Optionally re-introduce bb_info_msg()
[oweals/busybox.git] / 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, 1/2 etc) results in smaller code
181  */
182 #define SLEW_THRESHOLD   0.5
183 // ^^^^ used to be 0.125.
184 // Since Linux 2.6.26 (circa 2006), kernel accepts (-0.5s, +0.5s) range
185
186 /* Stepout threshold (sec). std ntpd uses 900 (11 mins (!)) */
187 //UNUSED: #define WATCH_THRESHOLD  128
188 /* NB: set WATCH_THRESHOLD to ~60 when debugging to save time) */
189 //UNUSED: #define PANIC_THRESHOLD 1000    /* panic threshold (sec) */
190
191 /*
192  * If we got |offset| > BIGOFF from a peer, cap next query interval
193  * for this peer by this many seconds:
194  */
195 #define BIGOFF          STEP_THRESHOLD
196 #define BIGOFF_INTERVAL (1 << 7) /* 128 s */
197
198 #define FREQ_TOLERANCE  0.000015 /* frequency tolerance (15 PPM) */
199 #define BURSTPOLL       0       /* initial poll */
200 #define MINPOLL         5       /* minimum poll interval. std ntpd uses 6 (6: 64 sec) */
201 /*
202  * If offset > discipline_jitter * POLLADJ_GATE, and poll interval is > 2^BIGPOLL,
203  * then it is decreased _at once_. (If <= 2^BIGPOLL, it will be decreased _eventually_).
204  */
205 #define BIGPOLL         9       /* 2^9 sec ~= 8.5 min */
206 #define MAXPOLL         12      /* maximum poll interval (12: 1.1h, 17: 36.4h). std ntpd uses 17 */
207 /*
208  * Actively lower poll when we see such big offsets.
209  * With SLEW_THRESHOLD = 0.125, it means we try to sync more aggressively
210  * if offset increases over ~0.04 sec
211  */
212 //#define POLLDOWN_OFFSET (SLEW_THRESHOLD / 3)
213 #define MINDISP         0.01    /* minimum dispersion (sec) */
214 #define MAXDISP         16      /* maximum dispersion (sec) */
215 #define MAXSTRAT        16      /* maximum stratum (infinity metric) */
216 #define MAXDIST         1       /* distance threshold (sec) */
217 #define MIN_SELECTED    1       /* minimum intersection survivors */
218 #define MIN_CLUSTERED   3       /* minimum cluster survivors */
219
220 #define MAXDRIFT        0.000500 /* frequency drift we can correct (500 PPM) */
221
222 /* Poll-adjust threshold.
223  * When we see that offset is small enough compared to discipline jitter,
224  * we grow a counter: += MINPOLL. When counter goes over POLLADJ_LIMIT,
225  * we poll_exp++. If offset isn't small, counter -= poll_exp*2,
226  * and when it goes below -POLLADJ_LIMIT, we poll_exp--.
227  * (Bumped from 30 to 40 since otherwise I often see poll_exp going *2* steps down)
228  */
229 #define POLLADJ_LIMIT   40
230 /* If offset < discipline_jitter * POLLADJ_GATE, then we decide to increase
231  * poll interval (we think we can't improve timekeeping
232  * by staying at smaller poll).
233  */
234 #define POLLADJ_GATE    4
235 #define TIMECONST_HACK_GATE 2
236 /* Compromise Allan intercept (sec). doc uses 1500, std ntpd uses 512 */
237 #define ALLAN           512
238 /* PLL loop gain */
239 #define PLL             65536
240 /* FLL loop gain [why it depends on MAXPOLL??] */
241 #define FLL             (MAXPOLL + 1)
242 /* Parameter averaging constant */
243 #define AVG             4
244
245 #define MAX_KEY_NUMBER  65535
246 #define KEYID_SIZE      sizeof(uint32_t)
247
248 enum {
249         NTP_VERSION     = 4,
250         NTP_MAXSTRATUM  = 15,
251
252         NTP_MD5_DIGESTSIZE    = 16,
253         NTP_MSGSIZE_NOAUTH    = 48,
254         NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH  = NTP_MSGSIZE_NOAUTH + KEYID_SIZE + NTP_MD5_DIGESTSIZE,
255         NTP_SHA1_DIGESTSIZE   = 20,
256         NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH = NTP_MSGSIZE_NOAUTH + KEYID_SIZE + NTP_SHA1_DIGESTSIZE,
257
258         /* Status Masks */
259         MODE_MASK       = (7 << 0),
260         VERSION_MASK    = (7 << 3),
261         VERSION_SHIFT   = 3,
262         LI_MASK         = (3 << 6),
263
264         /* Leap Second Codes (high order two bits of m_status) */
265         LI_NOWARNING    = (0 << 6),    /* no warning */
266         LI_PLUSSEC      = (1 << 6),    /* add a second (61 seconds) */
267         LI_MINUSSEC     = (2 << 6),    /* minus a second (59 seconds) */
268         LI_ALARM        = (3 << 6),    /* alarm condition */
269
270         /* Mode values */
271         MODE_RES0       = 0,    /* reserved */
272         MODE_SYM_ACT    = 1,    /* symmetric active */
273         MODE_SYM_PAS    = 2,    /* symmetric passive */
274         MODE_CLIENT     = 3,    /* client */
275         MODE_SERVER     = 4,    /* server */
276         MODE_BROADCAST  = 5,    /* broadcast */
277         MODE_RES1       = 6,    /* reserved for NTP control message */
278         MODE_RES2       = 7,    /* reserved for private use */
279 };
280
281 //TODO: better base selection
282 #define OFFSET_1900_1970 2208988800UL  /* 1970 - 1900 in seconds */
283
284 #define NUM_DATAPOINTS  8
285
286 typedef struct {
287         uint32_t int_partl;
288         uint32_t fractionl;
289 } l_fixedpt_t;
290
291 typedef struct {
292         uint16_t int_parts;
293         uint16_t fractions;
294 } s_fixedpt_t;
295
296 typedef struct {
297         uint8_t     m_status;     /* status of local clock and leap info */
298         uint8_t     m_stratum;
299         uint8_t     m_ppoll;      /* poll value */
300         int8_t      m_precision_exp;
301         s_fixedpt_t m_rootdelay;
302         s_fixedpt_t m_rootdisp;
303         uint32_t    m_refid;
304         l_fixedpt_t m_reftime;
305         l_fixedpt_t m_orgtime;
306         l_fixedpt_t m_rectime;
307         l_fixedpt_t m_xmttime;
308         uint32_t    m_keyid;
309         uint8_t     m_digest[ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH ? NTP_SHA1_DIGESTSIZE : NTP_MD5_DIGESTSIZE];
310 } msg_t;
311
312 typedef struct {
313         double d_offset;
314         double d_recv_time;
315         double d_dispersion;
316 } datapoint_t;
317
318 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
319 enum {
320         HASH_MD5,
321         HASH_SHA1,
322 };
323 typedef struct {
324         unsigned id; //try uint16_t?
325         smalluint type;
326         smalluint msg_size;
327         smalluint key_length;
328         char key[0];
329 } key_entry_t;
330 #endif
331
332 typedef struct {
333         len_and_sockaddr *p_lsa;
334         char             *p_dotted;
335 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
336         key_entry_t      *key_entry;
337 #endif
338         int              p_fd;
339         int              datapoint_idx;
340         uint32_t         lastpkt_refid;
341         uint8_t          lastpkt_status;
342         uint8_t          lastpkt_stratum;
343         uint8_t          reachable_bits;
344         uint8_t          dns_errors;
345         /* when to send new query (if p_fd == -1)
346          * or when receive times out (if p_fd >= 0): */
347         double           next_action_time;
348         double           p_xmttime;
349         double           p_raw_delay;
350         /* p_raw_delay is set even by "high delay" packets */
351         /* lastpkt_delay isn't */
352         double           lastpkt_recv_time;
353         double           lastpkt_delay;
354         double           lastpkt_rootdelay;
355         double           lastpkt_rootdisp;
356         /* produced by filter algorithm: */
357         double           filter_offset;
358         double           filter_dispersion;
359         double           filter_jitter;
360         datapoint_t      filter_datapoint[NUM_DATAPOINTS];
361         /* last sent packet: */
362         msg_t            p_xmt_msg;
363         char             p_hostname[1];
364 } peer_t;
365
366
367 #define USING_KERNEL_PLL_LOOP          1
368 #define USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION  0
369
370 enum {
371         OPT_n = (1 << 0),
372         OPT_q = (1 << 1),
373         OPT_N = (1 << 2),
374         OPT_x = (1 << 3),
375         OPT_k = (1 << 4) * ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH,
376         /* Insert new options above this line. */
377         /* Non-compat options: */
378         OPT_w = (1 << (4+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
379         OPT_p = (1 << (5+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
380         OPT_S = (1 << (6+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)),
381         OPT_l = (1 << (7+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
382         OPT_I = (1 << (8+ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH)) * ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER,
383         /* We hijack some bits for other purposes */
384         OPT_qq = (1 << 31),
385 };
386
387 struct globals {
388         double   cur_time;
389         /* total round trip delay to currently selected reference clock */
390         double   rootdelay;
391         /* reference timestamp: time when the system clock was last set or corrected */
392         double   reftime;
393         /* total dispersion to currently selected reference clock */
394         double   rootdisp;
395
396         double   last_script_run;
397         char     *script_name;
398         llist_t  *ntp_peers;
399 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
400         int      listen_fd;
401         char     *if_name;
402 # define G_listen_fd (G.listen_fd)
403 #else
404 # define G_listen_fd (-1)
405 #endif
406         unsigned verbose;
407         unsigned peer_cnt;
408         /* refid: 32-bit code identifying the particular server or reference clock
409          * in stratum 0 packets this is a four-character ASCII string,
410          * called the kiss code, used for debugging and monitoring
411          * in stratum 1 packets this is a four-character ASCII string
412          * assigned to the reference clock by IANA. Example: "GPS "
413          * in stratum 2+ packets, it's IPv4 address or 4 first bytes
414          * of MD5 hash of IPv6
415          */
416         uint32_t refid;
417         uint8_t  ntp_status;
418         /* precision is defined as the larger of the resolution and time to
419          * read the clock, in log2 units.  For instance, the precision of a
420          * mains-frequency clock incrementing at 60 Hz is 16 ms, even when the
421          * system clock hardware representation is to the nanosecond.
422          *
423          * Delays, jitters of various kinds are clamped down to precision.
424          *
425          * If precision_sec is too large, discipline_jitter gets clamped to it
426          * and if offset is smaller than discipline_jitter * POLLADJ_GATE, poll
427          * interval grows even though we really can benefit from staying at
428          * smaller one, collecting non-lagged datapoits and correcting offset.
429          * (Lagged datapoits exist when poll_exp is large but we still have
430          * systematic offset error - the time distance between datapoints
431          * is significant and older datapoints have smaller offsets.
432          * This makes our offset estimation a bit smaller than reality)
433          * Due to this effect, setting G_precision_sec close to
434          * STEP_THRESHOLD isn't such a good idea - offsets may grow
435          * too big and we will step. I observed it with -6.
436          *
437          * OTOH, setting precision_sec far too small would result in futile
438          * attempts to synchronize to an unachievable precision.
439          *
440          * -6 is 1/64 sec, -7 is 1/128 sec and so on.
441          * -8 is 1/256 ~= 0.003906 (worked well for me --vda)
442          * -9 is 1/512 ~= 0.001953 (let's try this for some time)
443          */
444 #define G_precision_exp  -9
445         /*
446          * G_precision_exp is used only for construction outgoing packets.
447          * It's ok to set G_precision_sec to a slightly different value
448          * (One which is "nicer looking" in logs).
