (1 << (7+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
 383         OPT_I = (1 << (8+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
 384         /* We hijack some bits for other purposes */
 385         OPT_qq = (1 << 31),
 386 };
 387
 388 struct globals {
 389         double   cur_time;
 390         /* total round trip delay to currently selected reference clock */
 391         double   rootdelay;
 392         /* reference timestamp: time when the system clock was last set or corrected */
 393         double   reftime;
 394         /* total dispersion to currently selected reference clock */
 395         double   rootdisp;
 396
 397         double   last_script_run;
 398         char     *script_name;
 399         llist_t  *ntp_peers;
 400 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 401         int      listen_fd;
 402         char     *if_name;
 403 # define G_listen_fd (G.listen_fd)
 404 #else
 405 # define G_listen_fd (-1)
 406 #endif
 407         unsigned verbose;
 408         unsigned peer_cnt;
 409         /* refid: 32-bit code identifying the particular server or reference clock
 410          * in stratum 0 packets this is a four-character ASCII string,
 411          * called the kiss code, used for debugging and monitoring
 412          * in stratum 1 packets this is a four-character ASCII string
 413          * assigned to the reference clock by IANA. Example: "GPS "
 414          * in stratum 2+ packets, it's IPv4 address or 4 first bytes
 415          * of MD5 hash of IPv6
 416          */
 417         uint32_t refid;
 418         uint8_t  ntp_status;
 419         /* precision is defined as the larger of the resolution and time to
 420          * read the clock, in log2 units.  For instance, the precision of a
 421          * mains-frequency clock incrementing at 60 Hz is 16 ms, even when the
 422          * system clock hardware representation is to the nanosecond.
 423          *
 424          * Delays, jitters of various kinds are clamped down to precision.
 425          *
 426          * If precision_sec is too large, discipline_jitter gets clamped to it
 427          * and if offset is smaller than discipline_jitter * POLLADJ_GATE, poll
 428          * interval grows even though we really can benefit from staying at
 429          * smaller one, collecting non-lagged datapoits and correcting offset.
 430          * (Lagged datapoits exist when poll_exp is large but we still have
 431          * systematic offset error - the time distance between datapoints
 432          * is significant and older datapoints have smaller offsets.
 433          * This makes our offset estimation a bit smaller than reality)
 434          * Due to this effect, setting G_precision_sec close to
 435          * STEP_THRESHOLD isn't such a good idea - offsets may grow
 436          * too big and we will step. I observed it with -6.
 437          *
 438          * OTOH, setting precision_sec far too small would result in futile
 439          * attempts to synchronize to an unachievable precision.
 440          *
 441          * -6 is 1/64 sec, -7 is 1/128 sec and so on.
 442          * -8 is 1/256 ~= 0.003906 (worked well for me --vda)
 443          * -9 is 1/512 ~= 0.001953 (let's try this for some time)
 444          */
 445 #define G_precision_exp  -9
 446         /*
 447          * G_precision_exp is used only for construction outgoing packets.
 448          * It's ok to set G_precision_sec to a slightly different value
 449          * (One which is "nicer looking" in logs).
 450          * Exact value would be (1.0 / (1 << (- G_precision_exp))):
 451          */
 452 #define G_precision_sec  0.002
 453         uint8_t  stratum;
 454
 455 #define STATE_NSET      0       /* initial state, "nothing is set" */
 456 //#define STATE_FSET    1       /* frequency set from file */
 457 //#define STATE_SPIK    2       /* spike detected */
 458 //#define STATE_FREQ    3       /* initial frequency */
 459 #define STATE_SYNC      4       /* clock synchronized (normal operation) */
 460         uint8_t  discipline_state;      // doc calls it c.state
 461         uint8_t  poll_exp;              // s.poll
 462         int      polladj_count;         // c.count
 463         int      FREQHOLD_cnt;
 464         long     kernel_freq_drift;
 465         peer_t   *last_update_peer;
 466         double   last_update_offset;    // c.last
 467         double   last_update_recv_time; // s.t
 468         double   discipline_jitter;     // c.jitter
 469         /* Since we only compare it with ints, can simplify code
 470          * by not making this variable floating point:
 471          */
 472         unsigned offset_to_jitter_ratio;
 473         //double   cluster_offset;        // s.offset
 474         //double   cluster_jitter;        // s.jitter
 475 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
 476         double   discipline_freq_drift; // c.freq
 477         /* Maybe conditionally calculate wander? it's used only for logging */
 478         double   discipline_wander;     // c.wander
 479 #endif
 480 };
 481 #define G (*ptr_to_globals)
 482
 483
 484 #define VERB1 if (MAX_VERBOSE && G.verbose)
 485 #define VERB2 if (MAX_VERBOSE >= 2 && G.verbose >= 2)
 486 #define VERB3 if (MAX_VERBOSE >= 3 && G.verbose >= 3)
 487 #define VERB4 if (MAX_VERBOSE >= 4 && G.verbose >= 4)
 488 #define VERB5 if (MAX_VERBOSE >= 5 && G.verbose >= 5)
 489 #define VERB6 if (MAX_VERBOSE >= 6 && G.verbose >= 6)
 490
 491
 492 static double LOG2D(int a)
 493 {
 494         if (a < 0)
 495                 return 1.0 / (1UL << -a);
 496         return 1UL << a;
 497 }
 498 static ALWAYS_INLINE double SQUARE(double x)
 499 {
 500         return x * x;
 501 }
 502 static ALWAYS_INLINE double MAXD(double a, double b)
 503 {
 504         if (a > b)
 505                 return a;
 506         return b;
 507 }
 508 static ALWAYS_INLINE double MIND(double a, double b)
 509 {
 510         if (a < b)
 511                 return a;
 512         return b;
 513 }
 514 static NOINLINE double my_SQRT(double X)
 515 {
 516         union {
 517                 float   f;
 518                 int32_t i;
 519         } v;
 520         double invsqrt;
 521         double Xhalf = X * 0.5;
 522
 523         /* Fast and good approximation to 1/sqrt(X), black magic */
 524         v.f = X;
 525         /*v.i = 0x5f3759df - (v.i >> 1);*/
 526         v.i = 0x5f375a86 - (v.i >> 1); /* - this constant is slightly better */
 527         invsqrt = v.f; /* better than 0.2% accuracy */
 528
 529         /* Refining it using Newton's method: x1 = x0 - f(x0)/f'(x0)
 530          * f(x) = 1/(x*x) - X  (f==0 when x = 1/sqrt(X))
 531          * f'(x) = -2/(x*x*x)
 532          * f(x)/f'(x) = (X - 1/(x*x)) / (2/(x*x*x)) = X*x*x*x/2 - x/2
 533          * x1 = x0 - (X*x0*x0*x0/2 - x0/2) = 1.5*x0 - X*x0*x0*x0/2 = x0*(1.5 - (X/2)*x0*x0)
 534          */
 535         invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); /* ~0.05% accuracy */
 536         /* invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); 2nd iter: ~0.0001% accuracy */
 537         /* With 4 iterations, more than half results will be exact,
 538          * at 6th iterations result stabilizes with about 72% results exact.
 539          * We are well satisfied with 0.05% accuracy.
 540          */
 541
 542         return X * invsqrt; /* X * 1/sqrt(X) ~= sqrt(X) */
 543 }
 544 static ALWAYS_INLINE double SQRT(double X)
 545 {
 546         /* If this arch doesn't use IEEE 754 floats, fall back to using libm */
 547         if (sizeof(float) != 4)
 548                 return sqrt(X);
 549
 550         /* This avoids needing libm, saves about 0.5k on x86-32 */
 551         return my_SQRT(X);
 552 }
 553
 554 static double
 555 gettime1900d(void)
 556 {
 557         struct timeval tv;
 558         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
 559         G.cur_time = tv.tv_sec + (1.0e-6 * tv.tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
 560         return G.cur_time;
 561 }
 562
 563 static void
 564 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
 565 {
 566         tv->tv_sec = (long)d;
 567         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
 568 }
 569
 570 static double
 571 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
 572 {
 573         double ret;
 574         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
 575         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
 576         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
 577         return ret;
 578 }
 579 static double
 580 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
 581 {
 582         double ret;
 583         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
 584         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
 585         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
 586         return ret;
 587 }
 588 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
 589 static l_fixedpt_t
 590 d_to_lfp(double d)
 591 {
 592         l_fixedpt_t lfp;
 593         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
 594         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
 595         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
 596         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
 597         return lfp;
 598 }
 599 static s_fixedpt_t
 600 d_to_sfp(double d)
 601 {
 602         s_fixedpt_t sfp;
 603         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
 604         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
 605         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
 606         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
 607         return sfp;
 608 }
 609 #endif
 610
 611 static double
 612 dispersion(const datapoint_t *dp)
 613 {
 614         return dp->d_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - dp->d_recv_time);
 615 }
 616
 617 static double
 618 root_distance(peer_t *p)
 619 {
 620         /* The root synchronization distance is the maximum error due to
 621          * all causes of the local clock relative to the primary server.
 622          * It is defined as half the total delay plus total dispersion
 623          * plus peer jitter.
 624          */
 625         return MAXD(MINDISP, p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay) / 2
 626                 + p->lastpkt_rootdisp
 627                 + p->filter_dispersion
 628                 + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time)
 629                 + p->filter_jitter;
 630 }
 631
 632 static void
 633 set_next(peer_t *p, unsigned t)
 634 {
 635         p->next_action_time = G.cur_time + t;
 636 }
 637
 638 /*
 639  * Peer clock filter and its helpers
 640  */
 641 static void
 642 filter_datapoints(peer_t *p)
 643 {
 644         int i, idx;
 645         double sum, wavg;
 646         datapoint_t *fdp;
 647
 648 #if 0
 649 /* Simulations have shown that use of *averaged* offset for p->filter_offset
 650  * is in fact worse than simply using last received one: with large poll intervals
 651  * (>= 2048) averaging code uses offset values which are outdated by hours,
 652  * and time/frequency correction goes totally wrong when fed essentially bogus offsets.
 653  */
 654         int got_newest;
 655         double minoff, maxoff, w;
 656         double x = x; /* for compiler */
 657         double oldest_off = oldest_off;
 658         double oldest_age = oldest_age;
 659         double newest_off = newest_off;
 660         double newest_age = newest_age;
 661
 662         fdp = p->filter_datapoint;
 663
 664         minoff = maxoff = fdp[0].d_offset;
 665         for (i = 1; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
 666                 if (minoff > fdp[i].d_offset)
 667                         minoff = fdp[i].d_offset;
 668                 if (maxoff < fdp[i].d_offset)
 669                         maxoff = fdp[i].d_offset;
 670         }
 671
 672         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
 673         /* Average offset:
 674          * Drop two outliers and take weighted average of the rest:
 675          * most_recent/2 + older1/4 + older2/8 ... + older5/32 + older6/32
 676          * we use older6/32, not older6/64 since sum of weights should be 1:
 677          * 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/32 = 1
 678          */
 679         wavg = 0;
 680         w = 0.5;
 681         /*                     n-1
 682          *                     ---    dispersion(i)
 683          * filter_dispersion =  \     -------------
 684          *                      /       (i+1)
 685          *                     ---     2
 686          *                     i=0
 687          */
 688         got_newest = 0;
 689         sum = 0;
 690         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
 691                 VERB5 {
 692                         bb_error_msg("datapoint[%d]: off:%f disp:%f(%f) age:%f%s",
 693                                 i,
 694                                 fdp[idx].d_offset,
 695                                 fdp[idx].d_dispersion, dispersion(&fdp[idx]),
 696                                 G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time,
 697                                 (minoff == fdp[idx].d_offset || maxoff == fdp[idx].d_offset)
 698                                         ? " (outlier by offset)" : ""
 699                         );
 700                 }
 701
 702                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
 703
 704                 if (minoff == fdp[idx].d_offset) {
 705                         minoff -= 1; /* so that we don't match it ever again */
 706                 } else
 707                 if (maxoff == fdp[idx].d_offset) {
 708                         maxoff += 1;
 709                 } else {
 710                         oldest_off = fdp[idx].d_offset;
 711                         oldest_age = G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time;
 712                         if (!got_newest) {
 713                                 got_newest = 1;
 714                                 newest_off = oldest_off;
 715                                 newest_age = oldest_age;
 716                         }
 717                         x = oldest_off * w;
 718                         wavg += x;
 719                         w /= 2;
 720                 }
 721
 722                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
 723         }
 724         p->filter_dispersion = sum;
 725         wavg += x; /* add another older6/64 to form older6/32 */
 726         /* Fix systematic underestimation with large poll intervals.