449          * Exact value would be (1.0 / (1 << (- G_precision_exp))):
450          */
451 #define G_precision_sec  0.002
452         uint8_t  stratum;
453
454 #define STATE_NSET      0       /* initial state, "nothing is set" */
455 //#define STATE_FSET    1       /* frequency set from file */
456 //#define STATE_SPIK    2       /* spike detected */
457 //#define STATE_FREQ    3       /* initial frequency */
458 #define STATE_SYNC      4       /* clock synchronized (normal operation) */
459         uint8_t  discipline_state;      // doc calls it c.state
460         uint8_t  poll_exp;              // s.poll
461         int      polladj_count;         // c.count
462         int      FREQHOLD_cnt;
463         long     kernel_freq_drift;
464         peer_t   *last_update_peer;
465         double   last_update_offset;    // c.last
466         double   last_update_recv_time; // s.t
467         double   discipline_jitter;     // c.jitter
468         /* Since we only compare it with ints, can simplify code
469          * by not making this variable floating point:
470          */
471         unsigned offset_to_jitter_ratio;
472         //double   cluster_offset;        // s.offset
473         //double   cluster_jitter;        // s.jitter
474 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
475         double   discipline_freq_drift; // c.freq
476         /* Maybe conditionally calculate wander? it's used only for logging */
477         double   discipline_wander;     // c.wander
478 #endif
479 };
480 #define G (*ptr_to_globals)
481
482
483 #define VERB1 if (MAX_VERBOSE && G.verbose)
484 #define VERB2 if (MAX_VERBOSE >= 2 && G.verbose >= 2)
485 #define VERB3 if (MAX_VERBOSE >= 3 && G.verbose >= 3)
486 #define VERB4 if (MAX_VERBOSE >= 4 && G.verbose >= 4)
487 #define VERB5 if (MAX_VERBOSE >= 5 && G.verbose >= 5)
488 #define VERB6 if (MAX_VERBOSE >= 6 && G.verbose >= 6)
489
490
491 static double LOG2D(int a)
492 {
493         if (a < 0)
494                 return 1.0 / (1UL << -a);
495         return 1UL << a;
496 }
497 static ALWAYS_INLINE double SQUARE(double x)
498 {
499         return x * x;
500 }
501 static ALWAYS_INLINE double MAXD(double a, double b)
502 {
503         if (a > b)
504                 return a;
505         return b;
506 }
507 static ALWAYS_INLINE double MIND(double a, double b)
508 {
509         if (a < b)
510                 return a;
511         return b;
512 }
513 static NOINLINE double my_SQRT(double X)
514 {
515         union {
516                 float   f;
517                 int32_t i;
518         } v;
519         double invsqrt;
520         double Xhalf = X * 0.5;
521
522         /* Fast and good approximation to 1/sqrt(X), black magic */
523         v.f = X;
524         /*v.i = 0x5f3759df - (v.i >> 1);*/
525         v.i = 0x5f375a86 - (v.i >> 1); /* - this constant is slightly better */
526         invsqrt = v.f; /* better than 0.2% accuracy */
527
528         /* Refining it using Newton's method: x1 = x0 - f(x0)/f'(x0)
529          * f(x) = 1/(x*x) - X  (f==0 when x = 1/sqrt(X))
530          * f'(x) = -2/(x*x*x)
531          * f(x)/f'(x) = (X - 1/(x*x)) / (2/(x*x*x)) = X*x*x*x/2 - x/2
532          * x1 = x0 - (X*x0*x0*x0/2 - x0/2) = 1.5*x0 - X*x0*x0*x0/2 = x0*(1.5 - (X/2)*x0*x0)
533          */
534         invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); /* ~0.05% accuracy */
535         /* invsqrt = invsqrt * (1.5 - Xhalf * invsqrt * invsqrt); 2nd iter: ~0.0001% accuracy */
536         /* With 4 iterations, more than half results will be exact,
537          * at 6th iterations result stabilizes with about 72% results exact.
538          * We are well satisfied with 0.05% accuracy.
539          */
540
541         return X * invsqrt; /* X * 1/sqrt(X) ~= sqrt(X) */
542 }
543 static ALWAYS_INLINE double SQRT(double X)
544 {
545         /* If this arch doesn't use IEEE 754 floats, fall back to using libm */
546         if (sizeof(float) != 4)
547                 return sqrt(X);
548
549         /* This avoids needing libm, saves about 0.5k on x86-32 */
550         return my_SQRT(X);
551 }
552
553 static double
554 gettime1900d(void)
555 {
556         struct timeval tv;
557         gettimeofday(&tv, NULL); /* never fails */
558         G.cur_time = tv.tv_sec + (1.0e-6 * tv.tv_usec) + OFFSET_1900_1970;
559         return G.cur_time;
560 }
561
562 static void
563 d_to_tv(double d, struct timeval *tv)
564 {
565         tv->tv_sec = (long)d;
566         tv->tv_usec = (d - tv->tv_sec) * 1000000;
567 }
568
569 static double
570 lfp_to_d(l_fixedpt_t lfp)
571 {
572         double ret;
573         lfp.int_partl = ntohl(lfp.int_partl);
574         lfp.fractionl = ntohl(lfp.fractionl);
575         ret = (double)lfp.int_partl + ((double)lfp.fractionl / UINT_MAX);
576         return ret;
577 }
578 static double
579 sfp_to_d(s_fixedpt_t sfp)
580 {
581         double ret;
582         sfp.int_parts = ntohs(sfp.int_parts);
583         sfp.fractions = ntohs(sfp.fractions);
584         ret = (double)sfp.int_parts + ((double)sfp.fractions / USHRT_MAX);
585         return ret;
586 }
587 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
588 static l_fixedpt_t
589 d_to_lfp(double d)
590 {
591         l_fixedpt_t lfp;
592         lfp.int_partl = (uint32_t)d;
593         lfp.fractionl = (uint32_t)((d - lfp.int_partl) * UINT_MAX);
594         lfp.int_partl = htonl(lfp.int_partl);
595         lfp.fractionl = htonl(lfp.fractionl);
596         return lfp;
597 }
598 static s_fixedpt_t
599 d_to_sfp(double d)
600 {
601         s_fixedpt_t sfp;
602         sfp.int_parts = (uint16_t)d;
603         sfp.fractions = (uint16_t)((d - sfp.int_parts) * USHRT_MAX);
604         sfp.int_parts = htons(sfp.int_parts);
605         sfp.fractions = htons(sfp.fractions);
606         return sfp;
607 }
608 #endif
609
610 static double
611 dispersion(const datapoint_t *dp)
612 {
613         return dp->d_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - dp->d_recv_time);
614 }
615
616 static double
617 root_distance(peer_t *p)
618 {
619         /* The root synchronization distance is the maximum error due to
620          * all causes of the local clock relative to the primary server.
621          * It is defined as half the total delay plus total dispersion
622          * plus peer jitter.
623          */
624         return MAXD(MINDISP, p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay) / 2
625                 + p->lastpkt_rootdisp
626                 + p->filter_dispersion
627                 + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time)
628                 + p->filter_jitter;
629 }
630
631 static void
632 set_next(peer_t *p, unsigned t)
633 {
634         p->next_action_time = G.cur_time + t;
635 }
636
637 /*
638  * Peer clock filter and its helpers
639  */
640 static void
641 filter_datapoints(peer_t *p)
642 {
643         int i, idx;
644         double sum, wavg;
645         datapoint_t *fdp;
646
647 #if 0
648 /* Simulations have shown that use of *averaged* offset for p->filter_offset
649  * is in fact worse than simply using last received one: with large poll intervals
650  * (>= 2048) averaging code uses offset values which are outdated by hours,
651  * and time/frequency correction goes totally wrong when fed essentially bogus offsets.
652  */
653         int got_newest;
654         double minoff, maxoff, w;
655         double x = x; /* for compiler */
656         double oldest_off = oldest_off;
657         double oldest_age = oldest_age;
658         double newest_off = newest_off;
659         double newest_age = newest_age;
660
661         fdp = p->filter_datapoint;
662
663         minoff = maxoff = fdp[0].d_offset;
664         for (i = 1; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
665                 if (minoff > fdp[i].d_offset)
666                         minoff = fdp[i].d_offset;
667                 if (maxoff < fdp[i].d_offset)
668                         maxoff = fdp[i].d_offset;
669         }
670
671         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
672         /* Average offset:
673          * Drop two outliers and take weighted average of the rest:
674          * most_recent/2 + older1/4 + older2/8 ... + older5/32 + older6/32
675          * we use older6/32, not older6/64 since sum of weights should be 1:
676          * 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/32 = 1
677          */
678         wavg = 0;
679         w = 0.5;
680         /*                     n-1
681          *                     ---    dispersion(i)
682          * filter_dispersion =  \     -------------
683          *                      /       (i+1)
684          *                     ---     2
685          *                     i=0
686          */
687         got_newest = 0;
688         sum = 0;
689         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
690                 VERB5 {
691                         bb_error_msg("datapoint[%d]: off:%f disp:%f(%f) age:%f%s",
692                                 i,
693                                 fdp[idx].d_offset,
694                                 fdp[idx].d_dispersion, dispersion(&fdp[idx]),
695                                 G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time,
696                                 (minoff == fdp[idx].d_offset || maxoff == fdp[idx].d_offset)
697                                         ? " (outlier by offset)" : ""
698                         );
699                 }
700
701                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
702
703                 if (minoff == fdp[idx].d_offset) {
704                         minoff -= 1; /* so that we don't match it ever again */
705                 } else
706                 if (maxoff == fdp[idx].d_offset) {
707                         maxoff += 1;
708                 } else {
709                         oldest_off = fdp[idx].d_offset;
710                         oldest_age = G.cur_time - fdp[idx].d_recv_time;
711                         if (!got_newest) {
712                                 got_newest = 1;
713                                 newest_off = oldest_off;
714                                 newest_age = oldest_age;
715                         }
716                         x = oldest_off * w;
717                         wavg += x;
718                         w /= 2;
719                 }
720
721                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
722         }
723         p->filter_dispersion = sum;
724         wavg += x; /* add another older6/64 to form older6/32 */
725         /* Fix systematic underestimation with large poll intervals.
726          * Imagine that we still have a bit of uncorrected drift,
727          * and poll interval is big (say, 100 sec). Offsets form a progression:
728          * 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 - 0.7 is most recent.
729          * The algorithm above drops 0.0 and 0.7 as outliers,
730          * and then we have this estimation, ~25% off from 0.7:
731          * 0.1/32 + 0.2/32 + 0.3/16 + 0.4/8 + 0.5/4 + 0.6/2 = 0.503125
732          */
733         x = oldest_age - newest_age;
734         if (x != 0) {
735                 x = newest_age / x; /* in above example, 100 / (600 - 100) */
736                 if (x < 1) { /* paranoia check */
737                         x = (newest_off - oldest_off) * x; /* 0.5 * 100/500 = 0.1 */
738                         wavg += x;
739                 }
740         }
741         p->filter_offset = wavg;
742
743 #else
744
745         fdp = p->filter_datapoint;
746         idx = p->datapoint_idx; /* most recent datapoint's index */
747
748         /* filter_offset: simply use the most recent value */
749         p->filter_offset = fdp[idx].d_offset;
750
751         /*                     n-1
752          *                     ---    dispersion(i)
753          * filter_dispersion =  \     -------------
754          *                      /       (i+1)
755          *                     ---     2
756          *                     i=0
757          */
758         wavg = 0;
759         sum = 0;
760         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
761                 sum += dispersion(&fdp[idx]) / (2 << i);
762                 wavg += fdp[idx].d_offset;
763                 idx = (idx - 1) & (NUM_DATAPOINTS - 1);
764         }
765         wavg /= NUM_DATAPOINTS;
766         p->filter_dispersion = sum;
767 #endif
768
769         /*                  +-----                 -----+ ^ 1/2
770          *                  |       n-1                 |
771          *                  |       ---                 |
772          *                  |  1    \                2  |
773          * filter_jitter =  | --- * /  (avg-offset_j)   |
774          *                  |  n    ---                 |
775          *                  |       j=0                 |
776          *                  +-----                 -----+
777          * where n is the number of valid datapoints in the filter (n > 1);
778          * if filter_jitter < precision then filter_jitter = precision
779          */
780         sum = 0;
781         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
782                 sum += SQUARE(wavg - fdp[i].d_offset);
783         }
784         sum = SQRT(sum / NUM_DATAPOINTS);
785         p->filter_jitter = sum > G_precision_sec ? sum : G_precision_sec;
786
787         VERB4 bb_error_msg("filter offset:%+f disp:%f jitter:%f",
788                         p->filter_offset,
789                         p->filter_dispersion,
790                         p->filter_jitter);
791 }
792
793 static void
794 reset_peer_stats(peer_t *p, double offset)
795 {
796         int i;
797         bool small_ofs = fabs(offset) < STEP_THRESHOLD;
798
799         /* Used to set p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP
800          * and clear reachable bits, but this proved to be too aggressive:
801          * after step (tested with suspending laptop for ~30 secs),
802          * this caused all previous data to be considered invalid,
803          * making us needing to collect full ~8 datapoints per peer
804          * after step in order to start trusting them.
805          * In turn, this was making poll interval decrease even after
806          * step was done. (Poll interval decreases already before step
807          * in this scenario, because we see large offsets and end up with
808          * no good peer to select).
809          */
810
811         for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
812                 if (small_ofs) {
813                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time += offset;
814                         if (p->filter_datapoint[i].d_offset != 0) {
815                                 p->filter_datapoint[i].d_offset -= offset;
816                                 //bb_error_msg("p->filter_datapoint[%d].d_offset %f -> %f",
817                                 //      i,
818                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset + offset,
819                                 //      p->filter_datapoint[i].d_offset);
820                         }
821                 } else {
822                         p->filter_datapoint[i].d_recv_time  = G.cur_time;
823                         p->filter_datapoint[i].d_offset     = 0;
824                         /*p->filter_datapoint[i].d_dispersion = MAXDISP;*/
825                 }
826         }
827         if (small_ofs) {
828                 p->lastpkt_recv_time += offset;
829         } else {
830                 /*p->reachable_bits = 0;*/
831                 p->lastpkt_recv_time = G.cur_time;
832         }
833         filter_datapoints(p); /* recalc p->filter_xxx */
834         VERB6 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
835 }
836
837 static len_and_sockaddr*
838 resolve_peer_hostname(peer_t *p)
839 {
840         len_and_sockaddr *lsa = host2sockaddr(p->p_hostname, 123);
841         if (lsa) {
842                 free(p->p_lsa);
843                 free(p->p_dotted);
844                 p->p_lsa = lsa;
845                 p->p_dotted = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(&lsa->u.sa);
846                 VERB1 if (strcmp(p->p_hostname, p->p_dotted) != 0)
847                         bb_error_msg("'%s' is %s", p->p_hostname, p->p_dotted);
848                 p->dns_errors = 0;
849                 return lsa;
850         }
851         p->dns_errors = ((p->dns_errors << 1) | 1) & DNS_ERRORS_CAP;
852         return lsa;
853 }
854
855 #if !ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
856 #define add_peers(s, key_entry) \
857         add_peers(s)
858 #endif
859 static void
860 add_peers(const char *s, key_entry_t *key_entry)
861 {
862         llist_t *item;
863         peer_t *p;
864
865         p = xzalloc(sizeof(*p) + strlen(s));
866         strcpy(p->p_hostname, s);
867         p->p_fd = -1;
868         p->p_xmt_msg.m_status = MODE_CLIENT | (NTP_VERSION << 3);
869         p->next_action_time = G.cur_time; /* = set_next(p, 0); */
870         reset_peer_stats(p, STEP_THRESHOLD);
871
872         /* Names like N.<country2chars>.pool.ntp.org are randomly resolved
873          * to a pool of machines. Sometimes different N's resolve to the same IP.
874          * It is not useful to have two peers with same IP. We skip duplicates.
875          */
876         if (resolve_peer_hostname(p)) {
877                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
878                         peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
879                         if (pp->p_dotted && strcmp(p->p_dotted, pp->p_dotted) == 0) {
880                                 bb_error_msg("duplicate peer %s (%s)", s, p->p_dotted);
881                                 free(p->p_lsa);
882                                 free(p->p_dotted);
883                                 free(p);
884                                 return;
885                         }
886                 }
887         }
888
889         IF_FEATURE_NTP_AUTH(p->key_entry = key_entry;)
890         llist_add_to(&G.ntp_peers, p);
891         G.peer_cnt++;
892 }
893
894 static int
895 do_sendto(int fd,
896                 const struct sockaddr *from, const struct sockaddr *to, socklen_t addrlen,
897                 msg_t *msg, ssize_t len)
898 {
899         ssize_t ret;
900
901         errno = 0;
902         if (!from) {
903                 ret = sendto(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, addrlen);
904         } else {
905                 ret = send_to_from(fd, msg, len, MSG_DONTWAIT, to, from, addrlen);
906         }
907         if (ret != len) {
908                 bb_perror_msg("send failed");
909                 return -1;
910         }
911         return 0;
912 }
913
914 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
915 static void
916 hash(key_entry_t *key_entry, const msg_t *msg, uint8_t *output)
917 {
918         union {
919                 md5_ctx_t m;
920                 sha1_ctx_t s;
921         } ctx;
922         unsigned hash_size = sizeof(*msg) - sizeof(msg->m_keyid) - sizeof(msg->m_digest);
923
924         switch (key_entry->type) {
925         case HASH_MD5:
926                 md5_begin(&ctx.m);
927                 md5_hash(&ctx.m, key_entry->key, key_entry->key_length);
928                 md5_hash(&ctx.m, msg, hash_size);
929                 md5_end(&ctx.m, output);
930                 break;
931         default: /* it's HASH_SHA1 */
932                 sha1_begin(&ctx.s);
933                 sha1_hash(&ctx.s, key_entry->key, key_entry->key_length);
934                 sha1_hash(&ctx.s, msg, hash_size);
935                 sha1_end(&ctx.s, output);
936                 break;
937         }
938 }
939
940 static void
941 hash_peer(peer_t *p)
942 {
943         p->p_xmt_msg.m_keyid = htonl(p->key_entry->id);
944         hash(p->key_entry, &p->p_xmt_msg, p->p_xmt_msg.m_digest);
945 }
946
947 static int
948 hashes_differ(peer_t *p, const msg_t *msg)
949 {
950         uint8_t digest[NTP_SHA1_DIGESTSIZE];
951         hash(p->key_entry, msg, digest);
952         return memcmp(digest, msg->m_digest, p->key_entry->msg_size - NTP_MSGSIZE_NOAUTH - KEYID_SIZE);
953 }
954 #endif
955
956 static void
957 send_query_to_peer(peer_t *p)
958 {
959         if (!p->p_lsa)
960                 return;
961
962         /* Why do we need to bind()?
963          * See what happens when we don't bind:
964          *
965          * socket(PF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_IP) = 3
966          * setsockopt(3, SOL_IP, IP_TOS, [16], 4) = 0
967          * gettimeofday({1259071266, 327885}, NULL) = 0
968          * sendto(3, "xxx", 48, MSG_DONTWAIT, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(123), sin_addr=inet_addr("10.34.32.125")}, 16) = 48
969          * ^^^ we sent it from some source port picked by kernel.
970          * time(NULL)              = 1259071266
971          * write(2, "ntpd: entering poll 15 secs\n", 28) = 28
972          * poll([{fd=3, events=POLLIN}], 1, 15000) = 1 ([{fd=3, revents=POLLIN}])
973          * recv(3, "yyy", 68, MSG_DONTWAIT) = 48
974          * ^^^ this recv will receive packets to any local port!
975          *
976          * Uncomment this and use strace to see it in action:
977          */
978 #define PROBE_LOCAL_ADDR /* { len_and_sockaddr lsa; lsa.len = LSA_SIZEOF_SA; getsockname(p->query.fd, &lsa.u.sa, &lsa.len); } */
979
980         if (p->p_fd == -1) {
981                 int fd, family;
982                 len_and_sockaddr *local_lsa;
983
984                 family = p->p_lsa->u.sa.sa_family;
985                 p->p_fd = fd = xsocket_type(&local_lsa, family, SOCK_DGRAM);
986                 /* local_lsa has "null" address and port 0 now.
987                  * bind() ensures we have a *particular port* selected by kernel
988                  * and remembered in p->p_fd, thus later recv(p->p_fd)
989                  * receives only packets sent to this port.
990                  */
991                 PROBE_LOCAL_ADDR
992                 xbind(fd, &local_lsa->u.sa, local_lsa->len);
993                 PROBE_LOCAL_ADDR
994 #if ENABLE_FEATURE_IPV6
995                 if (family == AF_INET)
996 #endif
997                         setsockopt_int(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, IPTOS_DSCP_AF21);
998                 free(local_lsa);
999         }
1000
1001         /* Emit message _before_ attempted send. Think of a very short
1002          * roundtrip networks: we need to go back to recv loop ASAP,
1003          * to reduce delay. Printing messages after send works against that.
1004          */
1005         VERB1 bb_error_msg("sending query to %s", p->p_dotted);
1006
1007         /*
1008          * Send out a random 64-bit number as our transmit time.  The NTP
1009          * server will copy said number into the originate field on the
1010          * response that it sends us.  This is totally legal per the SNTP spec.
1011          *
1012          * The impact of this is two fold: we no longer send out the current
1013          * system time for the world to see (which may aid an attacker), and
1014          * it gives us a (not very secure) way of knowing that we're not
1015          * getting spoofed by an attacker that can't capture our traffic
1016          * but can spoof packets from the NTP server we're communicating with.
1017          *
1018          * Save the real transmit timestamp locally.
1019          */
1020         p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl = rand();
1021         p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl = rand();
1022         p->p_xmttime = gettime1900d();
1023
1024         /* Were doing it only if sendto worked, but
1025          * loss of sync detection needs reachable_bits updated
1026          * even if sending fails *locally*:
1027          * "network is unreachable" because cable was pulled?
1028          * We still need to declare "unsync" if this condition persists.
1029          */
1030         p->reachable_bits <<= 1;
1031
1032 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
1033         if (p->key_entry)
1034                 hash_peer(p);
1035         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
1036                 &p->p_xmt_msg, !p->key_entry ? NTP_MSGSIZE_NOAUTH : p->key_entry->msg_size) == -1
1037         )
1038 #else
1039         if (do_sendto(p->p_fd, /*from:*/ NULL, /*to:*/ &p->p_lsa->u.sa, /*addrlen:*/ p->p_lsa->len,
1040                 &p->p_xmt_msg, NTP_MSGSIZE_NOAUTH) == -1
1041         )
1042 #endif
1043         {
1044                 close(p->p_fd);
1045                 p->p_fd = -1;
1046                 /*
1047                  * We know that we sent nothing.
1048                  * We can retry *soon* without fearing
1049                  * that we are flooding the peer.
1050                  */
1051                 set_next(p, RETRY_INTERVAL);
1052                 return;
1053         }
1054
1055         set_next(p, RESPONSE_INTERVAL);
1056 }
1057
1058
1059 /* Note that there is no provision to prevent several run_scripts
1060  * to be started in quick succession. In fact, it happens rather often
1061  * if initial syncronization results in a step.
1062  * You will see "step" and then "stratum" script runs, sometimes
1063  * as close as only 0.002 seconds apart.
1064  * Script should be ready to deal with this.
1065  */
1066 static void run_script(const char *action, double offset)
1067 {
1068         char *argv[3];
1069         char *env1, *env2, *env3, *env4;
1070
1071         G.last_script_run = G.cur_time;
1072
1073         if (!G.script_name)
1074                 return;
1075
1076         argv[0] = (char*) G.script_name;
1077         argv[1] = (char*) action;
1078         argv[2] = NULL;
1079
1080         VERB1 bb_error_msg("executing '%s %s'", G.script_name, action);
1081
1082         env1 = xasprintf("%s=%u", "stratum", G.stratum);
1083         putenv(env1);
1084         env2 = xasprintf("%s=%ld", "freq_drift_ppm", G.kernel_freq_drift);
1085         putenv(env2);
1086         env3 = xasprintf("%s=%u", "poll_interval", 1 << G.poll_exp);
1087         putenv(env3);
1088         env4 = xasprintf("%s=%f", "offset", offset);
1089         putenv(env4);
1090         /* Other items of potential interest: selected peer,
1091          * rootdelay, reftime, rootdisp, refid, ntp_status,
1092          * last_update_offset, last_update_recv_time, discipline_jitter,
1093          * how many peers have reachable_bits = 0?
1094          */
1095
1096         /* Don't want to wait: it may run hwclock --systohc, and that
1097          * may take some time (seconds): */
1098         /*spawn_and_wait(argv);*/
1099         spawn(argv);
1100
1101         unsetenv("stratum");
1102         unsetenv("freq_drift_ppm");
1103         unsetenv("poll_interval");
1104         unsetenv("offset");
1105         free(env1);
1106         free(env2);
1107         free(env3);
1108         free(env4);
1109 }
1110
1111 static NOINLINE void
1112 step_time(double offset)
1113 {
1114         llist_t *item;
1115         double dtime;
1116         struct timeval tvc, tvn;
1117         char buf[sizeof("yyyy-mm-dd hh:mm:ss") + /*paranoia:*/ 4];
1118         time_t tval;
1119
1120         gettimeofday(&tvc, NULL); /* never fails */
1121         dtime = tvc.tv_sec + (1.0e-6 * tvc.tv_usec) + offset;
1122         d_to_tv(dtime, &tvn);
1123         if (settimeofday(&tvn, NULL) == -1)
1124                 bb_perror_msg_and_die("settimeofday");
1125
1126         VERB2 {
1127                 tval = tvc.tv_sec;
1128                 strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
1129                 bb_error_msg("current time is %s.%06u", buf, (unsigned)tvc.tv_usec);
1130         }
1131         tval = tvn.tv_sec;
1132         strftime_YYYYMMDDHHMMSS(buf, sizeof(buf), &tval);
1133         bb_info_msg("setting time to %s.%06u (offset %+fs)", buf, (unsigned)tvn.tv_usec, offset);
1134         //maybe? G.FREQHOLD_cnt = 0;
1135
1136         /* Correct various fields which contain time-relative values: */
1137
1138         /* Globals: */
1139         G.cur_time += offset;
1140         G.last_update_recv_time += offset;
1141         G.last_script_run += offset;
1142
1143         /* p->lastpkt_recv_time, p->next_action_time and such: */
1144         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1145                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1146                 reset_peer_stats(pp, offset);
1147                 //bb_error_msg("offset:%+f pp->next_action_time:%f -> %f",
1148                 //      offset, pp->next_action_time, pp->next_action_time + offset);
1149                 pp->next_action_time += offset;
1150                 if (pp->p_fd >= 0) {
1151                         /* We wait for reply from this peer too.