 727          * Imagine that we still have a bit of uncorrected drift,
 728          * and poll interval is big (say, 100 sec). Offsets form a progression:
 729          * 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 - 0.7 is most recent.
 730          * The algorithm above drops 0.0 and 0.7 as outliers,
 731          * and then we have this estimation, ~25% off from 0.7:
 732          * 0.1/32 + 0.2/32 + 0.3/16 + 0.4/8 + 0.5/4 + 0.6/2 = 0.503125
 733          */
 734         x = oldest_age - newest_age;
 735         if (x != 0) {
 736                 x = newest_age / x; /* in above example, 100 / (600 - 100) */
 737                 if (x < 1) { /* paranoia check */
 738                         x = (newest_off - oldest_off) * x; /* 0.5 * 100/500 = 0.1 */
 739                         wavg += x;
 740                 }
 741         }
 742         p->filter_offset = wavg;
 743
 744 #else
 745
 746         fdp = p->filter_datapoint;
 747         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
 748
 749         /* filter_offset: simply use the most recent value */
 750         p->filter_offset = fdp[idx].d_offset;
 751
 752         /*                     n-1
 753          *                     ---    dispersion(i)
 754          * filter_dispersion =  \     -------------
 755          *                      /       (i+1)
 756          *                     ---     2
 757          *                     i=0
 758          */
 759         wavg = 0;
 760         sum = 0;
 761         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
 762                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
 763                 wavg += fdp[idx].d_offset;
 764                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
 765         }
 766         wavg /= NUM_DATAPOINTS;
 767         p->filter_dispersion = sum;
 768 #endif
 769
 770         /*                  +-----                 -----+ ^ 1/2
 771          *                  |       n-1                 |
 772          *                  |       ---                 |
 773          *                  |  1    \                2  |
 774          * filter_jitter =  | --- * /  (avg-offset_j)   |
 775          *                  |  n    ---                 |
 776          *                  |       j=0                 |
 777          *                  +-----                 -----+
 778          * where n is the number of valid datapoints in the filter (n > 1);
 779          * if filter_jitter < precision then filter_jitter = precision
 780          */
 781         sum = 0;
 782         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
 783                 sum += SQUARE(wavg - fdp[i].d_offset);
 784         }
 785         sum = SQRT(sum / NUM_DATAPOINTS);
 786         p->filter_jitter = sum > G_precision_sec ? sum : G_precision_sec;
 787
 788         VERB4 bb_error_msg("filter offset:%+f disp:%f jitter:%f",
 789                         p->filter_offset,
 790                         p->filter_dispersion,
 791                         p->filter_jitter);
 792 }
 793
 794 static void
 795 reset_peer_stats(peer_t *p, double offset)
 796 {
 797         int i;
 798         bool small_ofs = fabs(offset) < STEP_THRESHOLD;
 799
 800         /* Used to set p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP
 801          * and clear reachable bits, but this proved to be too aggressive:
 802          * after step (tested with suspending laptop for ~30 secs),
 803          * this caused all previous data to be considered invalid,
 804          * making us needing to collect full ~8 datapoints per peer
 805          * after step in order to start trusting them.
 806          * In turn, this was making poll interval decrease even after
 807          * step was done. (Poll interval decreases already before step
 808          * in this scenario, because we see large offsets and end up with
 809          * no good peer to select).
 810          */
 811
 812         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
 813                 if (small_ofs) {
 814                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time += offset;
 815                         if (p->filter_datapoint[i].d_offset != 0) {
 816                                 p->filter_datapoint[i].d_offset -= offset;
 817                                 //bb_error_msg("p->filter_datapoint[%d].d_offset %f -> %f",
 818                                 //      i,
 819                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset + offset,
 820                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset);
 821                         }
 822                 } else {
 823                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time  = G.cur_time;
 824                         p->filter_datapoint[i].d_offset     = 0;
 825                         /*p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP;*/
 826                 }
 827         }
 828         if (small_ofs) {
 829                 p->lastpkt_recv_time += offset;
 830         } else {
 831                 /*p->reachable_bits = 0;*/
 832                 p->lastpkt_recv_time = G.cur_time;
 833         }
 834         filter_datapoints(p); /* recalc p->filter_xxx */
 835         VERB6 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
 836 }
 837
 838 static len_and_sockaddr*
 839 resolve_peer_hostname(peer_t *p)
 840 {
 841         len_and_sockaddr *lsa = host2sockaddr(p->p_hostname, 123);
 842         if (lsa) {
 843                 free(p->p_lsa);
 844                 free(p->p_dotted);
 845                 p->p_lsa = lsa;
 846                 p->p_dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&lsa->u.sa);
 847                 VERB1 if (strcmp(p->p_hostname, p->p_dotted) != 0)
 848                         bb_error_msg("'%s' is %s", p->p_hostname, p->p_dotted);
 849                 p->dns_errors = 0;
 850                 return lsa;
 851         }
 852         p->dns_errors = ((p->dns_errors << 1) | 1) & DNS_ERRORS_CAP;
 853         return lsa;
 854 }
 855
 856 #if !ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
 857 #define add_peers(s, key_entry) \
 858         add_peers(s)
 859 #endif
 860 static void
 861 add_peers(const char *s, key_entry_t *key_entry)
 862 {
 863         llist_t *item;
 864         peer_t *p;
 865
 866         p = xzalloc(sizeof(*p) + strlen(s));
 867         strcpy(p->p_hostname, s);
 868         p->p_fd = -1;
 869         p->p_xmt_msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
 870         p->next_action_time = G.cur_time; /* = set_next(p, 0); */
 871         reset_peer_stats(p, STEP_THRESHOLD);
 872
 873         /* Names like N.<country2chars>.pool.ntp.org are randomly resolved
 874          * to a pool of machines. Sometimes different N's resolve to the same IP.
 875          * It is not useful to have two peers with same IP. We skip duplicates.
 876          */
 877         if (resolve_peer_hostname(p)) {
 878                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
 879                         peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
 880                         if (pp->p_dotted && strcmp(p->p_dotted, pp->p_dotted) == 0) {
 881                                 bb_error_msg("duplicate peer %s (%s)", s, p->p_dotted);
 882                                 free(p->p_lsa);
 883                                 free(p->p_dotted);
 884                                 free(p);
 885                                 return;
 886                         }
 887                 }
 888         }
 889
 890         IF_FEATURE_NTP_AUTH(p->key_entry = key_entry;)
 891         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
 892         G.peer_cnt++;
 893 }
 894
 895 static int
 896 do_sendto(int fd,
 897                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
 898                 msg_t *msg, ssize_t len)
 899 {
 900         ssize_t ret;
 901
 902         errno = 0;
 903         if (!from) {
 904                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
 905         } else {
 906                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
 907         }
 908         if (ret != len) {
 909                 bb_perror_msg("send failed");
 910                 return -1;
 911         }
 912         return 0;
 913 }
 914
 915 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
 916 static void
 917 hash(key_entry_t *key_entry, const msg_t *msg, uint8_t *output)
 918 {
 919         union {
 920                 md5_ctx_t m;
 921                 sha1_ctx_t s;
 922         } ctx;
 923         unsigned hash_size = sizeof(*msg) - sizeof(msg->m_keyid) - sizeof(msg->m_digest);
 924
 925         switch (key_entry->type) {
 926         case HASH_MD5:
 927                 md5_begin(&ctx.m);
 928                 md5_hash(&ctx.m, key_entry->key, key_entry->key_length);
 929                 md5_hash(&ctx.m, msg, hash_size);
 930                 md5_end(&ctx.m, output);
 931                 break;
 932         default: /* it's HASH_SHA1 */
 933                 sha1_begin(&ctx.s);
 934                 sha1_hash(&ctx.s, key_entry->key, key_entry->key_length);
 935                 sha1_hash(&ctx.s, msg, hash_size);
 936                 sha1_end(&ctx.s, output);
 937                 break;
 938         }
 939 }
 940
 941 static void
 942 hash_peer(peer_t *p)
 943 {
 944         p->p_xmt_msg.m_keyid = htonl(p->key_entry->id);
 945         hash(p->key_entry, &p->p_xmt_msg, p->p_xmt_msg.m_digest);
 946 }
 947
 948 static int
 949 hashes_differ(peer_t *p, const msg_t *msg)
 950 {
 951         uint8_t digest[NTP_SHA1_DIGESTSIZE];
 952         hash(p->key_entry, msg, digest);
 953         return memcmp(digest, msg->m_digest, p->key_entry->msg_size - NTP_MSGSIZE_NOAUTH - KEYID_SIZE);
 954 }
 955 #endif
 956
 957 static void
 958 send_query_to_peer(peer_t *p)
 959 {
 960         if (!p->p_lsa)
 961                 return;
 962
 963         /* Why do we need to bind()?
 964          * See what happens when we don't bind:
 965          *
 966          * socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
 967          * setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
 968          * gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
 969          * sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
 970          * ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
 971          * time(NULL)              = 1259071266
 972          * write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
 973          * poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
 974          * recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
 975          * ^^^ this recv will receive packets to any local port!
 976          *
 977          * Uncomment this and use strace to see it in action:
 978          */
 979 #define PROBE_LOCAL_ADDR /* { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); } */
 980
 981         if (p->p_fd == -1) {
 982                 int fd, family;
 983                 len_and_sockaddr *local_lsa;
 984
 985                 family = p->p_lsa->u.sa.sa_family;
 986                 p->p_fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
 987                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
 988                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
 989                  * and remembered in p->p_fd, thus later recv(p->p_fd)
 990                  * receives only packets sent to this port.
 991                  */
 992                 PROBE_LOCAL_ADDR
 993                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
 994                 PROBE_LOCAL_ADDR
 995 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
 996                 if (family == AF_INET)
 997 #endif
 998                         setsockopt_int(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, IPTOS_DSCP_AF21);
 999                 free(local_lsa);
1000         }
1001
1002         /* Emit message _before_ attempted send. Think of a very short
1003          * roundtrip networks: we need to go back to recv loop ASAP,
1004          * to reduce delay. Printing messages after send works against that.
1005          */
1006         VERB1 bb_error_msg("sending query to %s", p->p_dotted);
1007
1008         /*
1009          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
1010          * server will copy said number into the originate field on the
1011          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
1012          *
1013          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
1014          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
1015          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
1016          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
1017          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
1018          *
1019          * Save the real transmit timestamp locally.
1020          */
1021         p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl = rand();
1022         p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl = rand();
1023         p->p_xmttime = gettime1900d();
1024
1025         /* Were doing it only if sendto worked, but
1026          * loss of sync detection needs reachable_bits updated
1027          * even if sending fails *locally*:
1028          * "network is unreachable" because cable was pulled?
1029          * We still need to declare "unsync" if this condition persists.
1030          */
1031         p->reachable_bits <<= 1;
1032
1033 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
1034         if (p->key_entry)
1035                 hash_peer(p);
1036         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
1037                 &p->p_xmt_msg, !p->key_entry ? NTP_MSGSIZE_NOAUTH : p->key_entry->msg_size) == -1
1038         )
1039 #else
1040         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
1041                 &p->p_xmt_msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
1042         )
1043 #endif
1044         {
1045                 close(p->p_fd);
1046                 p->p_fd = -1;
1047                 /*
1048                  * We know that we sent nothing.
1049                  * We can retry *soon* without fearing
1050                  * that we are flooding the peer.
1051                  */
1052                 set_next(p, RETRY_INTERVAL);
1053                 return;
1054         }
1055
1056         set_next(p, RESPONSE_INTERVAL);
1057 }
1058
1059
1060 /* Note that there is no provision to prevent several run_scripts
1061  * to be started in quick succession. In fact, it happens rather often
1062  * if initial syncronization results in a step.
1063  * You will see "step" and then "stratum" script runs, sometimes
1064  * as close as only 0.002 seconds apart.
1065  * Script should be ready to deal with this.