1152                          * But due to step we are doing, reply's data is no longer
1153                          * useful (in fact, it'll be bogus). Stop waiting for it.
1154                          */
1155                         close(pp->p_fd);
1156                         pp->p_fd = -1;
1157                         set_next(pp, RETRY_INTERVAL);
1158                 }
1159         }
1160 }
1161
1162 static void clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT(void)
1163 {
1164         if (G.poll_exp < MINPOLL)
1165                 G.poll_exp = MINPOLL;
1166         if (G.poll_exp > BIGPOLL)
1167                 G.poll_exp = BIGPOLL;
1168         G.polladj_count = 0;
1169         G.stratum = MAXSTRAT;
1170 }
1171
1172
1173 /*
1174  * Selection and clustering, and their helpers
1175  */
1176 typedef struct {
1177         peer_t *p;
1178         int    type;
1179         double edge;
1180         double opt_rd; /* optimization */
1181 } point_t;
1182 static int
1183 compare_point_edge(const void *aa, const void *bb)
1184 {
1185         const point_t *a = aa;
1186         const point_t *b = bb;
1187         if (a->edge < b->edge) {
1188                 return -1;
1189         }
1190         return (a->edge > b->edge);
1191 }
1192 typedef struct {
1193         peer_t *p;
1194         double metric;
1195 } survivor_t;
1196 static int
1197 compare_survivor_metric(const void *aa, const void *bb)
1198 {
1199         const survivor_t *a = aa;
1200         const survivor_t *b = bb;
1201         if (a->metric < b->metric) {
1202                 return -1;
1203         }
1204         return (a->metric > b->metric);
1205 }
1206 static int
1207 fit(peer_t *p, double rd)
1208 {
1209         if ((p->reachable_bits & (p->reachable_bits-1)) == 0) {
1210                 /* One or zero bits in reachable_bits */
1211                 VERB4 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1212                                 "unreachable", p->p_dotted);
1213                 return 0;
1214         }
1215 #if 0 /* we filter out such packets earlier */
1216         if ((p->lastpkt_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
1217          || p->lastpkt_stratum >= MAXSTRAT
1218         ) {
1219                 VERB4 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1220                                 "bad status/stratum", p->p_dotted);
1221                 return 0;
1222         }
1223 #endif
1224         /* rd is root_distance(p) */
1225         if (rd > MAXDIST + FREQ_TOLERANCE * (1 << G.poll_exp)) {
1226                 VERB3 bb_error_msg("peer %s unfit for selection: "
1227                         "root distance %f too high, jitter:%f",
1228                         p->p_dotted, rd, p->filter_jitter
1229                 );
1230                 return 0;
1231         }
1232 //TODO
1233 //      /* Do we have a loop? */
1234 //      if (p->refid == p->dstaddr || p->refid == s.refid)
1235 //              return 0;
1236         return 1;
1237 }
1238 static peer_t*
1239 select_and_cluster(void)
1240 {
1241         peer_t     *p;
1242         llist_t    *item;
1243         int        i, j;
1244         int        size = 3 * G.peer_cnt;
1245         /* for selection algorithm */
1246         point_t    point[size];
1247         unsigned   num_points, num_candidates;
1248         double     low, high;
1249         unsigned   num_falsetickers;
1250         /* for cluster algorithm */
1251         survivor_t survivor[size];
1252         unsigned   num_survivors;
1253
1254         /* Selection */
1255
1256         num_points = 0;
1257         item = G.ntp_peers;
1258         while (item != NULL) {
1259                 double rd, offset;
1260
1261                 p = (peer_t *) item->data;
1262                 rd = root_distance(p);
1263                 offset = p->filter_offset;
1264                 if (!fit(p, rd)) {
1265                         item = item->link;
1266                         continue;
1267                 }
1268
1269                 VERB5 bb_error_msg("interval: [%f %f %f] %s",
1270                                 offset - rd,
1271                                 offset,
1272                                 offset + rd,
1273                                 p->p_dotted
1274                 );
1275                 point[num_points].p = p;
1276                 point[num_points].type = -1;
1277                 point[num_points].edge = offset - rd;
1278                 point[num_points].opt_rd = rd;
1279                 num_points++;
1280                 point[num_points].p = p;
1281                 point[num_points].type = 0;
1282                 point[num_points].edge = offset;
1283                 point[num_points].opt_rd = rd;
1284                 num_points++;
1285                 point[num_points].p = p;
1286                 point[num_points].type = 1;
1287                 point[num_points].edge = offset + rd;
1288                 point[num_points].opt_rd = rd;
1289                 num_points++;
1290                 item = item->link;
1291         }
1292         num_candidates = num_points / 3;
1293         if (num_candidates == 0) {
1294                 VERB3 bb_error_msg("no valid datapoints%s", ", no peer selected");
1295                 return NULL;
1296         }
1297 //TODO: sorting does not seem to be done in reference code
1298         qsort(point, num_points, sizeof(point[0]), compare_point_edge);
1299
1300         /* Start with the assumption that there are no falsetickers.
1301          * Attempt to find a nonempty intersection interval containing
1302          * the midpoints of all truechimers.
1303          * If a nonempty interval cannot be found, increase the number
1304          * of assumed falsetickers by one and try again.
1305          * If a nonempty interval is found and the number of falsetickers
1306          * is less than the number of truechimers, a majority has been found
1307          * and the midpoint of each truechimer represents
1308          * the candidates available to the cluster algorithm.
1309          */
1310         num_falsetickers = 0;
1311         while (1) {
1312                 int c;
1313                 unsigned num_midpoints = 0;
1314
1315                 low = 1 << 9;
1316                 high = - (1 << 9);
1317                 c = 0;
1318                 for (i = 0; i < num_points; i++) {
1319                         /* We want to do:
1320                          * if (point[i].type == -1) c++;
1321                          * if (point[i].type == 1) c--;
1322                          * and it's simpler to do it this way:
1323                          */
1324                         c -= point[i].type;
1325                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1326                                 /* If it was c++ and it got big enough... */
1327                                 low = point[i].edge;
1328                                 break;
1329                         }
1330                         if (point[i].type == 0)
1331                                 num_midpoints++;
1332                 }
1333                 c = 0;
1334                 for (i = num_points-1; i >= 0; i--) {
1335                         c += point[i].type;
1336                         if (c >= num_candidates - num_falsetickers) {
1337                                 high = point[i].edge;
1338                                 break;
1339                         }
1340                         if (point[i].type == 0)
1341                                 num_midpoints++;
1342                 }
1343                 /* If the number of midpoints is greater than the number
1344                  * of allowed falsetickers, the intersection contains at
1345                  * least one truechimer with no midpoint - bad.
1346                  * Also, interval should be nonempty.
1347                  */
1348                 if (num_midpoints <= num_falsetickers && low < high)
1349                         break;
1350                 num_falsetickers++;
1351                 if (num_falsetickers * 2 >= num_candidates) {
1352                         VERB3 bb_error_msg("falsetickers:%d, candidates:%d%s",
1353                                         num_falsetickers, num_candidates,
1354                                         ", no peer selected");
1355                         return NULL;
1356                 }
1357         }
1358         VERB4 bb_error_msg("selected interval: [%f, %f]; candidates:%d falsetickers:%d",
1359                         low, high, num_candidates, num_falsetickers);
1360
1361         /* Clustering */
1362
1363         /* Construct a list of survivors (p, metric)
1364          * from the chime list, where metric is dominated
1365          * first by stratum and then by root distance.
1366          * All other things being equal, this is the order of preference.
1367          */
1368         num_survivors = 0;
1369         for (i = 0; i < num_points; i++) {
1370                 if (point[i].edge < low || point[i].edge > high)
1371                         continue;
1372                 p = point[i].p;
1373                 survivor[num_survivors].p = p;
1374                 /* x.opt_rd == root_distance(p); */
1375                 survivor[num_survivors].metric = MAXDIST * p->lastpkt_stratum + point[i].opt_rd;
1376                 VERB5 bb_error_msg("survivor[%d] metric:%f peer:%s",
1377                         num_survivors, survivor[num_survivors].metric, p->p_dotted);
1378                 num_survivors++;
1379         }
1380         /* There must be at least MIN_SELECTED survivors to satisfy the
1381          * correctness assertions. Ordinarily, the Byzantine criteria
1382          * require four survivors, but for the demonstration here, one
1383          * is acceptable.
1384          */
1385         if (num_survivors < MIN_SELECTED) {
1386                 VERB3 bb_error_msg("survivors:%d%s",
1387                                 num_survivors,
1388                                 ", no peer selected");
1389                 return NULL;
1390         }
1391
1392 //looks like this is ONLY used by the fact that later we pick survivor[0].
1393 //we can avoid sorting then, just find the minimum once!
1394         qsort(survivor, num_survivors, sizeof(survivor[0]), compare_survivor_metric);
1395
1396         /* For each association p in turn, calculate the selection
1397          * jitter p->sjitter as the square root of the sum of squares
1398          * (p->offset - q->offset) over all q associations. The idea is
1399          * to repeatedly discard the survivor with maximum selection
1400          * jitter until a termination condition is met.
1401          */
1402         while (1) {
1403                 unsigned max_idx = max_idx;
1404                 double max_selection_jitter = max_selection_jitter;
1405                 double min_jitter = min_jitter;
1406
1407                 if (num_survivors <= MIN_CLUSTERED) {
1408                         VERB4 bb_error_msg("num_survivors %d <= %d, not discarding more",
1409                                         num_survivors, MIN_CLUSTERED);
1410                         break;
1411                 }
1412
1413                 /* To make sure a few survivors are left
1414                  * for the clustering algorithm to chew on,
1415                  * we stop if the number of survivors
1416                  * is less than or equal to MIN_CLUSTERED (3).
1417                  */
1418                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1419                         double selection_jitter_sq;
1420
1421                         p = survivor[i].p;
1422                         if (i == 0 || p->filter_jitter < min_jitter)
1423                                 min_jitter = p->filter_jitter;
1424
1425                         selection_jitter_sq = 0;
1426                         for (j = 0; j < num_survivors; j++) {
1427                                 peer_t *q = survivor[j].p;
1428                                 selection_jitter_sq += SQUARE(p->filter_offset - q->filter_offset);
1429                         }
1430                         if (i == 0 || selection_jitter_sq > max_selection_jitter) {
1431                                 max_selection_jitter = selection_jitter_sq;
1432                                 max_idx = i;
1433                         }
1434                         VERB6 bb_error_msg("survivor %d selection_jitter^2:%f",
1435                                         i, selection_jitter_sq);
1436                 }
1437                 max_selection_jitter = SQRT(max_selection_jitter / num_survivors);
1438                 VERB5 bb_error_msg("max_selection_jitter (at %d):%f min_jitter:%f",
1439                                 max_idx, max_selection_jitter, min_jitter);
1440
1441                 /* If the maximum selection jitter is less than the
1442                  * minimum peer jitter, then tossing out more survivors
1443                  * will not lower the minimum peer jitter, so we might
1444                  * as well stop.
1445                  */
1446                 if (max_selection_jitter < min_jitter) {
1447                         VERB4 bb_error_msg("max_selection_jitter:%f < min_jitter:%f, num_survivors:%d, not discarding more",
1448                                         max_selection_jitter, min_jitter, num_survivors);
1449                         break;
1450                 }
1451
1452                 /* Delete survivor[max_idx] from the list
1453                  * and go around again.
1454                  */
1455                 VERB6 bb_error_msg("dropping survivor %d", max_idx);
1456                 num_survivors--;
1457                 while (max_idx < num_survivors) {
1458                         survivor[max_idx] = survivor[max_idx + 1];
1459                         max_idx++;
1460                 }
1461         }
1462
1463         if (0) {
1464                 /* Combine the offsets of the clustering algorithm survivors
1465                  * using a weighted average with weight determined by the root
1466                  * distance. Compute the selection jitter as the weighted RMS
1467                  * difference between the first survivor and the remaining
1468                  * survivors. In some cases the inherent clock jitter can be
1469                  * reduced by not using this algorithm, especially when frequent
1470                  * clockhopping is involved. bbox: thus we don't do it.
1471                  */
1472                 double x, y, z, w;
1473                 y = z = w = 0;
1474                 for (i = 0; i < num_survivors; i++) {
1475                         p = survivor[i].p;
1476                         x = root_distance(p);
1477                         y += 1 / x;
1478                         z += p->filter_offset / x;
1479                         w += SQUARE(p->filter_offset - survivor[0].p->filter_offset) / x;
1480                 }
1481                 //G.cluster_offset = z / y;
1482                 //G.cluster_jitter = SQRT(w / y);
1483         }
1484
1485         /* Pick the best clock. If the old system peer is on the list
1486          * and at the same stratum as the first survivor on the list,
1487          * then don't do a clock hop. Otherwise, select the first
1488          * survivor on the list as the new system peer.
1489          */
1490         p = survivor[0].p;
1491         if (G.last_update_peer
1492          && G.last_update_peer->lastpkt_stratum <= p->lastpkt_stratum
1493         ) {
1494                 /* Starting from 1 is ok here */
1495                 for (i = 1; i < num_survivors; i++) {
1496                         if (G.last_update_peer == survivor[i].p) {
1497                                 VERB5 bb_error_msg("keeping old synced peer");
1498                                 p = G.last_update_peer;
1499                                 goto keep_old;
1500                         }
1501                 }
1502         }
1503         G.last_update_peer = p;
1504  keep_old:
1505         VERB4 bb_error_msg("selected peer %s filter_offset:%+f age:%f",
1506                         p->p_dotted,
1507                         p->filter_offset,
1508                         G.cur_time - p->lastpkt_recv_time
1509         );
1510         return p;
1511 }
1512
1513
1514 /*
1515  * Local clock discipline and its helpers
1516  */
1517 static void
1518 set_new_values(int disc_state, double offset, double recv_time)
1519 {
1520         /* Enter new state and set state variables. Note we use the time
1521          * of the last clock filter sample, which must be earlier than
1522          * the current time.
1523          */
1524         VERB4 bb_error_msg("disc_state=%d last update offset=%f recv_time=%f",
1525                         disc_state, offset, recv_time);
1526         G.discipline_state = disc_state;
1527         G.last_update_offset = offset;
1528         G.last_update_recv_time = recv_time;
1529 }
1530 /* Return: -1: decrease poll interval, 0: leave as is, 1: increase */
1531 static NOINLINE int
1532 update_local_clock(peer_t *p)
1533 {
1534         int rc;
1535         struct timex tmx;
1536         /* Note: can use G.cluster_offset instead: */
1537         double offset = p->filter_offset;
1538         double recv_time = p->lastpkt_recv_time;
1539         double abs_offset;
1540 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1541         double freq_drift;
1542 #endif
1543 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP || USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1544         double since_last_update;
1545 #endif
1546         double etemp, dtemp;
1547
1548         abs_offset = fabs(offset);
1549
1550 #if 0
1551         /* If needed, -S script can do it by looking at $offset
1552          * env var and killing parent */
1553         /* If the offset is too large, give up and go home */
1554         if (abs_offset > PANIC_THRESHOLD) {
1555                 bb_error_msg_and_die("offset %f far too big, exiting", offset);
1556         }
1557 #endif
1558
1559         /* If this is an old update, for instance as the result
1560          * of a system peer change, avoid it. We never use
1561          * an old sample or the same sample twice.
1562          */
1563         if (recv_time <= G.last_update_recv_time) {
1564                 VERB3 bb_error_msg("update from %s: same or older datapoint, not using it",
1565                         p->p_dotted);
1566                 return 0; /* "leave poll interval as is" */
1567         }
1568
1569         /* Clock state machine transition function. This is where the
1570          * action is and defines how the system reacts to large time
1571          * and frequency errors.
1572          */
1573 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP || USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1574         since_last_update = recv_time - G.reftime;
1575 #endif
1576 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1577         freq_drift = 0;
1578 #endif
1579 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1580         if (G.discipline_state == STATE_FREQ) {
1581                 /* Ignore updates until the stepout threshold */
1582                 if (since_last_update < WATCH_THRESHOLD) {
1583                         VERB4 bb_error_msg("measuring drift, datapoint ignored, %f sec remains",
1584                                         WATCH_THRESHOLD - since_last_update);
1585                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1586                 }
1587 # if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1588                 freq_drift = (offset - G.last_update_offset) / since_last_update;
1589 # endif
1590         }
1591 #endif
1592
1593         /* There are two main regimes: when the
1594          * offset exceeds the step threshold and when it does not.
1595          */
1596         if (abs_offset > STEP_THRESHOLD) {
1597 #if 0
1598                 double remains;
1599
1600 // This "spike state" seems to be useless, peer selection already drops
1601 // occassional "bad" datapoints. If we are here, there were _many_
1602 // large offsets. When a few first large offsets are seen,
1603 // we end up in "no valid datapoints, no peer selected" state.
1604 // Only when enough of them are seen (which means it's not a fluke),
1605 // we end up here. Looks like _our_ clock is off.
1606                 switch (G.discipline_state) {
1607                 case STATE_SYNC:
1608                         /* The first outlyer: ignore it, switch to SPIK state */
1609                         VERB3 bb_error_msg("update from %s: offset:%+f, spike%s",
1610                                 p->p_dotted, offset,
1611                                 "");
1612                         G.discipline_state = STATE_SPIK;
1613                         return -1; /* "decrease poll interval" */
1614
1615                 case STATE_SPIK:
1616                         /* Ignore succeeding outlyers until either an inlyer
1617                          * is found or the stepout threshold is exceeded.
1618                          */
1619                         remains = WATCH_THRESHOLD - since_last_update;
1620                         if (remains > 0) {
1621                                 VERB3 bb_error_msg("update from %s: offset:%+f, spike%s",
1622                                         p->p_dotted, offset,
1623                                         ", datapoint ignored");
1624                                 return -1; /* "decrease poll interval" */
1625                         }
1626                         /* fall through: we need to step */
1627                 } /* switch */
1628 #endif
1629
1630                 /* Step the time and clamp down the poll interval.
1631                  *
1632                  * In NSET state an initial frequency correction is
1633                  * not available, usually because the frequency file has
1634                  * not yet been written. Since the time is outside the
1635                  * capture range, the clock is stepped. The frequency
1636                  * will be set directly following the stepout interval.
1637                  *
1638                  * In FSET state the initial frequency has been set
1639                  * from the frequency file. Since the time is outside
1640                  * the capture range, the clock is stepped immediately,
1641                  * rather than after the stepout interval. Guys get
1642                  * nervous if it takes 17 minutes to set the clock for
1643                  * the first time.
1644                  *
1645                  * In SPIK state the stepout threshold has expired and
1646                  * the phase is still above the step threshold. Note
1647                  * that a single spike greater than the step threshold
1648                  * is always suppressed, even at the longer poll
1649                  * intervals.
1650                  */
1651                 VERB4 bb_error_msg("stepping time by %+f; poll_exp=MINPOLL", offset);
1652                 step_time(offset);
1653                 if (option_mask32 & OPT_q) {
1654                         /* We were only asked to set time once. Done. */
1655                         exit(0);
1656                 }
1657
1658                 clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT();
1659
1660                 run_script("step", offset);
1661
1662                 recv_time += offset;
1663
1664 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1665                 if (G.discipline_state == STATE_NSET) {
1666                         set_new_values(STATE_FREQ, /*offset:*/ 0, recv_time);
1667                         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1668                 }
1669 #endif
1670                 abs_offset = offset = 0;
1671                 set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1672         } else { /* abs_offset <= STEP_THRESHOLD */
1673
1674                 /* The ratio is calculated before jitter is updated to make
1675                  * poll adjust code more sensitive to large offsets.
1676                  */
1677                 G.offset_to_jitter_ratio = abs_offset / G.discipline_jitter;
1678
1679                 /* Compute the clock jitter as the RMS of exponentially
1680                  * weighted offset differences. Used by the poll adjust code.
1681                  */
1682                 etemp = SQUARE(G.discipline_jitter);
1683                 dtemp = SQUARE(offset - G.last_update_offset);
1684                 G.discipline_jitter = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1685                 if (G.discipline_jitter < G_precision_sec)
1686                         G.discipline_jitter = G_precision_sec;
1687
1688                 switch (G.discipline_state) {
1689                 case STATE_NSET:
1690                         if (option_mask32 & OPT_q) {
1691                                 /* We were only asked to set time once.
1692                                  * The clock is precise enough, no need to step.
1693                                  */
1694                                 exit(0);
1695                         }
1696 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1697                         /* This is the first update received and the frequency
1698                          * has not been initialized. The first thing to do
1699                          * is directly measure the oscillator frequency.
1700                          */
1701                         set_new_values(STATE_FREQ, offset, recv_time);
1702 #else
1703                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1704 #endif
1705                         VERB4 bb_error_msg("transitioning to FREQ, datapoint ignored");
1706                         return 0; /* "leave poll interval as is" */
1707
1708 #if 0 /* this is dead code for now */
1709                 case STATE_FSET:
1710                         /* This is the first update and the frequency
1711                          * has been initialized. Adjust the phase, but
1712                          * don't adjust the frequency until the next update.
1713                          */
1714                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1715                         /* freq_drift remains 0 */
1716                         break;
1717 #endif
1718
1719 #if USING_INITIAL_FREQ_ESTIMATION
1720                 case STATE_FREQ:
1721                         /* since_last_update >= WATCH_THRESHOLD, we waited enough.
1722                          * Correct the phase and frequency and switch to SYNC state.
1723                          * freq_drift was already estimated (see code above)
1724                          */
1725                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1726                         break;
1727 #endif
1728
1729                 default:
1730 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1731                         /* Compute freq_drift due to PLL and FLL contributions.
1732                          *
1733                          * The FLL and PLL frequency gain constants
1734                          * depend on the poll interval and Allan
1735                          * intercept. The FLL is not used below one-half
1736                          * the Allan intercept. Above that the loop gain
1737                          * increases in steps to 1 / AVG.
1738                          */
1739                         if ((1 << G.poll_exp) > ALLAN / 2) {
1740                                 etemp = FLL - G.poll_exp;
1741                                 if (etemp < AVG)
1742                                         etemp = AVG;
1743                                 freq_drift += (offset - G.last_update_offset) / (MAXD(since_last_update, ALLAN) * etemp);
1744                         }
1745                         /* For the PLL the integration interval
1746                          * (numerator) is the minimum of the update
1747                          * interval and poll interval. This allows
1748                          * oversampling, but not undersampling.
1749                          */
1750                         etemp = MIND(since_last_update, (1 << G.poll_exp));
1751                         dtemp = (4 * PLL) << G.poll_exp;
1752                         freq_drift += offset * etemp / SQUARE(dtemp);
1753 #endif
1754                         set_new_values(STATE_SYNC, offset, recv_time);
1755                         break;
1756                 }
1757                 if (G.stratum != p->lastpkt_stratum + 1) {
1758                         G.stratum = p->lastpkt_stratum + 1;
1759                         run_script("stratum", offset);
1760                 }
1761         }
1762
1763         G.reftime = G.cur_time;
1764         G.ntp_status = p->lastpkt_status;
1765         G.refid = p->lastpkt_refid;
1766         G.rootdelay = p->lastpkt_rootdelay + p->lastpkt_delay;
1767         dtemp = p->filter_jitter; // SQRT(SQUARE(p->filter_jitter) + SQUARE(G.cluster_jitter));
1768         dtemp += MAXD(p->filter_dispersion + FREQ_TOLERANCE * (G.cur_time - p->lastpkt_recv_time) + abs_offset, MINDISP);
1769         G.rootdisp = p->lastpkt_rootdisp + dtemp;
1770         VERB4 bb_error_msg("updating leap/refid/reftime/rootdisp from peer %s", p->p_dotted);
1771
1772         /* We are in STATE_SYNC now, but did not do adjtimex yet.
1773          * (Any other state does not reach this, they all return earlier)
1774          * By this time, freq_drift and offset are set
1775          * to values suitable for adjtimex.
1776          */
1777 #if !USING_KERNEL_PLL_LOOP
1778         /* Calculate the new frequency drift and frequency stability (wander).
1779          * Compute the clock wander as the RMS of exponentially weighted
1780          * frequency differences. This is not used directly, but can,
1781          * along with the jitter, be a highly useful monitoring and
1782          * debugging tool.