1066  */
1067 static void run_script(const char *action, double offset)
1068 {
1069         char *argv[3];
1070         char *env1, *env2, *env3, *env4;
1071
1072         G.last_script_run = G.cur_time;
1073
1074         if (!G.script_name)
1075                 return;
1076
1077         argv[0] = (char*) G.script_name;
1078         argv[1] = (char*) action;
1079         argv[2] = NULL;
1080
1081         VERB1 bb_error_msg("executing '%s %s'", G.script_name, action);
1082
1083         env1 = xasprintf("%s=%u", "stratum", G.stratum);
1084         putenv(env1);
1085         env2 = xasprintf("%s=%ld", "freq_drift_ppm", G.kernel_freq_drift);
1086         putenv(env2);
1087         env3 = xasprintf("%s=%u", "poll_interval", 1 << G.poll_exp);
1088         putenv(env3);
1089         env4 = xasprintf("%s=%f", "offset", offset);
1090         putenv(env4);
1091         /* Other items of potential interest: selected peer,
1092          * rootdelay, reftime, rootdisp, refid, ntp_status,
1093          * last_update_offset, last_update_recv_time, discipline_jitter,
1094          * how many peers have reachable_bits = 0?
1095          */
1096
1097         /* Don't want to wait: it may run hwclock --systohc, and that
1098          * may take some time (seconds): */
1099         /*spawn_and_wait(argv);*/
1100         spawn(argv);
1101
1102         unsetenv("stratum");
1103         unsetenv("freq_drift_ppm");
1104         unsetenv("poll_interval");
1105         unsetenv("offset");
1106         free(env1);
1107         free(env2);
1108         free(env3);
1109         free(env4);
1110 }
1111
1112 static NOINLINE void
1113 step_time(double offset)
1114 {
1115         llist_t *item;
1116         double dtime;
1117         struct timeval tvc, tvn;
1118         char buf[sizeof("yyyy-mm-dd hh:mm:ss") + /*paranoia:*/ 4];
1119         time_t tval;
1120
1121         gettimeofday(&tvc, NULL); /* never fails */
1122         dtime = tvc.tv_sec + (1.0e-6 * tvc.tv_usec) + offset;
1123         d_to_tv(dtime, &tvn);
1124         if (settimeofday(&tvn, NULL) == -1)
1125                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
1126
1127         VERB2 {
1128                 tval = tvc.tv_sec;
1129                 strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
1130                 bb_error_msg("current time is %s.%06u", buf, (unsigned)tvc.tv_usec);
1131         }
1132         tval = tvn.tv_sec;
1133         strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
1134         bb_error_msg("setting time to %s.%06u (offset %+fs)", buf, (unsigned)tvn.tv_usec, offset);
1135         //maybe? G.FREQHOLD_cnt = 0;
1136
1137         /* Correct various fields which contain time-relative values: */
1138
1139         /* Globals: */
1140         G.cur_time += offset;
1141         G.last_update_recv_time += offset;
1142         G.last_script_run += offset;
1143
1144         /* p->lastpkt_recv_time, p->next_action_time and such: */
1145         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1146                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1147                 reset_peer_stats(pp, offset);
1148                 //bb_error_msg("offset:%+f pp->next_action_time:%f -> %f",
1149                 //      offset, pp->next_action_time, pp->next_action_time + offset);
1150                 pp->next_action_time += offset;
1151                 if (pp->p_fd >= 0) {
1152                         /* We wait for reply from this peer too.
1153                          * But due to step we are doing, reply's data is no longer
1154                          * useful (in fact, it'll be bogus). Stop waiting for it.
1155                          */
1156                         close(pp->p_fd);
1157                         pp->p_fd = -1;
1158                         set_next(pp, RETRY_INTERVAL);
1159                 }
1160         }
1161 }
1162
1163 static void clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT(void)
1164 {
1165         if (G.poll_exp < MINPOLL)
1166                 G.poll_exp = MINPOLL;
1167         if (G.poll_exp > BIGPOLL)
1168                 G.poll_exp = BIGPOLL;
1169         G.polladj_count = 0;
1170         G.stratum = MAXSTRAT;
1171 }
1172
1173
1174 /*
1175  * Selection and clustering, and their helpers
1176  */
1177 typedef struct {
1178         peer_t *p;
1179         int    type;
1180         double edge;
1181         double opt_rd; /* optimization */
1182 } point_t;
1183 static int
1184 compare_point_edge(const void *aa, const void *bb)
1185 {
1186         const point_t *a = aa;
1187         const point_t *b = bb;
1188         if (a->edge < b->edge) {
1189                 return -1;
1190         }
1191         return (a->edge > b->edge);
1192 }
1193 typedef struct {
1194         peer_t *p;
1195         double metric;
1196 } survivor_t;
1197 static int
1198 compare_survivor_metric(const void *aa, const void *bb)
1199 {
1200         const survivor_t *a = aa;
1201         const survivor_t *b = bb;
1202         if (a->metric < b->metric) {
1203                 return -1;
1204         }
1205         return (a->metric > b->metric);
1206 }
1207 static int
1208 fit(peer_t *p, double rd)
1209 {
1210         if ((p->reachable_bits & (p->reachable_bits-1)) == 0) {
1211                 /* One or zero bits in reachable_bits */
1212                 VERB4 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1213                                 "unreachable", p->p_dotted);
1214                 return 0;
1215         }
1216 #if 0 /* we filter out such packets earlier */
1217         if ((p->lastpkt_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
1218          || p->lastpkt_stratum >= MAXSTRAT
1219         ) {
1220                 VERB4 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1221                                 "bad status/stratum", p->p_dotted);
1222                 return 0;
1223         }
1224 #endif
1225         /* rd is root_distance(p) */
1226         if (rd > MAXDIST + FREQ_TOLERANCE * (1 << G.poll_exp)) {
1227                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1228                         "root distance %f too high, jitter:%f",
1229                         p->p_dotted, rd, p->filter_jitter
1230                 );
1231                 return 0;
1232         }
1233 //TODO
1234 //      /* Do we have a loop? */
1235 //      if (p->refid == p->dstaddr || p->refid == s.refid)
1236 //              return 0;
1237         return 1;
1238 }
1239 static peer_t*
1240 select_and_cluster(void)
1241 {
1242         peer_t     *p;
1243         llist_t    *item;
1244         int        i, j;
1245         int        size = 3 * G.peer_cnt;
1246         /* for selection algorithm */
1247         point_t    point[size];
1248         unsigned   num_points, num_candidates;
1249         double     low, high;
1250         unsigned   num_falsetickers;
1251         /* for cluster algorithm */
1252         survivor_t survivor[size];
1253         unsigned   num_survivors;
1254
1255         /* Selection */
1256
1257         num_points = 0;
1258         item = G.ntp_peers;
1259         while (item != NULL) {
1260                 double rd, offset;
1261
1262                 p = (peer_t *) item->data;
1263                 rd = root_distance(p);
1264                 offset = p->filter_offset;
1265                 if (!fit(p, rd)) {
1266                         item = item->link;
1267                         continue;
1268                 }
1269
1270                 VERB5 bb_error_msg("interval: [%f %f %f] %s",
1271                                 offset - rd,
1272                                 offset,
1273                                 offset + rd,
1274                                 p->p_dotted
1275                 );
1276                 point[num_points].p = p;
1277                 point[num_points].type = -1;
1278                 point[num_points].edge = offset - rd;
1279                 point[num_points].opt_rd = rd;
1280                 num_points++;
1281                 point[num_points].p = p;
1282                 point[num_points].type = 0;
1283                 point[num_points].edge = offset;
1284                 point[num_points].opt_rd = rd;
1285                 num_points++;
1286                 point[num_points].p = p;
1287                 point[num_points].type = 1;
1288                 point[num_points].edge = offset + rd;
1289                 point[num_points].opt_rd = rd;
1290                 num_points++;
1291                 item = item->link;
1292         }
1293         num_candidates = num_points / 3;
1294         if (num_candidates == 0) {
1295                 VERB3 bb_error_msg("no valid datapoints%s", ", no peer selected");
1296                 return NULL;
1297         }
1298 //TODO: sorting does not seem to be done in reference code
1299         qsort(point, num_points, sizeof(point[0]), compare_point_edge);
1300
1301         /* Start with the assumption that there are no falsetickers.
1302          * Attempt to find a nonempty intersection interval containing
1303          * the midpoints of all truechimers.
1304          * If a nonempty interval cannot be found, increase the number
1305          * of assumed falsetickers by one and try again.
1306          * If a nonempty interval is found and the number of falsetickers
1307          * is less than the number of truechimers, a majority has been found
1308          * and the midpoint of each truechimer represents
1309          * the candidates available to the cluster algorithm.
1310          */
1311         num_falsetickers = 0;
1312         while (1) {
1313                 int c;
1314                 unsigned num_midpoints = 0;
1315
1316                 low = 1 << 9;
1317                 high = - (1 << 9);
1318                 c = 0;
1319                 for (i = 0; i < num_points; i++) {
1320                         /* We want to do:
1321                          * if (point[i].type == -1) c++;
1322                          * if (point[i].type == 1) c--;
1323                          * and it's simpler to do it this way:
1324                          */
1325                         c -= point[i].type;
1326                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1327                                 /* If it was c++ and it got big enough... */
1328                                 low = point[i].edge;
1329                                 break;
1330                         }
1331                         if (point[i].type == 0)
1332                                 num_midpoints++;
1333                 }
1334                 c = 0;
1335                 for (i = num_points-1; i >= 0; i--) {
1336                         c += point[i].type;
1337                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1338                                 high = point[i].edge;
1339                                 break;
1340                         }
1341                         if (point[i].type == 0)
1342                                 num_midpoints++;
1343                 }
1344                 /* If the number of midpoints is greater than the number
1345                  * of allowed falsetickers, the intersection contains at
1346                  * least one truechimer with no midpoint - bad.
1347                  * Also, interval should be nonempty.
1348                  */
1349                 if (num_midpoints <= num_falsetickers && low < high)
1350                         break;
1351                 num_falsetickers++;
1352                 if (num_falsetickers * 2 >= num_candidates) {
1353                         VERB3 bb_error_msg("falsetickers:%d, candidates:%d%s",
1354                                         num_falsetickers, num_candidates,
1355                                         ", no peer selected");
1356                         return NULL;
1357                 }
1358         }
1359         VERB4 bb_error_msg("selected interval: [%f, %f]; candidates:%d falsetickers:%d",
1360                         low, high, num_candidates, num_falsetickers);
1361
1362         /* Clustering */
1363
1364         /* Construct a list of survivors (p, metric)
1365          * from the chime list, where metric is dominated
1366          * first by stratum and then by root distance.
1367          * All other things being equal, this is the order of preference.
1368          */
1369         num_survivors = 0;
1370         for (i = 0; i < num_points; i++) {
1371                 if (point[i].edge < low || point[i].edge > high)
1372                         continue;
1373                 p = point[i].p;
1374                 survivor[num_survivors].p = p;
1375                 /* x.opt_rd == root_distance(p); */
1376                 survivor[num_survivors].metric = MAXDIST * p->lastpkt_stratum + point[i].opt_rd;
1377                 VERB5 bb_error_msg("survivor[%d] metric:%f peer:%s",
1378                         num_survivors, survivor[num_survivors].metric, p->p_dotted);
1379                 num_survivors++;
1380         }
1381         /* There must be at least MIN_SELECTED survivors to satisfy the
1382          * correctness assertions. Ordinarily, the Byzantine criteria
1383          * require four survivors, but for the demonstration here, one
1384          * is acceptable.
1385          */
1386         if (num_survivors < MIN_SELECTED) {
1387                 VERB3 bb_error_msg("survivors:%d%s",
1388                                 num_survivors,
1389                                 ", no peer selected");
1390                 return NULL;
1391         }
1392
1393 //looks like this is ONLY used by the fact that later we pick survivor[0].
1394 //we can avoid sorting then, just find the minimum once!
1395         qsort(survivor, num_survivors, sizeof(survivor[0]), compare_survivor_metric);
1396
1397         /* For each association p in turn, calculate the selection
1398          * jitter p->sjitter as the square root of the sum of squares
1399          * (p->offset - q->offset) over all q associations. The idea is
1400          * to repeatedly discard the survivor with maximum selection
1401          * jitter until a termination condition is met.
1402          */
1403         while (1) {
1404                 unsigned max_idx = max_idx;
1405                 double max_selection_jitter = max_selection_jitter;
1406                 double min_jitter = min_jitter;
1407
1408                 if (num_survivors <= MIN_CLUSTERED) {
1409                         VERB4 bb_error_msg("num_survivors %d <= %d, not discarding more",
1410                                         num_survivors, MIN_CLUSTERED);
1411                         break;
1412                 }
1413
1414                 /* To make sure a few survivors are left
1415                  * for the clustering algorithm to chew on,
1416                  * we stop if the number of survivors
1417                  * is less than or equal to MIN_CLUSTERED (3).