1783          */
1784         dtemp = G.discipline_freq_drift + freq_drift;
1785         G.discipline_freq_drift = MAXD(MIND(MAXDRIFT, dtemp), -MAXDRIFT);
1786         etemp = SQUARE(G.discipline_wander);
1787         dtemp = SQUARE(dtemp);
1788         G.discipline_wander = SQRT(etemp + (dtemp - etemp) / AVG);
1789
1790         VERB4 bb_error_msg("discipline freq_drift=%.9f(int:%ld corr:%e) wander=%f",
1791                         G.discipline_freq_drift,
1792                         (long)(G.discipline_freq_drift * 65536e6),
1793                         freq_drift,
1794                         G.discipline_wander);
1795 #endif
1796         VERB4 {
1797                 memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1798                 if (adjtimex(&tmx) < 0)
1799                         bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1800                 bb_error_msg("p adjtimex freq:%ld offset:%+ld status:0x%x tc:%ld",
1801                                 tmx.freq, tmx.offset, tmx.status, tmx.constant);
1802         }
1803
1804         memset(&tmx, 0, sizeof(tmx));
1805 #if 0
1806 //doesn't work, offset remains 0 (!) in kernel:
1807 //ntpd:  set adjtimex freq:1786097 tmx.offset:77487
1808 //ntpd: prev adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1809 //ntpd:  cur adjtimex freq:1786097 tmx.offset:0
1810         tmx.modes = ADJ_FREQUENCY | ADJ_OFFSET;
1811         /* 65536 is one ppm */
1812         tmx.freq = G.discipline_freq_drift * 65536e6;
1813 #endif
1814         tmx.modes = ADJ_OFFSET | ADJ_STATUS | ADJ_TIMECONST;// | ADJ_MAXERROR | ADJ_ESTERROR;
1815
1816         tmx.offset = (long)(offset * 1000000); /* usec */
1817         if (SLEW_THRESHOLD < STEP_THRESHOLD) {
1818                 if (tmx.offset > (long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000)) {
1819                         tmx.offset = (long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000);
1820                 }
1821                 if (tmx.offset < -(long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000)) {
1822                         tmx.offset = -(long)(SLEW_THRESHOLD * 1000000);
1823                 }
1824         }
1825
1826         tmx.status = STA_PLL;
1827         if (G.FREQHOLD_cnt != 0) {
1828                 /* man adjtimex on STA_FREQHOLD:
1829                  * "Normally adjustments made via ADJ_OFFSET result in dampened
1830                  * frequency adjustments also being made.
1831                  * This flag prevents the small frequency adjustment from being
1832                  * made when correcting for an ADJ_OFFSET value."
1833                  *
1834                  * Use this flag for a few first adjustments at the beginning
1835                  * of ntpd execution, otherwise even relatively small initial
1836                  * offset tend to cause largish changes to in-kernel tmx.freq.
1837                  * If ntpd was restarted due to e.g. switch to another network,
1838                  * this destroys already well-established tmx.freq value.
1839                  */
1840                 if (G.FREQHOLD_cnt < 0) {
1841                         /* Initialize it */
1842 // Example: a laptop whose clock runs slower when hibernated,
1843 // after wake up it still has good tmx.freq, but accumulated ~0.5 sec offset:
1844 // Run with code where initial G.FREQHOLD_cnt was always 8:
1845 //15:17:52.947 no valid datapoints, no peer selected
1846 //15:17:56.515 update from:<IP> offset:+0.485133 delay:0.157762 jitter:0.209310 clock drift:-1.393ppm tc:4
1847 //15:17:57.719 update from:<IP> offset:+0.483825 delay:0.158070 jitter:0.181159 clock drift:-1.393ppm tc:4
1848 //15:17:59.925 update from:<IP> offset:+0.479504 delay:0.158147 jitter:0.156657 clock drift:-1.393ppm tc:4
1849 //15:18:33.322 update from:<IP> offset:+0.428119 delay:0.158317 jitter:0.138071 clock drift:-1.393ppm tc:4
1850 //15:19:06.718 update from:<IP> offset:+0.376932 delay:0.158276 jitter:0.122075 clock drift:-1.393ppm tc:4
1851 //15:19:39.114 update from:<IP> offset:+0.327022 delay:0.158384 jitter:0.108538 clock drift:-1.393ppm tc:4
1852 //15:20:12.715 update from:<IP> offset:+0.275596 delay:0.158297 jitter:0.097292 clock drift:-1.393ppm tc:4
1853 //15:20:45.111 update from:<IP> offset:+0.225715 delay:0.158271 jitter:0.087841 clock drift:-1.393ppm tc:4
1854 // If allowed to continue, it would start increasing tmx.freq now.
1855 // Instead, it was ^Ced, and started anew:
1856 //15:21:15.043 no valid datapoints, no peer selected
1857 //15:21:17.408 update from:<IP> offset:+0.175910 delay:0.158314 jitter:0.076683 clock drift:-1.393ppm tc:4
1858 //15:21:19.774 update from:<IP> offset:+0.171784 delay:0.158401 jitter:0.066436 clock drift:-1.393ppm tc:4
1859 //15:21:22.140 update from:<IP> offset:+0.171660 delay:0.158592 jitter:0.057536 clock drift:-1.393ppm tc:4
1860 //15:21:22.140 update from:<IP> offset:+0.167126 delay:0.158507 jitter:0.049792 clock drift:-1.393ppm tc:4
1861 //15:21:55.696 update from:<IP> offset:+0.115223 delay:0.158277 jitter:0.050240 clock drift:-1.393ppm tc:4
1862 //15:22:29.093 update from:<IP> offset:+0.068051 delay:0.158243 jitter:0.049405 clock drift:-1.393ppm tc:5
1863 //15:23:02.490 update from:<IP> offset:+0.051632 delay:0.158215 jitter:0.043545 clock drift:-1.393ppm tc:5
1864 //15:23:34.726 update from:<IP> offset:+0.039984 delay:0.158157 jitter:0.038106 clock drift:-1.393ppm tc:5
1865 // STA_FREQHOLD no longer set, started increasing tmx.freq now:
1866 //15:24:06.961 update from:<IP> offset:+0.030968 delay:0.158190 jitter:0.033306 clock drift:+2.387ppm tc:5
1867 //15:24:40.357 update from:<IP> offset:+0.023648 delay:0.158211 jitter:0.029072 clock drift:+5.454ppm tc:5
1868 //15:25:13.774 update from:<IP> offset:+0.018068 delay:0.157660 jitter:0.025288 clock drift:+7.728ppm tc:5
1869 //15:26:19.173 update from:<IP> offset:+0.010057 delay:0.157969 jitter:0.022255 clock drift:+8.361ppm tc:6
1870 //15:27:26.602 update from:<IP> offset:+0.006737 delay:0.158103 jitter:0.019316 clock drift:+8.792ppm tc:6
1871 //15:28:33.030 update from:<IP> offset:+0.004513 delay:0.158294 jitter:0.016765 clock drift:+9.080ppm tc:6
1872 //15:29:40.617 update from:<IP> offset:+0.002787 delay:0.157745 jitter:0.014543 clock drift:+9.258ppm tc:6
1873 //15:30:47.045 update from:<IP> offset:+0.001324 delay:0.157709 jitter:0.012594 clock drift:+9.342ppm tc:6
1874 //15:31:53.473 update from:<IP> offset:+0.000007 delay:0.158142 jitter:0.010922 clock drift:+9.343ppm tc:6
1875 //15:32:58.902 update from:<IP> offset:-0.000728 delay:0.158222 jitter:0.009454 clock drift:+9.298ppm tc:6
1876                         /*
1877                          * This expression would choose MIN_FREQHOLD + 8 in the above example.
1878                          */
1879                         G.FREQHOLD_cnt = 1 + MIN_FREQHOLD + ((unsigned)(abs(tmx.offset)) >> 16);
1880                 }
1881                 G.FREQHOLD_cnt--;
1882                 tmx.status |= STA_FREQHOLD;
1883         }
1884         if (G.ntp_status & LI_PLUSSEC)
1885                 tmx.status |= STA_INS;
1886         if (G.ntp_status & LI_MINUSSEC)
1887                 tmx.status |= STA_DEL;
1888
1889         tmx.constant = (int)G.poll_exp - 4;
1890         /* EXPERIMENTAL.
1891          * The below if statement should be unnecessary, but...
1892          * It looks like Linux kernel's PLL is far too gentle in changing
1893          * tmx.freq in response to clock offset. Offset keeps growing
1894          * and eventually we fall back to smaller poll intervals.
1895          * We can make correction more aggressive (about x2) by supplying
1896          * PLL time constant which is one less than the real one.
1897          * To be on a safe side, let's do it only if offset is significantly
1898          * larger than jitter.
1899          */
1900         if (G.offset_to_jitter_ratio >= TIMECONST_HACK_GATE)
1901                 tmx.constant--;
1902         if (tmx.constant < 0)
1903                 tmx.constant = 0;
1904
1905         //tmx.esterror = (uint32_t)(clock_jitter * 1e6);
1906         //tmx.maxerror = (uint32_t)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
1907         rc = adjtimex(&tmx);
1908         if (rc < 0)
1909                 bb_perror_msg_and_die("adjtimex");
1910         /* NB: here kernel returns constant == G.poll_exp, not == G.poll_exp - 4.
1911          * Not sure why. Perhaps it is normal.
1912          */
1913         VERB4 bb_error_msg("adjtimex:%d freq:%ld offset:%+ld status:0x%x",
1914                                 rc, tmx.freq, tmx.offset, tmx.status);
1915         G.kernel_freq_drift = tmx.freq / 65536;
1916         VERB2 bb_error_msg("update from:%s offset:%+f delay:%f jitter:%f clock drift:%+.3fppm tc:%d",
1917                         p->p_dotted,
1918                         offset,
1919                         p->p_raw_delay,
1920                         G.discipline_jitter,
1921                         (double)tmx.freq / 65536,
1922                         (int)tmx.constant
1923         );
1924
1925         return 1; /* "ok to increase poll interval" */
1926 }
1927
1928
1929 /*
1930  * We've got a new reply packet from a peer, process it
1931  * (helpers first)
1932  */
1933 static unsigned
1934 poll_interval(int upper_bound)
1935 {
1936         unsigned interval, r, mask;
1937         interval = 1 << G.poll_exp;
1938         if (interval > upper_bound)
1939                 interval = upper_bound;
1940         mask = ((interval-1) >> 4) | 1;
1941         r = rand();
1942         interval += r & mask; /* ~ random(0..1) * interval/16 */
1943         VERB4 bb_error_msg("chose poll interval:%u (poll_exp:%d)", interval, G.poll_exp);
1944         return interval;
1945 }
1946 static void
1947 adjust_poll(int count)
1948 {
1949         G.polladj_count += count;
1950         if (G.polladj_count > POLLADJ_LIMIT) {
1951                 G.polladj_count = 0;
1952                 if (G.poll_exp < MAXPOLL) {
1953                         G.poll_exp++;
1954                         VERB4 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f ++poll_exp=%d",
1955                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1956                 }
1957         } else if (G.polladj_count < -POLLADJ_LIMIT || (count < 0 && G.poll_exp > BIGPOLL)) {
1958                 G.polladj_count = 0;
1959                 if (G.poll_exp > MINPOLL) {
1960                         llist_t *item;
1961
1962                         G.poll_exp--;
1963                         /* Correct p->next_action_time in each peer
1964                          * which waits for sending, so that they send earlier.
1965                          * Old pp->next_action_time are on the order
1966                          * of t + (1 << old_poll_exp) + small_random,
1967                          * we simply need to subtract ~half of that.
1968                          */
1969                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
1970                                 peer_t *pp = (peer_t *) item->data;
1971                                 if (pp->p_fd < 0)
1972                                         pp->next_action_time -= (1 << G.poll_exp);
1973                         }
1974                         VERB4 bb_error_msg("polladj: discipline_jitter:%f --poll_exp=%d",
1975                                         G.discipline_jitter, G.poll_exp);
1976                 }
1977         } else {
1978                 VERB4 bb_error_msg("polladj: count:%d", G.polladj_count);
1979         }
1980 }
1981 static NOINLINE void
1982 recv_and_process_peer_pkt(peer_t *p)
1983 {
1984         int         rc;
1985         ssize_t     size;
1986         msg_t       msg;
1987         double      T1, T2, T3, T4;
1988         double      offset;
1989         double      prev_delay, delay;
1990         unsigned    interval;
1991         datapoint_t *datapoint;
1992         peer_t      *q;
1993
1994         offset = 0;
1995
1996         /* We can recvfrom here and check from.IP, but some multihomed
1997          * ntp servers reply from their *other IP*.
1998          * TODO: maybe we should check at least what we can: from.port == 123?
1999          */
2000  recv_again:
2001         size = recv(p->p_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT);
2002         if (size < 0) {
2003                 if (errno == EINTR)
2004                         /* Signal caught */
2005                         goto recv_again;
2006                 if (errno == EAGAIN)
2007                         /* There was no packet after all
2008                          * (poll() returning POLLIN for a fd
2009                          * is not a ironclad guarantee that data is there)
2010                          */
2011                         return;
2012                 /*
2013                  * If you need a different handling for a specific
2014                  * errno, always explain it in comment.
2015                  */
2016                 bb_perror_msg_and_die("recv(%s) error", p->p_dotted);
2017         }
2018
2019 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2020         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH && size != NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH) {
2021                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
2022                 return;
2023         }
2024         if (p->key_entry && hashes_differ(p, &msg)) {
2025                 bb_error_msg("invalid cryptographic hash received from %s", p->p_dotted);
2026                 return;
2027         }
2028 #else
2029         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH) {
2030                 bb_error_msg("malformed packet received from %s", p->p_dotted);
2031                 return;
2032         }
2033 #endif
2034
2035         if (msg.m_orgtime.int_partl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.int_partl
2036          || msg.m_orgtime.fractionl != p->p_xmt_msg.m_xmttime.fractionl
2037         ) {
2038                 /* Somebody else's packet */
2039                 return;
2040         }
2041
2042         /* We do not expect any more packets from this peer for now.
2043          * Closing the socket informs kernel about it.
2044          * We open a new socket when we send a new query.
2045          */
2046         close(p->p_fd);
2047         p->p_fd = -1;
2048
2049         if ((msg.m_status & LI_ALARM) == LI_ALARM
2050          || msg.m_stratum == 0
2051          || msg.m_stratum > NTP_MAXSTRATUM
2052         ) {
2053                 bb_error_msg("reply from %s: peer is unsynced", p->p_dotted);
2054                 /*
2055                  * Stratum 0 responses may have commands in 32-bit m_refid field:
2056                  * "DENY", "RSTR" - peer does not like us at all,
2057                  * "RATE" - peer is overloaded, reduce polling freq.
2058                  * If poll interval is small, increase it.
2059                  */
2060                 if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2061                         goto increase_interval;
2062                 goto pick_normal_interval;
2063         }
2064
2065 //      /* Verify valid root distance */
2066 //      if (msg.m_rootdelay / 2 + msg.m_rootdisp >= MAXDISP || p->lastpkt_reftime > msg.m_xmt)
2067 //              return;                 /* invalid header values */
2068
2069         /*
2070          * From RFC 2030 (with a correction to the delay math):
2071          *
2072          * Timestamp Name          ID   When Generated
2073          * ------------------------------------------------------------
2074          * Originate Timestamp     T1   time request sent by client
2075          * Receive Timestamp       T2   time request received by server
2076          * Transmit Timestamp      T3   time reply sent by server
2077          * Destination Timestamp   T4   time reply received by client
2078          *
2079          * The roundtrip delay and local clock offset are defined as
2080          *
2081          * delay = (T4 - T1) - (T3 - T2); offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2
2082          */
2083         T1 = p->p_xmttime;
2084         T2 = lfp_to_d(msg.m_rectime);
2085         T3 = lfp_to_d(msg.m_xmttime);
2086         T4 = G.cur_time;
2087         delay = (T4 - T1) - (T3 - T2);
2088
2089         /*
2090          * If this packet's delay is much bigger than the last one,
2091          * it's better to just ignore it than use its much less precise value.
2092          */
2093         prev_delay = p->p_raw_delay;
2094         p->p_raw_delay = (delay < 0 ? 0.0 : delay);
2095         if (p->reachable_bits
2096          && delay > prev_delay * BAD_DELAY_GROWTH
2097          && delay > 1.0 / (8 * 1024) /* larger than ~0.000122 */
2098         ) {
2099                 bb_error_msg("reply from %s: delay %f is too high, ignoring", p->p_dotted, delay);
2100                 goto pick_normal_interval;
2101         }
2102
2103         /* The delay calculation is a special case. In cases where the
2104          * server and client clocks are running at different rates and
2105          * with very fast networks, the delay can appear negative. In
2106          * order to avoid violating the Principle of Least Astonishment,
2107          * the delay is clamped not less than the system precision.
2108          */
2109         if (delay < G_precision_sec)
2110                 delay = G_precision_sec;
2111         p->lastpkt_delay = delay;
2112         p->lastpkt_recv_time = T4;
2113         VERB6 bb_error_msg("%s->lastpkt_recv_time=%f", p->p_dotted, p->lastpkt_recv_time);
2114         p->lastpkt_status = msg.m_status;
2115         p->lastpkt_stratum = msg.m_stratum;
2116         p->lastpkt_rootdelay = sfp_to_d(msg.m_rootdelay);
2117         p->lastpkt_rootdisp = sfp_to_d(msg.m_rootdisp);
2118         p->lastpkt_refid = msg.m_refid;
2119
2120         p->datapoint_idx = p->reachable_bits ? (p->datapoint_idx + 1) % NUM_DATAPOINTS : 0;
2121         datapoint = &p->filter_datapoint[p->datapoint_idx];
2122         datapoint->d_recv_time = T4;
2123         datapoint->d_offset    = offset = ((T2 - T1) + (T3 - T4)) / 2;
2124         datapoint->d_dispersion = LOG2D(msg.m_precision_exp) + G_precision_sec;
2125         if (!p->reachable_bits) {
2126                 /* 1st datapoint ever - replicate offset in every element */
2127                 int i;
2128                 for (i = 0; i < NUM_DATAPOINTS; i++) {
2129                         p->filter_datapoint[i].d_offset = offset;
2130                 }
2131         }
2132
2133         p->reachable_bits |= 1;
2134         if ((MAX_VERBOSE && G.verbose) || (option_mask32 & OPT_w)) {
2135                 bb_info_msg("reply from %s: offset:%+f delay:%f status:0x%02x strat:%d refid:0x%08x rootdelay:%f reach:0x%02x",
2136                         p->p_dotted,
2137                         offset,
2138                         p->p_raw_delay,
2139                         p->lastpkt_status,
2140                         p->lastpkt_stratum,
2141                         p->lastpkt_refid,
2142                         p->lastpkt_rootdelay,
2143                         p->reachable_bits
2144                         /* not shown: m_ppoll, m_precision_exp, m_rootdisp,
2145                          * m_reftime, m_orgtime, m_rectime, m_xmttime
2146                          */
2147                 );
2148         }
2149
2150         /* Muck with statictics and update the clock */
2151         filter_datapoints(p);
2152         q = select_and_cluster();
2153         rc = 0;
2154         if (q) {
2155                 if (!(option_mask32 & OPT_w)) {
2156                         rc = update_local_clock(q);
2157 #if 0
2158 //Disabled this because there is a case where largish offsets
2159 //are unavoidable: if network round-trip delay is, say, ~0.6s,
2160 //error in offset estimation would be ~delay/2 ~= 0.3s.
2161 //Thus, offsets will be usually in -0.3...0.3s range.
2162 //In this case, this code would keep poll interval small,
2163 //but it won't be helping.
2164 //BIGOFF check below deals with a case of seeing multi-second offsets.
2165
2166                         /* If drift is dangerously large, immediately
2167                          * drop poll interval one step down.
2168                          */
2169                         if (fabs(q->filter_offset) >= POLLDOWN_OFFSET) {
2170                                 VERB4 bb_error_msg("offset:%+f > POLLDOWN_OFFSET", q->filter_offset);
2171                                 adjust_poll(-POLLADJ_LIMIT * 3);
2172                                 rc = 0;
2173                         }
2174 #endif
2175                 }
2176         } else {
2177                 /* No peer selected.
2178                  * If poll interval is small, increase it.
2179                  */
2180                 if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2181                         goto increase_interval;
2182         }
2183
2184         if (rc != 0) {
2185                 /* Adjust the poll interval by comparing the current offset
2186                  * with the clock jitter. If the offset is less than
2187                  * the clock jitter times a constant, then the averaging interval
2188                  * is increased, otherwise it is decreased. A bit of hysteresis
2189                  * helps calm the dance. Works best using burst mode.
2190                  */
2191                 if (rc > 0 && G.offset_to_jitter_ratio <= POLLADJ_GATE) {
2192                         /* was += G.poll_exp but it is a bit
2193                          * too optimistic for my taste at high poll_exp's */
2194  increase_interval:
2195                         adjust_poll(MINPOLL);
2196                 } else {
2197                         VERB3 if (rc > 0)
2198                                 bb_error_msg("want smaller interval: offset/jitter = %u",
2199                                         G.offset_to_jitter_ratio);
2200                         adjust_poll(-G.poll_exp * 2);
2201                 }
2202         }
2203
2204         /* Decide when to send new query for this peer */
2205  pick_normal_interval:
2206         interval = poll_interval(INT_MAX);
2207         if (fabs(offset) >= BIGOFF && interval > BIGOFF_INTERVAL) {
2208                 /* If we are synced, offsets are less than SLEW_THRESHOLD,
2209                  * or at the very least not much larger than it.
2210                  * Now we see a largish one.
2211                  * Either this peer is feeling bad, or packet got corrupted,
2212                  * or _our_ clock is wrong now and _all_ peers will show similar
2213                  * largish offsets too.
2214                  * I observed this with laptop suspend stopping clock.
2215                  * In any case, it makes sense to make next request soonish:
2216                  * cases 1 and 2: get a better datapoint,
2217                  * case 3: allows to resync faster.
2218                  */
2219                 interval = BIGOFF_INTERVAL;
2220         }
2221
2222         set_next(p, interval);
2223 }
2224
2225 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2226 static NOINLINE void
2227 recv_and_process_client_pkt(void /*int fd*/)
2228 {
2229         ssize_t          size;
2230         //uint8_t          version;
2231         len_and_sockaddr *to;
2232         struct sockaddr  *from;
2233         msg_t            msg;
2234         uint8_t          query_status;
2235         l_fixedpt_t      query_xmttime;
2236
2237         to = get_sock_lsa(G_listen_fd);
2238         from = xzalloc(to->len);
2239
2240         size = recv_from_to(G_listen_fd, &msg, sizeof(msg), MSG_DONTWAIT, from, &to->u.sa, to->len);
2241 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2242         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH && size != NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH)
2243 #else
2244         if (size != NTP_MSGSIZE_NOAUTH && size != NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH)
2245 #endif
2246         {
2247                 char *addr;
2248                 if (size < 0) {
2249                         if (errno == EAGAIN)
2250                                 goto bail;
2251                         bb_perror_msg_and_die("recv");
2252                 }
2253                 addr = xmalloc_sockaddr2dotted_noport(from);
2254                 bb_error_msg("malformed packet received from %s: size %u", addr, (int)size);
2255                 free(addr);
2256                 goto bail;
2257         }
2258
2259         /* Respond only to client and symmetric active packets */
2260         if ((msg.m_status & MODE_MASK) != MODE_CLIENT
2261          && (msg.m_status & MODE_MASK) != MODE_SYM_ACT
2262         ) {
2263                 goto bail;
2264         }
2265
2266         query_status = msg.m_status;
2267         query_xmttime = msg.m_xmttime;
2268
2269         /* Build a reply packet */
2270         memset(&msg, 0, sizeof(msg));
2271         msg.m_status = G.stratum < MAXSTRAT ? (G.ntp_status & LI_MASK) : LI_ALARM;
2272         msg.m_status |= (query_status & VERSION_MASK);
2273         msg.m_status |= ((query_status & MODE_MASK) == MODE_CLIENT) ?
2274                         MODE_SERVER : MODE_SYM_PAS;
2275         msg.m_stratum = G.stratum;
2276         msg.m_ppoll = G.poll_exp;
2277         msg.m_precision_exp = G_precision_exp;
2278         /* this time was obtained between poll() and recv() */
2279         msg.m_rectime = d_to_lfp(G.cur_time);
2280         msg.m_xmttime = d_to_lfp(gettime1900d()); /* this instant */
2281         if (G.peer_cnt == 0) {
2282                 /* we have no peers: "stratum 1 server" mode. reftime = our own time */
2283                 G.reftime = G.cur_time;
2284         }
2285         msg.m_reftime = d_to_lfp(G.reftime);
2286         msg.m_orgtime = query_xmttime;
2287         msg.m_rootdelay = d_to_sfp(G.rootdelay);
2288 //simple code does not do this, fix simple code!
2289         msg.m_rootdisp = d_to_sfp(G.rootdisp);
2290         //version = (query_status & VERSION_MASK); /* ... >> VERSION_SHIFT - done below instead */
2291         msg.m_refid = G.refid; // (version > (3 << VERSION_SHIFT)) ? G.refid : G.refid3;
2292
2293         /* We reply from the local address packet was sent to,
2294          * this makes to/from look swapped here: */
2295         do_sendto(G_listen_fd,
2296                 /*from:*/ &to->u.sa, /*to:*/ from, /*addrlen:*/ to->len,
2297                 &msg, size);
2298
2299  bail:
2300         free(to);
2301         free(from);
2302 }
2303 #endif
2304
2305 /* Upstream ntpd's options:
2306  *
2307  * -4   Force DNS resolution of host names to the IPv4 namespace.
2308  * -6   Force DNS resolution of host names to the IPv6 namespace.
2309  * -a   Require cryptographic authentication for broadcast client,
2310  *      multicast client and symmetric passive associations.
2311  *      This is the default.
2312  * -A   Do not require cryptographic authentication for broadcast client,
2313  *      multicast client and symmetric passive associations.
2314  *      This is almost never a good idea.
2315  * -b   Enable the client to synchronize to broadcast servers.
2316  * -c conffile
2317  *      Specify the name and path of the configuration file,
2318  *      default /etc/ntp.conf
2319  * -d   Specify debugging mode. This option may occur more than once,
2320  *      with each occurrence indicating greater detail of display.
2321  * -D level
2322  *      Specify debugging level directly.
2323  * -f driftfile
2324  *      Specify the name and path of the frequency file.