1418                  */
1419                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1420                         double selection_jitter_sq;
1421
1422                         p = survivor[i].p;
1423                         if (i == 0 || p->filter_jitter < min_jitter)
1424                                 min_jitter = p->filter_jitter;
1425
1426                         selection_jitter_sq = 0;
1427                         for (j = 0; j < num_survivors; j++) {
1428                                 peer_t *q = survivor[j].p;
1429                                 selection_jitter_sq += SQUARE(p->filter_offset - q->filter_offset);
1430                         }
1431                         if (i == 0 || selection_jitter_sq > max_selection_jitter) {
1432                                 max_selection_jitter = selection_jitter_sq;
1433                                 max_idx = i;
1434                         }
1435                         VERB6 bb_error_msg("survivor %d selection_jitter^2:%f",
1436                                         i, selection_jitter_sq);
1437                 }
1438                 max_selection_jitter = SQRT(max_selection_jitter / num_survivors);
1439                 VERB5 bb_error_msg("max_selection_jitter (at %d):%f min_jitter:%f",
1440                                 max_idx, max_selection_jitter, min_jitter);
1441
1442                 /* If the maximum selection jitter is less than the
1443                  * minimum peer jitter, then tossing out more survivors
1444                  * will not lower the minimum peer jitter, so we might
1445                  * as well stop.
1446                  */
1447                 if (max_selection_jitter < min_jitter) {
1448                         VERB4 bb_error_msg("max_selection_jitter:%f < min_jitter:%f, num_survivors:%d, not discarding more",
1449                                         max_selection_jitter, min_jitter, num_survivors);
1450                         break;
1451                 }
1452
1453                 /* Delete survivor[max_idx] from the list
1454                  * and go around again.
1455                  */
1456                 VERB6 bb_error_msg("dropping survivor %d", max_idx);
1457                 num_survivors--;
1458                 while (max_idx < num_survivors) {
1459                         survivor[max_idx] = survivor[max_idx + 1];
1460                         max_idx++;
1461                 }
1462         }
1463
1464         if (0) {
1465                 /* Combine the offsets of the clustering algorithm survivors
1466                  * using a weighted average with weight determined by the root
1467                  * distance. Compute the selection jitter as the weighted RMS
1468                  * difference between the first survivor and the remaining
1469                  * survivors. In some cases the inherent clock jitter can be
1470                  * reduced by not using this algorithm, especially when frequent
1471                  * clockhopping is involved. bbox: thus we don't do it.
1472                  */
1473                 double x, y, z, w;
1474                 y = z = w = 0;
1475                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1476                         p = survivor[i].p;
1477                         x = root_distance(p);
1478                         y += 1 / x;
1479                         z += p->filter_offset / x;
1480                         w += SQUARE(p->filter_offset - survivor[0].p->filter_offset) / x;
1481                 }
1482                 //G.cluster_offset = z / y;
1483                 //G.cluster_jitter = SQRT(w / y);
1484         }
1485
1486         /* Pick the best clock. If the old system peer is on the list
1487          * and at the same stratum as the first survivor on the list,
1488          * then don't do a clock hop. Otherwise, select the first
1489          * survivor on the list as the new system peer.
1490          */
1491         p = survivor[0].p;
1492         if (G.last_update_peer
1493          && G.last_update_peer->lastpkt_stratum <= p->lastpkt_stratum
1494         ) {
1495                 /* Starting from 1 is ok here */
1496                 for (i = 1; i < num_survivors; i++) {
1497                         if (G.last_update_peer == survivor[i].p) {
1498                                 VERB5 bb_error_msg("keeping old synced peer");
1499                                 p = G.last_update_peer;
1500                                 goto keep_old;
1501                         }
1502                 }
1503         }
1504         G.last_update_peer = p;
1505  keep_old:
1506         VERB4 bb_error_msg("selected peer %s filter_offset:%+f age:%f",
1507                         p->p_dotted,
1508                         p->filter_offset,
1509                         G.cur_time - p->lastpkt_recv_time
1510         );
1511         return p;
1512 }
1513
1514
1515 /*
1516  * Local clock discipline and its helpers
1517  */
1518 static void
1519 set_new_values(int disc_state, double offset, double recv_time)
1520 {
1521         /* Enter new state and set state variables. Note we use the time
1522          * of the last clock filter sample, which must be earlier than
1523          * the current time.
1524          */
1525         VERB4 bb_error_msg("disc_state=%d last update offset=%f recv_time=%f",
1526                         disc_state, offset, recv_time);
1527         G.discipline_state = disc_state;
1528         G.last_update_offset = offset;
1529         G.last_update_recv_time = recv_time;
1530 }
1531 /* Return: -1: decrease poll interval, 0: leave as is, 1: increase */
1532 static NOINLINE int
1533 update_local_clock(peer_t *p)
1534 {
1535         int rc;
1536         struct timex tmx;
1537         /* Note: can use G.cluster_offset instead: */
1538         double offset = p->filter_offset;
1539         double recv_time = p->lastpkt_recv_time;
1540         double abs_offset;
1541 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1542         double freq_drift;
1543 #endif
1544 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP || USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1545         double since_last_update;
1546 #endif
1547         double etemp, dtemp;
1548
1549         abs_offset = fabs(offset);
1550
1551 #if 0
1552         /* If needed, -S script can do it by looking at $offset
1553          * env var and killing parent */
1554         /* If the offset is too large, give up and go home */
1555         if (abs_offset > PANIC_THRESHOLD) {
1556                 bb_error_msg_and_die("offset %f far too big, exiting", offset);
1557         }
1558 #endif
1559
1560         /* If this is an old update, for instance as the result
1561          * of a system peer change, avoid it. We never use
1562          * an old sample or the same sample twice.
1563          */
1564         if (recv_time <= G.last_update_recv_time) {
1565                 VERB3 bb_error_msg("update from %s: same or older datapoint, not using it",
1566                         p->p_dotted);
1567                 return 0; /* "leave poll interval as is" */
1568         }
1569
1570         /* Clock state machine transition function. This is where the
1571          * action is and defines how the system reacts to large time
1572          * and frequency errors.
1573          */
1574 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP || USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1575         since_last_update = recv_time - G.reftime;
1576 #endif
1577 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1578         freq_drift = 0;
1579 #endif
1580 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1581         if (G.discipline_state == STATE_FREQ) {
1582                 /* Ignore updates until the stepout threshold */
1583                 if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1584                         VERB4 bb_error_msg("measuring drift, datapoint ignored, %f sec remains",
1585                                         WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1586                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1587                 }
1588 # if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1589                 freq_drift = (offset - G.last_update_offset) / since_last_update;
1590 # endif
1591         }
1592 #endif
1593
1594         /* There are two main regimes: when the
1595          * offset exceeds the step threshold and when it does not.
1596          */
1597         if (abs_offset > STEP_THRESHOLD) {
1598 #if 0
1599                 double remains;
1600
1601 // This "spike state" seems to be useless, peer selection already drops
1602 // occassional "bad" datapoints. If we are here, there were _many_
1603 // large offsets. When a few first large offsets are seen,
1604 // we end up in "no valid datapoints, no peer selected" state.
1605 // Only when enough of them are seen (which means it's not a fluke),
1606 // we end up here. Looks like _our_ clock is off.
1607                 switch (G.discipline_state) {
1608                 case STATE_SYNC:
1609                         /* The first outlyer: ignore it, switch to SPIK state */
1610                         VERB3 bb_error_msg("update from %s: offset:%+f, spike%s",
1611                                 p->p_dotted, offset,
1612                                 "");
1613                         G.discipline_state = STATE_SPIK;
1614                         return -1; /* "decrease poll interval" */
1615
1616                 case STATE_SPIK:
1617                         /* Ignore succeeding outlyers until either an inlyer
1618                          * is found or the stepout threshold is exceeded.
1619                          */
1620                         remains = WATCH_THRESHOLD - since_last_update;
1621                         if (remains > 0) {
1622                                 VERB3 bb_error_msg("update from %s: offset:%+f, spike%s",
1623                                         p->p_dotted, offset,
1624                                         ", datapoint ignored");
1625                                 return -1; /* "decrease poll interval" */
1626                         }
1627                         /* fall through: we need to step */
1628                 } /* switch */
1629 #endif
1630
1631                 /* Step the time and clamp down the poll interval.
1632                  *
1633                  * In NSET state an initial frequency correction is
1634                  * not available, usually because the frequency file has
1635                  * not yet been written. Since the time is outside the
1636                  * capture range, the clock is stepped. The frequency
1637                  * will be set directly following the stepout interval.
1638                  *
1639                  * In FSET state the initial frequency has been set
1640                  * from the frequency file. Since the time is outside
1641                  * the capture range, the clock is stepped immediately,
1642                  * rather than after the stepout interval. Guys get
1643                  * nervous if it takes 17 minutes to set the clock for
1644                  * the first time.
1645                  *
1646                  * In SPIK state the stepout threshold has expired and
1647                  * the phase is still above the step threshold. Note
1648                  * that a single spike greater than the step threshold
1649                  * is always suppressed, even at the longer poll
1650                  * intervals.
1651                  */
1652                 VERB4 bb_error_msg("stepping time by %+f; poll_exp=MINPOLL", offset);
1653                 step_time(offset);
1654                 if (option_mask32 & OPT_q) {
1655                         /* We were only asked to set time once. Done. */
1656                         exit(0);
1657                 }
1658
1659                 clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT();
1660
1661                 run_script("step", offset);
1662
1663                 recv_time += offset;
1664
1665 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1666                 if (G.discipline_state == STATE_NSET) {
1667                         set_new_values(STATE_FREQ, /*offset:*/ 0, recv_time);
1668                         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1669                 }
1670 #endif
1671                 abs_offset = offset = 0;
1672                 set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1673         } else { /* abs_offset <= STEP_THRESHOLD */
1674
1675                 /* The ratio is calculated before jitter is updated to make
1676                  * poll adjust code more sensitive to large offsets.
1677                  */
1678                 G.offset_to_jitter_ratio = abs_offset / G.discipline_jitter;
1679
1680                 /* Compute the clock jitter as the RMS of exponentially
1681                  * weighted offset differences. Used by the poll adjust code.
1682                  */
1683                 etemp = SQUARE(G.discipline_jitter);
1684                 dtemp = SQUARE(offset - G.last_update_offset);
1685                 G.discipline_jitter = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1686                 if (G.discipline_jitter < G_precision_sec)
1687                         G.discipline_jitter = G_precision_sec;
1688
1689                 switch (G.discipline_state) {
1690                 case STATE_NSET:
1691                         if (option_mask32 & OPT_q) {
1692                                 /* We were only asked to set time once.
1693                                  * The clock is precise enough, no need to step.
1694                                  */
1695                                 exit(0);
1696                         }
1697 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1698                         /* This is the first update received and the frequency
1699                          * has not been initialized. The first thing to do
1700                          * is directly measure the oscillator frequency.
1701                          */
1702                         set_new_values(STATE_FREQ, offset, recv_time);
1703 #else
1704                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1705 #endif
1706                         VERB4 bb_error_msg("transitioning to FREQ, datapoint ignored");
1707                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1708
1709 #if 0 /* this is dead code for now */
1710                 case STATE_FSET:
1711                         /* This is the first update and the frequency
1712                          * has been initialized. Adjust the phase, but
1713                          * don't adjust the frequency until the next update.
1714                          */
1715                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1716                         /* freq_drift remains 0 */
1717                         break;
1718 #endif
1719
1720 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1721                 case STATE_FREQ:
1722                         /* since_last_update >= WATCH_THRESHOLD, we waited enough.
1723                          * Correct the phase and frequency and switch to SYNC state.
1724                          * freq_drift was already estimated (see code above)
1725                          */
1726                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1727                         break;
1728 #endif
1729
1730                 default:
1731 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1732                         /* Compute freq_drift due to PLL and FLL contributions.
1733                          *
1734                          * The FLL and PLL frequency gain constants
1735                          * depend on the poll interval and Allan
1736                          * intercept. The FLL is not used below one-half
1737                          * the Allan intercept. Above that the loop gain
1738                          * increases in steps to 1 / AVG.
1739                          */
1740                         if ((1 << G.poll_exp) > ALLAN / 2) {
1741                                 etemp = FLL - G.poll_exp;
1742                                 if (etemp < AVG)
1743                                         etemp = AVG;
1744                                 freq_drift += (offset - G.last_update_offset) / (MAXD(since_last_update, ALLAN) * etemp);
1745                         }
1746                         /* For the PLL the integration interval
1747                          * (numerator) is the minimum of the update
1748                          * interval and poll interval. This allows
1749                          * oversampling, but not undersampling.
1750                          */
1751                         etemp = MIND(since_last_update, (1 << G.poll_exp));
1752                         dtemp = (4 * PLL) << G.poll_exp;
1753                         freq_drift += offset * etemp / SQUARE(dtemp);
1754 #endif
1755                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1756                         break;
1757                 }
1758                 if (G.stratum != p->lastpkt_stratum + 1) {
1759                         G.stratum = p->lastpkt_stratum + 1;
1760                         run_script("stratum", offset);
1761                 }
1762         }
1763
1764         G.reftime = G.cur_time;
1765         G.ntp_status = p->lastpkt_status;
1766         G.refid = p->lastpkt_refid;
1767         G.rootdelay = p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay;
1768         dtemp = p->filter_jitter; // SQRT(SQUARE(p->filter_jitter) + SQUARE(G.cluster_jitter));
1769         dtemp += MAXD(p->filter_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time) + abs_offset, MINDISP);
1770         G.rootdisp = p->lastpkt_rootdisp + dtemp;
1771         VERB4 bb_error_msg("updating leap/refid/reftime/rootdisp from peer %s", p->p_dotted);
1772
1773         /* We are in STATE_SYNC now, but did not do adjtimex yet.
1774          * (Any other state does not reach this, they all return earlier)
1775          * By this time, freq_drift and offset are set
1776          * to values suitable for adjtimex.
1777          */
1778 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1779         /* Calculate the new frequency drift and frequency stability (wander).
1780          * Compute the clock wander as the RMS of exponentially weighted
1781          * frequency differences. This is not used directly, but can,
1782          * along with the jitter, be a highly useful monitoring and
1783          * debugging tool.
1784          */
1785         dtemp = G.discipline_freq_drift + freq_drift;
1786         G.discipline_freq_drift = MAXD(MIND(MAXDRIFT, dtemp), -MAXDRIFT);
1787         etemp = SQUARE(G.discipline_wander);
1788         dtemp = SQUARE(dtemp);
1789         G.discipline_wander = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1790
1791         VERB4 bb_error_msg("discipline freq_drift=%.9f(int:%ld corr:%e) wander=%f",
1792                         G.discipline_freq_drift,
1793                         (long)(G.discipline_freq_drift * 65536e6),
1794                         freq_drift,
1795                         G.discipline_wander);
1796 #endif
1797         VERB4 {
1798                 memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1799                 if (adjtimex(&tmx) < 0)
1800                         bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1801                 bb_error_msg("p adjtimex freq:%ld offset:%+ld status:0x%x tc:%ld",
1802                                 tmx.freq, tmx.offset, tmx.status, tmx.constant);
1803         }
1804
1805         memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1806 #if 0
1807 //doesn't work, offset remains 0 (!) in kernel:
1808 //ntpd:  set adjtimex freq:1786097 tmx.offset:77487
1809 //ntpd: prev adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1810 //ntpd:  cur adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1811         tmx.modes = ADJ_FREQUENCY | ADJ_OFFSET;
1812         /* 65536 is one ppm */
1813         tmx.freq = G.discipline_freq_drift * 65536e6;
1814 #endif
1815         tmx.modes = ADJ_OFFSET | ADJ_STATUS | ADJ_TIMECONST;// | ADJ_MAXERROR | ADJ_ESTERROR;
1816
1817         tmx.offset = (long)(offset * 1000000); /* usec */
1818         if (SLEW_THRESHOLD < STEP_THRESHOLD) {
1819                 if (tmx.offset > (long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000)) {
1820                         tmx.offset = (long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000);
1821                 }
1822                 if (tmx.offset < -(long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000)) {
1823                         tmx.offset = -(long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000);
1824                 }
1825         }
1826
1827         tmx.status = STA_PLL;
1828         if (G.FREQHOLD_cnt != 0) {
1829                 /* man adjtimex on STA_FREQHOLD:
1830                  * "Normally adjustments made via ADJ_OFFSET result in dampened
1831                  * frequency adjustments also being made.
1832                  * This flag prevents the small frequency adjustment from being
1833                  * made when correcting for an ADJ_OFFSET value."
1834                  *
1835                  * Use this flag for a few first adjustments at the beginning
1836                  * of ntpd execution, otherwise even relatively small initial
1837                  * offset tend to cause largish changes to in-kernel tmx.freq.
1838                  * If ntpd was restarted due to e.g. switch to another network,
1839                  * this destroys already well-established tmx.freq value.
1840                  */
1841                 if (G.FREQHOLD_cnt < 0) {
1842                         /* Initialize it */
1843 // Example: a laptop whose clock runs slower when hibernated,
1844 // after wake up it still has good tmx.freq, but accumulated ~0.5 sec offset:
1845 // Run with code where initial G.FREQHOLD_cnt was always 8:
1846 //15:17:52.947 no valid datapoints, no peer selected
1847 //15:17:56.515 update from:<IP> offset:+0.485133 delay:0.157762 jitter:0.209310 clock drift:-1.393ppm tc:4
1848 //15:17:57.719 update from:<IP> offset:+0.483825 delay:0.158070 jitter:0.181159 clock drift:-1.393ppm tc:4
1849 //15:17:59.925 update from:<IP> offset:+0.479504 delay:0.158147 jitter:0.156657 clock drift:-1.393ppm tc:4
1850 //15:18:33.322 update from:<IP> offset:+0.428119 delay:0.158317 jitter:0.138071 clock drift:-1.393ppm tc:4
1851 //15:19:06.718 update from:<IP> offset:+0.376932 delay:0.158276 jitter:0.122075 clock drift:-1.393ppm tc:4
1852 //15:19:39.114 update from:<IP> offset:+0.327022 delay:0.158384 jitter:0.108538 clock drift:-1.393ppm tc:4
1853 //15:20:12.715 update from:<IP> offset:+0.275596 delay:0.158297 jitter:0.097292 clock drift:-1.393ppm tc:4
1854 //15:20:45.111 update from:<IP> offset:+0.225715 delay:0.158271 jitter:0.087841 clock drift:-1.393ppm tc:4
1855 // If allowed to continue, it would start increasing tmx.freq now.
1856 // Instead, it was ^Ced, and started anew:
1857 //15:21:15.043 no valid datapoints, no peer selected
1858 //15:21:17.408 update from:<IP> offset:+0.175910 delay:0.158314 jitter:0.076683 clock drift:-1.393ppm tc:4
1859 //15:21:19.774 update from:<IP> offset:+0.171784 delay:0.158401 jitter:0.066436 clock drift:-1.393ppm tc:4
1860 //15:21:22.140 update from:<IP> offset:+0.171660 delay:0.158592 jitter:0.057536 clock drift:-1.393ppm tc:4
1861 //15:21:22.140 update from:<IP> offset:+0.167126 delay:0.158507 jitter:0.049792 clock drift:-1.393ppm tc:4
1862 //15:21:55.696 update from:<IP> offset:+0.115223 delay:0.158277 jitter:0.050240 clock drift:-1.393ppm tc:4
1863 //15:22:29.093 update from:<IP> offset:+0.068051 delay:0.158243 jitter:0.049405 clock drift:-1.393ppm tc:5
1864 //15:23:02.490 update from:<IP> offset:+0.051632 delay:0.158215 jitter:0.043545 clock drift:-1.393ppm tc:5
1865 //15:23:34.726 update from:<IP> offset:+0.039984 delay:0.158157 jitter:0.038106 clock drift:-1.393ppm tc:5
1866 // STA_FREQHOLD no longer set, started increasing tmx.freq now:
1867 //15:24:06.961 update from:<IP> offset:+0.030968 delay:0.158190 jitter:0.033306 clock drift:+2.387ppm tc:5
1868 //15:24:40.357 update from:<IP> offset:+0.023648 delay:0.158211 jitter:0.029072 clock drift:+5.454ppm tc:5
1869 //15:25:13.774 update from:<IP> offset:+0.018068 delay:0.157660 jitter:0.025288 clock drift:+7.728ppm tc:5
1870 //15:26:19.173 update from:<IP> offset:+0.010057 delay:0.157969 jitter:0.022255 clock drift:+8.361ppm tc:6
1871 //15:27:26.602 update from:<IP> offset:+0.006737 delay:0.158103 jitter:0.019316 clock drift:+8.792ppm tc:6
1872 //15:28:33.030 update from:<IP> offset:+0.004513 delay:0.158294 jitter:0.016765 clock drift:+9.080ppm tc:6
1873 //15:29:40.617 update from:<IP> offset:+0.002787 delay:0.157745 jitter:0.014543 clock drift:+9.258ppm tc:6
1874 //15:30:47.045 update from:<IP> offset:+0.001324 delay:0.157709 jitter:0.012594 clock drift:+9.342ppm tc:6
1875 //15:31:53.473 update from:<IP> offset:+0.000007 delay:0.158142 jitter:0.010922 clock drift:+9.343ppm tc:6
1876 //15:32:58.902 update from:<IP> offset:-0.000728 delay:0.158222 jitter:0.009454 clock drift:+9.298ppm tc:6
1877                         /*
1878                          * This expression would choose MIN_FREQHOLD + 8 in the above example.
1879                          */
1880                         G.FREQHOLD_cnt = 1 + MIN_FREQHOLD + ((unsigned)(abs(tmx.offset)) >> 16);
1881                 }
1882                 G.FREQHOLD_cnt--;
1883                 tmx.status |= STA_FREQHOLD;
1884         }
1885         if (G.ntp_status & LI_PLUSSEC)
1886                 tmx.status |= STA_INS;
1887         if (G.ntp_status & LI_MINUSSEC)
1888                 tmx.status |= STA_DEL;
1889
1890         tmx.constant = (int)G.poll_exp - 4;
1891         /* EXPERIMENTAL.
1892          * The below if statement should be unnecessary, but...
1893          * It looks like Linux kernel's PLL is far too gentle in changing
1894          * tmx.freq in response to clock offset. Offset keeps growing
1895          * and eventually we fall back to smaller poll intervals.
1896          * We can make correction more aggressive (about x2) by supplying
1897          * PLL time constant which is one less than the real one.
1898          * To be on a safe side, let's do it only if offset is significantly
1899          * larger than jitter.
1900          */
1901         if (G.offset_to_jitter_ratio >= TIMECONST_HACK_GATE)
1902                 tmx.constant--;
1903         if (tmx.constant < 0)
1904                 tmx.constant = 0;
1905
1906         //tmx.esterror = (uint32_t)(clock_jitter * 1e6);
1907         //tmx.maxerror = (uint32_t)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
1908         rc = adjtimex(&tmx);
1909         if (rc < 0)
1910                 bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1911         /* NB: here kernel returns constant == G.poll_exp, not == G.poll_exp - 4.
1912          * Not sure why. Perhaps it is normal.
1913          */
1914         VERB4 bb_error_msg("adjtimex:%d freq:%ld offset:%+ld status:0x%x",
1915                                 rc, tmx.freq, tmx.offset, tmx.status);
1916         G.kernel_freq_drift = tmx.freq / 65536;
1917         VERB2 bb_error_msg("update from:%s offset:%+f delay:%f jitter:%f clock drift:%+.3fppm tc:%d",
1918                         p->p_dotted,
1919                         offset,
1920                         p->p_raw_delay,
1921                         G.discipline_jitter,
1922                         (double)tmx.freq / 65536,
1923                         (int)tmx.constant
1924         );
1925
1926         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1927 }
1928
1929
1930 /*
1931  * We've got a new reply packet from a peer, process it
1932  * (helpers first)
1933  */
1934 static unsigned
1935 poll_interval(int upper_bound)
1936 {
1937         unsigned interval, r, mask;
1938         interval = 1 << G.poll_exp;
1939         if (interval > upper_bound)
1940                 interval = upper_bound;
1941         mask = ((interval-1) >> 4) | 1;
1942         r = rand();
1943         interval += r & mask; /* ~ random(0..1) * interval/16 */
1944         VERB4 bb_error_msg("chose poll interval:%u (poll_exp:%d)", interval, G.poll_exp);
1945         return interval;
1946 }
1947 static void
1948 adjust_poll(int count)
1949 {
1950         G.polladj_count += count;
1951         if (G.polladj_count > POLLADJ_LIMIT) {
1952                 G.polladj_count = 0;
1953                 if (G.poll_exp < MAXPOLL) {
1954                         G.poll_exp++;
1955                         VERB4 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f ++poll_exp=%d",
1956                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1957                 }
1958         } else if (G.polladj_count < -POLLADJ_LIMIT || (count < 0 && G.poll_exp > BIGPOLL)) {
1959                 G.polladj_count = 0;
1960                 if (G.poll_exp > MINPOLL) {
1961                         llist_t *item;
1962
1963                         G.poll_exp--;
1964                         /* Correct p->next_action_time in each peer
1965                          * which waits for sending, so that they send earlier.
1966                          * Old pp->next_action_time are on the order
1967                          * of t + (1 << old_poll_exp) + small_random,
1968                          * we simply need to subtract ~half of that.
1969                          */
1970                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1971                                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1972                                 if (pp->p_fd < 0)
1973                                         pp->next_action_time -= (1 << G.poll_exp);
1974                         }
1975                         VERB4 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f --poll_exp=%d",
1976                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1977                 }
1978         } else {
1979                 VERB4 bb_error_msg("polladj: count:%d", G.polladj_count);
1980         }
1981 }
1982 static NOINLINE void
1983 recv_and_process_peer_pkt(peer_t *p)
1984 {
1985         int         rc;
1986         ssize_t     size;
1987         msg_t       msg;
1988         double      T1, T2, T3, T4;
1989         double      offset;
1990         double      prev_delay, delay;
1991         unsigned    interval;
1992         datapoint_t *datapoint;
1993         peer_t      *q;
1994
1995         offset = 0;
1996
1997         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
1998          * ntp servers reply from their *other IP*.
1999          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
2000          */
2001  recv_again:
2002         size = recv(p->p_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
2003         if (size < 0) {
2004                 if (errno == EINTR)
2005                         /* Signal caught */
2006                         goto recv_again;
2007                 if (errno == EAGAIN)
2008                         /* There was no packet after all
2009                          * (poll() returning POLLIN for a fd
2010                          * is not a ironclad guarantee that data is there)
2011                          */
2012                         return;
2013                 /*
2014                  * If you need a different handling for a specific
2015                  * errno, always explain it in comment.
2016                  */
2017                 bb_perror_msg_and_die("recv(%s) error", p->p_dotted);
2018         }
2019
2020 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2021         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH && size != NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH) {
2022                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
2023                 return;
2024         }
2025         if (p->key_entry && hashes_differ(p, &msg)) {
2026                 bb_error_msg("invalid cryptographic hash received from %s", p->p_dotted);
2027                 return;
2028         }
2029 #else
2030         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH) {
2031                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
2032                 return;
2033         }
2034 #endif
2035
2036         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl
2037          || msg.m_orgtime.fractionl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl
2038         ) {
2039                 /* Somebody else's packet */
2040                 return;
2041         }
2042
2043         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
2044          * Closing the socket informs kernel about it.
2045          * We open a new socket when we send a new query.
2046          */
2047         close(p->p_fd);
2048         p->p_fd = -1;
2049
2050         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
2051          || msg.m_stratum == 0
2052          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
2053         ) {
2054                 bb_error_msg("reply from %s: peer is unsynced", p->p_dotted);
2055                 /*
2056                  * Stratum 0 responses may have commands in 32-bit m_refid field:
2057                  * "DENY", "RSTR" - peer does not like us at all,
2058                  * "RATE" - peer is overloaded, reduce polling freq.
2059                  * If poll interval is small, increase it.
2060                  */
2061                 if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2062                         goto increase_interval;
2063                 goto pick_normal_interval;
2064         }
2065
2066 //      /* Verify valid root distance */
2067 //      if (msg.m_rootdelay / 2 + msg.m_rootdisp >= MAXDISP || p->lastpkt_reftime > msg.m_xmt)
2068 //              return;                 /* invalid header values */
2069
2070         /*
2071          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
2072          *
2073          * Timestamp Name          ID   When Generated
2074          * ------------------------------------------------------------
2075          * Originate Timestamp     T1   time request sent by client
2076          * Receive Timestamp       T2   time request received by server
2077          * Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
2078          * Destination Timestamp   T4   time reply received by client
2079          *
2080          * The roundtrip delay and local clock offset are defined as
2081          *
2082          * delay = (T4 - T1) - (T3 - T2); offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2
2083          */
2084         T1 = p->p_xmttime;
2085         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
2086         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
2087         T4 = G.cur_time;
2088         delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
2089
2090         /*
2091          * If this packet's delay is much bigger than the last one,
2092          * it's better to just ignore it than use its much less precise value.
2093          */
2094         prev_delay = p->p_raw_delay;
2095         p->p_raw_delay = (delay < 0 ? 0.0 : delay);
2096         if (p->reachable_bits
2097          && delay > prev_delay * BAD_DELAY_GROWTH
2098          && delay > 1.0 / (8 * 1024) /* larger than ~0.000122 */
2099         ) {
2100                 bb_error_msg("reply from %s: delay %f is too high, ignoring", p->p_dotted, delay);
2101                 goto pick_normal_interval;
2102         }
2103
2104         /* The delay calculation is a special case. In cases where the
2105          * server and client clocks are running at different rates and
2106          * with very fast networks, the delay can appear negative. In
2107          * order to avoid violating the Principle of Least Astonishment,
2108          * the delay is clamped not less than the system precision.
2109          */
2110         if (delay < G_precision_sec)
2111                 delay = G_precision_sec;
2112         p->lastpkt_delay = delay;
2113         p->lastpkt_recv_time = T4;
2114         VERB6 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
2115         p->lastpkt_status = msg.m_status;
2116         p->lastpkt_stratum = msg.m_stratum;
2117         p->lastpkt_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
2118         p->lastpkt_rootdisp = sfp_to_d(msg.m_rootdisp);
2119         p->lastpkt_refid = msg.m_refid;
2120
2121         p->datapoint_idx = p->reachable_bits ? (p->datapoint_idx + 1) % NUM_DATAPOINTS : 0;
2122         datapoint = &p->filter_datapoint[p->datapoint_idx];
2123         datapoint->d_recv_time = T4;
2124         datapoint->d_offset    = offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
2125         datapoint->d_dispersion = LOG2D(msg.m_precision_exp) + G_precision_sec;
2126         if (!p->reachable_bits) {
2127                 /* 1st datapoint ever - replicate offset in every element */
2128                 int i;
2129                 for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
2130                         p->filter_datapoint[i].d_offset = offset;
2131                 }
2132         }
2133
2134         p->reachable_bits |= 1;
2135         if ((MAX_VERBOSE && G.verbose) || (option_mask32 & OPT_w)) {
2136                 bb_error_msg("reply from %s: offset:%+f delay:%f status:0x%02x strat:%d refid:0x%08x rootdelay:%f reach:0x%02x",
2137                         p->p_dotted,
2138                         offset,
2139                         p->p_raw_delay,
2140                         p->lastpkt_status,
2141                         p->lastpkt_stratum,
2142                         p->lastpkt_refid,
2143                         p->lastpkt_rootdelay,
2144                         p->reachable_bits
2145                         /* not shown: m_ppoll, m_precision_exp, m_rootdisp,
2146                          * m_reftime, m_orgtime, m_rectime, m_xmttime
2147                          */
2148                 );
2149         }
2150
2151         /* Muck with statictics and update the clock */
2152         filter_datapoints(p);
2153         q = select_and_cluster();
2154         rc = 0;
2155         if (q) {
2156                 if (!(option_mask32 & OPT_w)) {
2157                         rc = update_local_clock(q);
2158 #if 0
2159 //Disabled this because there is a case where largish offsets
2160 //are unavoidable: if network round-trip delay is, say, ~0.6s,
2161 //error in offset estimation would be ~delay/2 ~= 0.3s.
2162 //Thus, offsets will be usually in -0.3...0.3s range.
2163 //In this case, this code would keep poll interval small,
2164 //but it won't be helping.
2165 //BIGOFF check below deals with a case of seeing multi-second offsets.
2166
2167                         /* If drift is dangerously large, immediately
2168                          * drop poll interval one step down.
2169                          */
2170                         if (fabs(q->filter_offset) >= POLLDOWN_OFFSET) {
2171                                 VERB4 bb_error_msg("offset:%+f > POLLDOWN_OFFSET", q->filter_offset);
2172                                 adjust_poll(-POLLADJ_LIMIT * 3);
2173                                 rc = 0;
2174                         }
2175 #endif
2176                 }
2177         } else {
2178                 /* No peer selected.
2179                  * If poll interval is small, increase it.
2180                  */
2181                 if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2182                         goto increase_interval;
2183         }
2184
2185         if (rc != 0) {
2186                 /* Adjust the poll interval by comparing the current offset
2187                  * with the clock jitter. If the offset is less than
2188                  * the clock jitter times a constant, then the averaging interval
2189                  * is increased, otherwise it is decreased. A bit of hysteresis
2190                  * helps calm the dance. Works best using burst mode.
2191                  */
2192                 if (rc > 0 && G.offset_to_jitter_ratio <= POLLADJ_GATE) {
2193                         /* was += G.poll_exp but it is a bit
2194                          * too optimistic for my taste at high poll_exp's */
2195  increase_interval:
2196                         adjust_poll(MINPOLL);
2197                 } else {
2198                         VERB3 if (rc > 0)
2199                                 bb_error_msg("want smaller interval: offset/jitter = %u",
2200                                         G.offset_to_jitter_ratio);
2201                         adjust_poll(-G.poll_exp * 2);
2202                 }
2203         }
2204
2205         /* Decide when to send new query for this peer */
2206  pick_normal_interval:
2207         interval = poll_interval(INT_MAX);
2208         if (fabs(offset) >= BIGOFF && interval > BIGOFF_INTERVAL) {
2209                 /* If we are synced, offsets are less than SLEW_THRESHOLD,
2210                  * or at the very least not much larger than it.
2211                  * Now we see a largish one.
2212                  * Either this peer is feeling bad, or packet got corrupted,
2213                  * or _our_ clock is wrong now and _all_ peers will show similar
2214                  * largish offsets too.
2215                  * I observed this with laptop suspend stopping clock.
2216                  * In any case, it makes sense to make next request soonish:
2217                  * cases 1 and 2: get a better datapoint,
2218                  * case 3: allows to resync faster.
2219                  */
2220                 interval = BIGOFF_INTERVAL;
2221         }
2222
2223         set_next(p, interval);
2224 }
2225
2226 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2227 static NOINLINE void
2228 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
2229 {
2230         ssize_t          size;
2231         //uint8_t          version;
2232         len_and_sockaddr *to;
2233         struct sockaddr  *from;
2234         msg_t            msg;
2235         uint8_t          query_status;
2236         l_fixedpt_t      query_xmttime;
2237
2238         to = get_sock_lsa(G_listen_fd);
2239         from = xzalloc(to->len);
2240
2241         size = recv_from_to(G_listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
2242 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2243         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH && size != NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH)
2244 #else
2245         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH)
2246 #endif
2247         {
2248                 char *addr;
2249                 if (size < 0) {
2250                         if (errno == EAGAIN)
2251                                 goto bail;
2252                         bb_perror_msg_and_die("recv");
2253                 }
2254                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
2255                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
2256                 free(addr);
2257                 goto bail;
2258         }
2259
2260         /* Respond only to client and symmetric active packets */
2261         if ((msg.m_status & MODE_MASK) != MODE_CLIENT
2262          && (msg.m_status & MODE_MASK) != MODE_SYM_ACT
2263         ) {
2264                 goto bail;
2265         }
2266
2267         query_status = msg.m_status;
2268         query_xmttime = msg.m_xmttime;
2269
2270         /* Build a reply packet */
2271         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
2272         msg.m_status = G.stratum < MAXSTRAT ? (G.ntp_status & LI_MASK) : LI_ALARM;
2273         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
2274         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
2275                         MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
2276         msg.m_stratum = G.stratum;
2277         msg.m_ppoll = G.poll_exp;
2278         msg.m_precision_exp = G_precision_exp;
2279         /* this time was obtained between poll() and recv() */
2280         msg.m_rectime = d_to_lfp(G.cur_time);
2281         msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); /* this instant */
2282         if (G.peer_cnt == 0) {
2283                 /* we have no peers: "stratum 1 server" mode. reftime = our own time */
2284                 G.reftime = G.cur_time;
2285         }
2286         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
2287         msg.m_orgtime = query_xmttime;
2288         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
2289 //simple code does not do this, fix simple code!
2290         msg.m_rootdisp = d_to_sfp(G.rootdisp);
2291         //version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
2292         msg.m_refid = G.refid; // (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid : G.refid3;
2293
2294         /* We reply from the local address packet was sent to,
2295          * this makes to/from look swapped here: */
2296         do_sendto(G_listen_fd,
2297                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
2298                 &msg, size);
2299
2300  bail:
2301         free(to);
2302         free(from);
2303 }
2304 #endif
2305
2306 /* Upstream ntpd's options:
2307  *
2308  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
2309  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
2310  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
2311  *      multicast client and symmetric passive associations.
2312  *      This is the default.
2313  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
2314  *      multicast client and symmetric passive associations.
2315  *      This is almost never a good idea.
2316  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
2317  * -c conffile
2318  *      Specify the name and path of the configuration file,
2319  *      default /etc/ntp.conf
2320  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
2321  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
2322  * -D level
2323  *      Specify debugging level directly.
2324  * -f driftfile
2325  *      Specify the name and path of the frequency file.
2326  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
2327  *      configuration command.
2328  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
2329  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
2330  *      by default. This option allows the time to be set to any value
2331  *      without restriction; however, this can happen only once.
2332  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
2333  *      with a message to the system log. This option can be used
2334  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
2335  * -i jaildir
2336  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
2337  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
2338  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
2339  *      You may need to also specify a -u option.
2340  * -k keyfile
2341  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
2342  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
2343  *      as the "keys FILE" configuration command.
2344  * -l logfile
2345  *      Specify the name and path of the log file. The default
2346  *      is the system log file. This is the same operation as
2347  *      the "logfile FILE" configuration command.
2348  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
2349  * -n   Don't fork.
2350  * -N   To the extent permitted by the operating system,
2351  *      run the ntpd at the highest priority.
2352  * -p pidfile
2353  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
2354  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
2355  *      configuration command.
2356  * -P priority
2357  *      To the extent permitted by the operating system,
2358  *      run the ntpd at the specified priority.
2359  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
2360  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
2361  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
2362  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
2363  * -r broadcastdelay
2364  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
2365  *      server to this client. This is necessary only if the delay
2366  *      cannot be computed automatically by the protocol.
2367  * -s statsdir
2368  *      Specify the directory path for files created by the statistics
2369  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
2370  *      configuration command.
2371  * -t key
2372  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
2373  *      more than once.
2374  * -u user[:group]
2375  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
2376  * -v variable
2377  * -V variable
2378  *      Add a system variable listed by default.
2379  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
2380  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
2381  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
2382  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
2383  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
2384  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
2385  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
2386  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
2387  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
2388  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
2389  */
2390 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2391 static key_entry_t *
2392 find_key_entry(llist_t *key_entries, unsigned id)
2393 {
2394         while (key_entries) {
2395                 key_entry_t *cur = (key_entry_t*) key_entries->data;
2396                 if (cur->id == id)
2397                         return cur;
2398                 key_entries = key_entries->link;
2399         }
2400         bb_error_msg_and_die("key %u is not defined", id);
2401 }
2402 #endif
2403
2404 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
2405  * in main loop.
2406  */
2407 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
2408 {
2409         unsigned opts;
2410         llist_t *peers;
2411 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2412         llist_t *key_entries;
2413         char *key_file_path;
2414 #endif
2415
2416         srand(getpid());
2417
2418         if (getuid())
2419                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
2420
2421         /* Set some globals */
2422         G.discipline_jitter = G_precision_sec;
2423         G.stratum = MAXSTRAT;
2424         if (BURSTPOLL != 0)
2425                 G.poll_exp = BURSTPOLL; /* speeds up initial sync */
2426         G.last_script_run = G.reftime = G.last_update_recv_time = gettime1900d(); /* sets G.cur_time too */
2427         G.FREQHOLD_cnt = -1;
2428
2429         /* Parse options */
2430         peers = NULL;
2431         IF_FEATURE_NTP_AUTH(key_entries = NULL;)
2432         opts = getopt32(argv, "^"
2433                         "nqNx" /* compat */
2434                         IF_FEATURE_NTP_AUTH("k:")  /* compat */
2435                         "wp:*S:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
2436                         IF_FEATURE_NTPD_SERVER("I:") /* compat */
2437                         "d" /* compat */
2438                         "46aAbgL" /* compat, ignored */
2439                                 "\0"
2440                                 "dd:wn"  /* -d: counter; -p: list; -w implies -n */
2441                                 IF_FEATURE_NTPD_SERVER(":Il") /* -I implies -l */
2442                         IF_FEATURE_NTP_AUTH(, &key_file_path)
2443                         , &peers, &G.script_name
2444                         IF_FEATURE_NTPD_SERVER(, &G.if_name)
2445                         , &G.verbose
2446         );
2447
2448 //      if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
2449 //              G.time_was_stepped = 1;
2450
2451 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2452         G_listen_fd = -1;
2453         if (opts & OPT_l) {
2454                 G_listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
2455                 if (G.if_name) {
2456                         if (setsockopt_bindtodevice(G_listen_fd, G.if_name))
2457                                 xfunc_die();
2458                 }
2459                 socket_want_pktinfo(G_listen_fd);
2460                 setsockopt_int(G_listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, IPTOS_DSCP_AF21);
2461         }
2462 #endif
2463         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
2464         if (opts & OPT_N)
2465                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
2466
2467         if (!(opts & OPT_n)) {
2468                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
2469                 logmode = LOGMODE_NONE;
2470         }
2471
2472 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2473         if (opts & OPT_k) {
2474                 char *tokens[4];
2475                 parser_t *parser;
2476
2477                 parser = config_open(key_file_path);
2478                 while (config_read(parser, tokens, 4, 3, "# \t", PARSE_NORMAL | PARSE_MIN_DIE) == 3) {
2479                         key_entry_t *key_entry;
2480                         char buffer[40];
2481                         smalluint hash_type;
2482                         smalluint msg_size;
2483                         smalluint key_length;
2484                         char *key;
2485
2486                         if ((tokens[1][0] | 0x20) == 'm')
2487                                 /* supports 'M' and 'md5' formats */
2488                                 hash_type = HASH_MD5;
2489                         else
2490                         if (strncasecmp(tokens[1], "sha", 3) == 0)
2491                                 /* supports 'sha' and 'sha1' formats */
2492                                 hash_type = HASH_SHA1;
2493                         else
2494                                 bb_error_msg_and_die("only MD5 and SHA1 keys supported");
2495 /* man ntp.keys:
2496  *  MD5    The key is 1 to 16 printable characters terminated by an EOL,
2497  *         whitespace, or a # (which is the "start of comment" character).
2498  *  SHA
2499  *  SHA1
2500  *  RMD160 The key is a hex-encoded ASCII string of 40 characters, which
2501  *         is truncated as necessary.
2502  */
2503                         key_length = strnlen(tokens[2], sizeof(buffer)+1);
2504                         if (key_length >= sizeof(buffer)+1) {
2505  err:
2506                                 bb_error_msg_and_die("malformed key at line %u", parser->lineno);
2507                         }
2508                         if (hash_type == HASH_MD5) {
2509                                 key = tokens[2];
2510                                 msg_size = NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH;
2511                         } else /* it's hash_type == HASH_SHA1 */
2512                         if (!(key_length & 1)) {
2513                                 key_length >>= 1;
2514                                 if (!hex2bin(buffer, tokens[2], key_length))
2515                                         goto err;
2516                                 key = buffer;
2517                                 msg_size = NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH;
2518                         } else {
2519                                 goto err;
2520                         }
2521                         key_entry = xzalloc(sizeof(*key_entry) + key_length);
2522                         key_entry->type = hash_type;
2523                         key_entry->msg_size = msg_size;
2524                         key_entry->key_length = key_length;
2525                         memcpy(key_entry->key, key, key_length);
2526                         key_entry->id = xatou_range(tokens[0], 1, MAX_KEY_NUMBER);
2527                         llist_add_to(&key_entries, key_entry);
2528                 }
2529                 config_close(parser);
2530         }
2531 #endif
2532         if (peers) {
2533 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2534                 while (peers) {
2535                         char *peer = llist_pop(&peers);
2536                         key_entry_t *key_entry = NULL;
2537                         if (strncmp(peer, "keyno:", 6) == 0) {
2538                                 char *end;
2539                                 int key_id;
2540                                 peer += 6;
2541                                 end = strchr(peer, ':');
2542                                 if (!end) bb_show_usage();
2543                                 *end = '\0';
2544                                 key_id = xatou_range(peer, 1, MAX_KEY_NUMBER);
2545                                 *end = ':';
2546                                 key_entry = find_key_entry(key_entries, key_id);
2547                                 peer = end + 1;
2548                         }
2549                         add_peers(peer, key_entry);
2550                 }
2551 #else
2552                 while (peers)
2553                         add_peers(llist_pop(&peers), NULL);
2554 #endif
2555         }
2556 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_CONF
2557         else {
2558                 parser_t *parser;
2559                 char *token[3 + 2*ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH];
2560
2561                 parser = config_open("/etc/ntp.conf");
2562                 while (config_read(parser, token, 3 + 2*ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH, 1, "# \t", PARSE_NORMAL)) {
2563                         if (strcmp(token[0], "server") == 0 && token[1]) {
2564 # if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2565                                 key_entry_t *key_entry = NULL;
2566                                 if (token[2] && token[3] && strcmp(token[2], "key") == 0) {
2567                                         unsigned key_id = xatou_range(token[3], 1, MAX_KEY_NUMBER);
2568                                         key_entry = find_key_entry(key_entries, key_id);
2569                                 }
2570                                 add_peers(token[1], key_entry);
2571 # else
2572                                 add_peers(token[1], NULL);
2573 # endif
2574                                 continue;
2575                         }
2576                         bb_error_msg("skipping %s:%u: unimplemented command '%s'",
2577                                 "/etc/ntp.conf", parser->lineno, token[0]
2578                         );
2579                 }
2580                 config_close(parser);
2581         }
2582 #endif
2583         if (G.peer_cnt == 0) {
2584                 if (!(opts & OPT_l))
2585                         bb_show_usage();
2586                 /* -l but no peers: "stratum 1 server" mode */
2587                 G.stratum = 1;
2588         }
2589         /* If network is up, syncronization occurs in ~10 seconds.
2590          * We give "ntpd -q" 10 seconds to get first reply,
2591          * then another 50 seconds to finish syncing.
2592          *
2593          * I tested ntpd 4.2.6p1 and apparently it never exits
2594          * (will try forever), but it does not feel right.
2595          * The goal of -q is to act like ntpdate: set time
2596          * after a reasonably small period of polling, or fail.
2597          */
2598         if (opts & OPT_q) {
2599                 option_mask32 |= OPT_qq;
2600                 alarm(10);
2601         }
2602
2603         bb_signals(0
2604                 | (1 << SIGTERM)
2605                 | (1 << SIGINT)
2606                 | (1 << SIGALRM)
2607                 , record_signo
2608         );
2609         bb_signals(0
2610                 | (1 << SIGPIPE)
2611                 | (1 << SIGCHLD)
2612                 , SIG_IGN
2613         );
2614 //TODO: free unused elements of key_entries?
2615 }
2616
2617 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
2618 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
2619 {
2620 #undef G
2621         struct globals G;
2622         struct pollfd *pfd;
2623         peer_t **idx2peer;
2624         unsigned cnt;
2625
2626         memset(&G, 0, sizeof(G));
2627         SET_PTR_TO_GLOBALS(&G);
2628
2629         ntp_init(argv);
2630
2631         /* If ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
2632         cnt = G.peer_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER;
2633         idx2peer = xzalloc(sizeof(idx2peer[0]) * cnt);
2634         pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * cnt);
2635
2636         /* Countdown: we never sync before we sent INITIAL_SAMPLES+1
2637          * packets to each peer.
2638          * NB: if some peer is not responding, we may end up sending
2639          * fewer packets to it and more to other peers.
2640          * NB2: sync usually happens using INITIAL_SAMPLES packets,
2641          * since last reply does not come back instantaneously.
2642          */
2643         cnt = G.peer_cnt * (INITIAL_SAMPLES + 1);
2644
2645         write_pidfile(CONFIG_PID_FILE_PATH "/ntpd.pid");
2646
2647         while (!bb_got_signal) {
2648                 llist_t *item;
2649                 unsigned i, j;
2650                 int nfds, timeout;
2651                 double nextaction;
2652
2653                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
2654
2655                 nextaction = G.last_script_run + (11*60);
2656                 if (nextaction < G.cur_time + 1)
2657                         nextaction = G.cur_time + 1;
2658
2659                 i = 0;
2660 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2661                 if (G_listen_fd != -1) {
2662                         pfd[0].fd = G_listen_fd;
2663                         pfd[0].events = POLLIN;
2664                         i++;
2665                 }
2666 #endif
2667                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
2668                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2669                         peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2670
2671                         if (p->next_action_time <= G.cur_time) {
2672                                 if (p->p_fd == -1) {
2673                                         /* Time to send new req */
2674                                         if (--cnt == 0) {
2675                                                 VERB4 bb_error_msg("disabling burst mode");
2676                                                 G.polladj_count = 0;
2677                                                 G.poll_exp = MINPOLL;
2678                                         }
2679                                         send_query_to_peer(p);
2680                                 } else {
2681                                         /* Timed out waiting for reply */
2682                                         close(p->p_fd);
2683                                         p->p_fd = -1;
2684                                         /* If poll interval is small, increase it */
2685                                         if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2686                                                 adjust_poll(MINPOLL);
2687                                         timeout = poll_interval(NOREPLY_INTERVAL);
2688                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, reach 0x%02x, next query in %us",
2689                                                         p->p_dotted, p->reachable_bits, timeout);
2690
2691                                         /* What if don't see it because it changed its IP? */
2692                                         if (p->reachable_bits == 0)
2693                                                 resolve_peer_hostname(p);
2694
2695                                         set_next(p, timeout);
2696                                 }
2697                         }
2698
2699                         if (p->next_action_time < nextaction)
2700                                 nextaction = p->next_action_time;
2701
2702                         if (p->p_fd >= 0) {
2703                                 /* Wait for reply from this peer */
2704                                 pfd[i].fd = p->p_fd;
2705                                 pfd[i].events = POLLIN;
2706                                 idx2peer[i] = p;
2707                                 i++;
2708                         }
2709                 }
2710
2711                 timeout = nextaction - G.cur_time;
2712                 if (timeout < 0)
2713                         timeout = 0;
2714                 timeout++; /* (nextaction - G.cur_time) rounds down, compensating */
2715
2716                 /* Here we may block */
2717                 VERB2 {
2718                         if (i > (ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER && G_listen_fd != -1)) {
2719                                 /* We wait for at least one reply.
2720                                  * Poll for it, without wasting time for message.
2721                                  * Since replies often come under 1 second, this also
2722                                  * reduces clutter in logs.
2723                                  */
2724                                 nfds = poll(pfd, i, 1000);
2725                                 if (nfds != 0)
2726                                         goto did_poll;
2727                                 if (--timeout <= 0)
2728                                         goto did_poll;
2729                         }
2730                         bb_error_msg("poll:%us sockets:%u interval:%us", timeout, i, 1 << G.poll_exp);
2731                 }
2732                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
2733  did_poll:
2734                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2735                 if (nfds <= 0) {
2736                         double ct;
2737                         int dns_error;
2738
2739                         if (bb_got_signal)
2740                                 break; /* poll was interrupted by a signal */
2741
2742                         if (G.cur_time - G.last_script_run > 11*60) {
2743                                 /* Useful for updating battery-backed RTC and such */
2744                                 run_script("periodic", G.last_update_offset);
2745                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2746                         }
2747
2748                         /* Resolve peer names to IPs, if not resolved yet.
2749                          * We do it only when poll timed out:
2750                          * this way, we almost never overlap DNS resolution with
2751                          * "request-reply" packet round trip.
2752                          */
2753                         dns_error = 0;
2754                         ct = G.cur_time;
2755                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2756                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2757                                 if (p->next_action_time <= ct && !p->p_lsa) {
2758                                         /* This can take up to ~10 sec per each DNS query */
2759                                         dns_error |= (!resolve_peer_hostname(p));
2760                                 }
2761                         }
2762                         if (!dns_error)
2763                                 goto check_unsync;
2764                         /* Set next time for those which are still not resolved */
2765                         gettime1900d(); /* sets G.cur_time (needed for set_next()) */
2766                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2767                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2768                                 if (p->next_action_time <= ct && !p->p_lsa) {
2769                                         set_next(p, HOSTNAME_INTERVAL * p->dns_errors);
2770                                 }
2771                         }
2772                         goto check_unsync;
2773                 }
2774
2775                 /* Process any received packets */
2776                 j = 0;
2777 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2778                 if (G.listen_fd != -1) {
2779                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2780                                 nfds--;
2781                                 recv_and_process_client_pkt(/*G.listen_fd*/);
2782                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2783                         }
2784                         j = 1;
2785                 }
2786 #endif
2787                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
2788                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2789                                 /*
2790                                  * At init, alarm was set to 10 sec.
2791                                  * Now we did get a reply.
2792                                  * Increase timeout to 50 seconds to finish syncing.
2793                                  */
2794                                 if (option_mask32 & OPT_qq) {
2795                                         option_mask32 &= ~OPT_qq;
2796                                         alarm(50);
2797                                 }
2798                                 nfds--;
2799                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
2800                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2801                         }
2802                 }
2803
2804  check_unsync:
2805                 if (G.ntp_peers && G.stratum != MAXSTRAT) {
2806                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2807                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2808                                 if (p->reachable_bits)
2809                                         goto have_reachable_peer;
2810                         }
2811                         /* No peer responded for last 8 packets, panic */
2812                         clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT();
2813                         run_script("unsync", 0.0);
2814  have_reachable_peer: ;
2815                 }
2816         } /* while (!bb_got_signal) */
2817
2818         remove_pidfile(CONFIG_PID_FILE_PATH "/ntpd.pid");
2819         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
2820 }
2821
2822
2823
2824
2825
2826
2827 /*** openntpd-4.6 uses only adjtime, not adjtimex ***/
2828
2829 /*** ntp-4.2.6/ntpd/ntp_loopfilter.c - adjtimex usage ***/
2830
2831 #if 0
2832 static double
2833 direct_freq(double fp_offset)
2834 {
2835 #ifdef KERNEL_PLL
2836         /*
2837          * If the kernel is enabled, we need the residual offset to
2838          * calculate the frequency correction.
2839          */
2840         if (pll_control && kern_enable) {
2841                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2842                 ntp_adjtime(&ntv);
2843 #ifdef STA_NANO
2844                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2845 #else /* STA_NANO */
2846                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2847 #endif /* STA_NANO */
2848                 drift_comp = FREQTOD(ntv.freq);
2849         }
2850 #endif /* KERNEL_PLL */
2851         set_freq((fp_offset - clock_offset) / (current_time - clock_epoch) + drift_comp);
2852         wander_resid = 0;
2853         return drift_comp;
2854 }
2855
2856 static void
2857 set_freq(double freq) /* frequency update */
2858 {
2859         char tbuf[80];
2860
2861         drift_comp = freq;
2862
2863 #ifdef KERNEL_PLL
2864         /*
2865          * If the kernel is enabled, update the kernel frequency.
2866          */
2867         if (pll_control && kern_enable) {
2868                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2869                 ntv.modes = MOD_FREQUENCY;
2870                 ntv.freq = DTOFREQ(drift_comp);
2871                 ntp_adjtime(&ntv);
2872                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "kernel %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2873                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2874         } else {
2875                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2876                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2877         }
2878 #else /* KERNEL_PLL */
2879         snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2880         report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2881 #endif /* KERNEL_PLL */
2882 }
2883
2884 ...
2885 ...
2886 ...
2887
2888 #ifdef KERNEL_PLL
2889         /*
2890          * This code segment works when clock adjustments are made using
2891          * precision time kernel support and the ntp_adjtime() system
2892          * call. This support is available in Solaris 2.6 and later,
2893          * Digital Unix 4.0 and later, FreeBSD, Linux and specially
2894          * modified kernels for HP-UX 9 and Ultrix 4. In the case of the
2895          * DECstation 5000/240 and Alpha AXP, additional kernel
2896          * modifications provide a true microsecond clock and nanosecond
2897          * clock, respectively.
2898          *
2899          * Important note: The kernel discipline is used only if the
2900          * step threshold is less than 0.5 s, as anything higher can
2901          * lead to overflow problems. This might occur if some misguided
2902          * lad set the step threshold to something ridiculous.
2903          */
2904         if (pll_control && kern_enable) {
2905
2906 #define MOD_BITS (MOD_OFFSET | MOD_MAXERROR | MOD_ESTERROR | MOD_STATUS | MOD_TIMECONST)
2907
2908                 /*
2909                  * We initialize the structure for the ntp_adjtime()
2910                  * system call. We have to convert everything to
2911                  * microseconds or nanoseconds first. Do not update the
2912                  * system variables if the ext_enable flag is set. In
2913                  * this case, the external clock driver will update the
2914                  * variables, which will be read later by the local
2915                  * clock driver. Afterwards, remember the time and
2916                  * frequency offsets for jitter and stability values and
2917                  * to update the frequency file.
2918                  */
2919                 memset(&ntv,  0, sizeof(ntv));
2920                 if (ext_enable) {
2921                         ntv.modes = MOD_STATUS;
2922                 } else {
2923 #ifdef STA_NANO
2924                         ntv.modes = MOD_BITS | MOD_NANO;
2925 #else /* STA_NANO */
2926                         ntv.modes = MOD_BITS;
2927 #endif /* STA_NANO */
2928                         if (clock_offset < 0)
2929                                 dtemp = -.5;
2930                         else
2931                                 dtemp = .5;
2932 #ifdef STA_NANO
2933                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e9 + dtemp);
2934                         ntv.constant = sys_poll;
2935 #else /* STA_NANO */
2936                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e6 + dtemp);
2937                         ntv.constant = sys_poll - 4;
2938 #endif /* STA_NANO */
2939                         ntv.esterror = (u_int32)(clock_jitter * 1e6);
2940                         ntv.maxerror = (u_int32)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
2941                         ntv.status = STA_PLL;
2942
2943                         /*
2944                          * Enable/disable the PPS if requested.
2945                          */
2946                         if (pps_enable) {
2947                                 if (!(pll_status & STA_PPSTIME))
2948                                         report_event(EVNT_KERN,
2949                                                 NULL, "PPS enabled");
2950                                 ntv.status |= STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ;
2951                         } else {
2952                                 if (pll_status & STA_PPSTIME)
2953                                         report_event(EVNT_KERN,
2954                                                 NULL, "PPS disabled");
2955                                 ntv.status &= ~(STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ);
2956                         }
2957                         if (sys_leap == LEAP_ADDSECOND)
2958                                 ntv.status |= STA_INS;
2959                         else if (sys_leap == LEAP_DELSECOND)
2960                                 ntv.status |= STA_DEL;
2961                 }
2962
2963                 /*
2964                  * Pass the stuff to the kernel. If it squeals, turn off
2965                  * the pps. In any case, fetch the kernel offset,
2966                  * frequency and jitter.
2967                  */
2968                 if (ntp_adjtime(&ntv) == TIME_ERROR) {
2969                         if (!(ntv.status & STA_PPSSIGNAL))
2970                                 report_event(EVNT_KERN, NULL,
2971                                                 "PPS no signal");
2972                 }
2973                 pll_status = ntv.status;
2974 #ifdef STA_NANO
2975                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2976 #else /* STA_NANO */
2977                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2978 #endif /* STA_NANO */
2979                 clock_frequency = FREQTOD(ntv.freq);
2980
2981                 /*
2982                  * If the kernel PPS is lit, monitor its performance.
2983                  */
2984                 if (ntv.status & STA_PPSTIME) {
2985 #ifdef STA_NANO
2986                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e9;
2987 #else /* STA_NANO */
2988                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e6;
2989 #endif /* STA_NANO */
2990                 }
2991
2992 #if defined(STA_NANO) && NTP_API == 4
2993                 /*
2994                  * If the TAI changes, update the kernel TAI.
2995                  */
2996                 if (loop_tai != sys_tai) {
2997                         loop_tai = sys_tai;
2998                         ntv.modes = MOD_TAI;
2999                         ntv.constant = sys_tai;
3000                         ntp_adjtime(&ntv);
3001                 }
3002 #endif /* STA_NANO */
3003         }
3004 #endif /* KERNEL_PLL */
3005 #endif