2325  *      This is the same operation as the "driftfile FILE"
2326  *      configuration command.
2327  * -g   Normally, ntpd exits with a message to the system log
2328  *      if the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s
2329  *      by default. This option allows the time to be set to any value
2330  *      without restriction; however, this can happen only once.
2331  *      If the threshold is exceeded after that, ntpd will exit
2332  *      with a message to the system log. This option can be used
2333  *      with the -q and -x options. See the tinker command for other options.
2334  * -i jaildir
2335  *      Chroot the server to the directory jaildir. This option also implies
2336  *      that the server attempts to drop root privileges at startup
2337  *      (otherwise, chroot gives very little additional security).
2338  *      You may need to also specify a -u option.
2339  * -k keyfile
2340  *      Specify the name and path of the symmetric key file,
2341  *      default /etc/ntp/keys. This is the same operation
2342  *      as the "keys FILE" configuration command.
2343  * -l logfile
2344  *      Specify the name and path of the log file. The default
2345  *      is the system log file. This is the same operation as
2346  *      the "logfile FILE" configuration command.
2347  * -L   Do not listen to virtual IPs. The default is to listen.
2348  * -n   Don't fork.
2349  * -N   To the extent permitted by the operating system,
2350  *      run the ntpd at the highest priority.
2351  * -p pidfile
2352  *      Specify the name and path of the file used to record the ntpd
2353  *      process ID. This is the same operation as the "pidfile FILE"
2354  *      configuration command.
2355  * -P priority
2356  *      To the extent permitted by the operating system,
2357  *      run the ntpd at the specified priority.
2358  * -q   Exit the ntpd just after the first time the clock is set.
2359  *      This behavior mimics that of the ntpdate program, which is
2360  *      to be retired. The -g and -x options can be used with this option.
2361  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
2362  * -r broadcastdelay
2363  *      Specify the default propagation delay from the broadcast/multicast
2364  *      server to this client. This is necessary only if the delay
2365  *      cannot be computed automatically by the protocol.
2366  * -s statsdir
2367  *      Specify the directory path for files created by the statistics
2368  *      facility. This is the same operation as the "statsdir DIR"
2369  *      configuration command.
2370  * -t key
2371  *      Add a key number to the trusted key list. This option can occur
2372  *      more than once.
2373  * -u user[:group]
2374  *      Specify a user, and optionally a group, to switch to.
2375  * -v variable
2376  * -V variable
2377  *      Add a system variable listed by default.
2378  * -x   Normally, the time is slewed if the offset is less than the step
2379  *      threshold, which is 128 ms by default, and stepped if above
2380  *      the threshold. This option sets the threshold to 600 s, which is
2381  *      well within the accuracy window to set the clock manually.
2382  *      Note: since the slew rate of typical Unix kernels is limited
2383  *      to 0.5 ms/s, each second of adjustment requires an amortization
2384  *      interval of 2000 s. Thus, an adjustment as much as 600 s
2385  *      will take almost 14 days to complete. This option can be used
2386  *      with the -g and -q options. See the tinker command for other options.
2387  *      Note: The kernel time discipline is disabled with this option.
2388  */
2389 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2390 static key_entry_t *
2391 find_key_entry(llist_t *key_entries, unsigned id)
2392 {
2393         while (key_entries) {
2394                 key_entry_t *cur = (key_entry_t*) key_entries->data;
2395                 if (cur->id == id)
2396                         return cur;
2397                 key_entries = key_entries->link;
2398         }
2399         bb_error_msg_and_die("key %u is not defined", id);
2400 }
2401 #endif
2402
2403 /* By doing init in a separate function we decrease stack usage
2404  * in main loop.
2405  */
2406 static NOINLINE void ntp_init(char **argv)
2407 {
2408         unsigned opts;
2409         llist_t *peers;
2410 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2411         llist_t *key_entries;
2412         char *key_file_path;
2413 #endif
2414
2415         srand(getpid());
2416
2417         if (getuid())
2418                 bb_error_msg_and_die(bb_msg_you_must_be_root);
2419
2420         /* Set some globals */
2421         G.discipline_jitter = G_precision_sec;
2422         G.stratum = MAXSTRAT;
2423         if (BURSTPOLL != 0)
2424                 G.poll_exp = BURSTPOLL; /* speeds up initial sync */
2425         G.last_script_run = G.reftime = G.last_update_recv_time = gettime1900d(); /* sets G.cur_time too */
2426         G.FREQHOLD_cnt = -1;
2427
2428         /* Parse options */
2429         peers = NULL;
2430         IF_FEATURE_NTP_AUTH(key_entries = NULL;)
2431         opts = getopt32(argv, "^"
2432                         "nqNx" /* compat */
2433                         IF_FEATURE_NTP_AUTH("k:")  /* compat */
2434                         "wp:*S:"IF_FEATURE_NTPD_SERVER("l") /* NOT compat */
2435                         IF_FEATURE_NTPD_SERVER("I:") /* compat */
2436                         "d" /* compat */
2437                         "46aAbgL" /* compat, ignored */
2438                                 "\0"
2439                                 "dd:wn"  /* -d: counter; -p: list; -w implies -n */
2440                                 IF_FEATURE_NTPD_SERVER(":Il") /* -I implies -l */
2441                         IF_FEATURE_NTP_AUTH(, &key_file_path)
2442                         , &peers, &G.script_name
2443                         IF_FEATURE_NTPD_SERVER(, &G.if_name)
2444                         , &G.verbose
2445         );
2446
2447 //      if (opts & OPT_x) /* disable stepping, only slew is allowed */
2448 //              G.time_was_stepped = 1;
2449
2450 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2451         G_listen_fd = -1;
2452         if (opts & OPT_l) {
2453                 G_listen_fd = create_and_bind_dgram_or_die(NULL, 123);
2454                 if (G.if_name) {
2455                         if (setsockopt_bindtodevice(G_listen_fd, G.if_name))
2456                                 xfunc_die();
2457                 }
2458                 socket_want_pktinfo(G_listen_fd);
2459                 setsockopt_int(G_listen_fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, IPTOS_DSCP_AF21);
2460         }
2461 #endif
2462         /* I hesitate to set -20 prio. -15 should be high enough for timekeeping */
2463         if (opts & OPT_N)
2464                 setpriority(PRIO_PROCESS, 0, -15);
2465
2466         if (!(opts & OPT_n)) {
2467                 bb_daemonize_or_rexec(DAEMON_DEVNULL_STDIO, argv);
2468                 logmode = LOGMODE_NONE;
2469         }
2470
2471 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2472         if (opts & OPT_k) {
2473                 char *tokens[4];
2474                 parser_t *parser;
2475
2476                 parser = config_open(key_file_path);
2477                 while (config_read(parser, tokens, 4, 3, "# \t", PARSE_NORMAL | PARSE_MIN_DIE) == 3) {
2478                         key_entry_t *key_entry;
2479                         char buffer[40];
2480                         smalluint hash_type;
2481                         smalluint msg_size;
2482                         smalluint key_length;
2483                         char *key;
2484
2485                         if ((tokens[1][0] | 0x20) == 'm')
2486                                 /* supports 'M' and 'md5' formats */
2487                                 hash_type = HASH_MD5;
2488                         else
2489                         if (strncasecmp(tokens[1], "sha", 3) == 0)
2490                                 /* supports 'sha' and 'sha1' formats */
2491                                 hash_type = HASH_SHA1;
2492                         else
2493                                 bb_error_msg_and_die("only MD5 and SHA1 keys supported");
2494 /* man ntp.keys:
2495  *  MD5    The key is 1 to 16 printable characters terminated by an EOL,
2496  *         whitespace, or a # (which is the "start of comment" character).
2497  *  SHA
2498  *  SHA1
2499  *  RMD160 The key is a hex-encoded ASCII string of 40 characters, which
2500  *         is truncated as necessary.
2501  */
2502                         key_length = strnlen(tokens[2], sizeof(buffer)+1);
2503                         if (key_length >= sizeof(buffer)+1) {
2504  err:
2505                                 bb_error_msg_and_die("malformed key at line %u", parser->lineno);
2506                         }
2507                         if (hash_type == HASH_MD5) {
2508                                 key = tokens[2];
2509                                 msg_size = NTP_MSGSIZE_MD5_AUTH;
2510                         } else /* it's hash_type == HASH_SHA1 */
2511                         if (!(key_length & 1)) {
2512                                 key_length >>= 1;
2513                                 if (!hex2bin(buffer, tokens[2], key_length))
2514                                         goto err;
2515                                 key = buffer;
2516                                 msg_size = NTP_MSGSIZE_SHA1_AUTH;
2517                         } else {
2518                                 goto err;
2519                         }
2520                         key_entry = xzalloc(sizeof(*key_entry) + key_length);
2521                         key_entry->type = hash_type;
2522                         key_entry->msg_size = msg_size;
2523                         key_entry->key_length = key_length;
2524                         memcpy(key_entry->key, key, key_length);
2525                         key_entry->id = xatou_range(tokens[0], 1, MAX_KEY_NUMBER);
2526                         llist_add_to(&key_entries, key_entry);
2527                 }
2528                 config_close(parser);
2529         }
2530 #endif
2531         if (peers) {
2532 #if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2533                 while (peers) {
2534                         char *peer = llist_pop(&peers);
2535                         key_entry_t *key_entry = NULL;
2536                         if (strncmp(peer, "keyno:", 6) == 0) {
2537                                 char *end;
2538                                 int key_id;
2539                                 peer += 6;
2540                                 end = strchr(peer, ':');
2541                                 if (!end) bb_show_usage();
2542                                 *end = '\0';
2543                                 key_id = xatou_range(peer, 1, MAX_KEY_NUMBER);
2544                                 *end = ':';
2545                                 key_entry = find_key_entry(key_entries, key_id);
2546                                 peer = end + 1;
2547                         }
2548                         add_peers(peer, key_entry);
2549                 }
2550 #else
2551                 while (peers)
2552                         add_peers(llist_pop(&peers), NULL);
2553 #endif
2554         }
2555 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_CONF
2556         else {
2557                 parser_t *parser;
2558                 char *token[3 + 2*ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH];
2559
2560                 parser = config_open("/etc/ntp.conf");
2561                 while (config_read(parser, token, 3 + 2*ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH, 1, "# \t", PARSE_NORMAL)) {
2562                         if (strcmp(token[0], "server") == 0 && token[1]) {
2563 # if ENABLE_FEATURE_NTP_AUTH
2564                                 key_entry_t *key_entry = NULL;
2565                                 if (token[2] && token[3] && strcmp(token[2], "key") == 0) {
2566                                         unsigned key_id = xatou_range(token[3], 1, MAX_KEY_NUMBER);
2567                                         key_entry = find_key_entry(key_entries, key_id);
2568                                 }
2569                                 add_peers(token[1], key_entry);
2570 # else
2571                                 add_peers(token[1], NULL);
2572 # endif
2573                                 continue;
2574                         }
2575                         bb_error_msg("skipping %s:%u: unimplemented command '%s'",
2576                                 "/etc/ntp.conf", parser->lineno, token[0]
2577                         );
2578                 }
2579                 config_close(parser);
2580         }
2581 #endif
2582         if (G.peer_cnt == 0) {
2583                 if (!(opts & OPT_l))
2584                         bb_show_usage();
2585                 /* -l but no peers: "stratum 1 server" mode */
2586                 G.stratum = 1;
2587         }
2588
2589         if (!(opts & OPT_n)) /* only if backgrounded: */
2590                 write_pidfile_std_path_and_ext("ntpd");
2591
2592         /* If network is up, syncronization occurs in ~10 seconds.
2593          * We give "ntpd -q" 10 seconds to get first reply,
2594          * then another 50 seconds to finish syncing.
2595          *
2596          * I tested ntpd 4.2.6p1 and apparently it never exits
2597          * (will try forever), but it does not feel right.
2598          * The goal of -q is to act like ntpdate: set time
2599          * after a reasonably small period of polling, or fail.
2600          */
2601         if (opts & OPT_q) {
2602                 option_mask32 |= OPT_qq;
2603                 alarm(10);
2604         }
2605
2606         bb_signals(0
2607                 | (1 << SIGTERM)
2608                 | (1 << SIGINT)
2609                 | (1 << SIGALRM)
2610                 , record_signo
2611         );
2612         bb_signals(0
2613                 | (1 << SIGPIPE)
2614                 | (1 << SIGCHLD)
2615                 , SIG_IGN
2616         );
2617 //TODO: free unused elements of key_entries?
2618 }
2619
2620 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv) MAIN_EXTERNALLY_VISIBLE;
2621 int ntpd_main(int argc UNUSED_PARAM, char **argv)
2622 {
2623 #undef G
2624         struct globals G;
2625         struct pollfd *pfd;
2626         peer_t **idx2peer;
2627         unsigned cnt;
2628
2629         memset(&G, 0, sizeof(G));
2630         SET_PTR_TO_GLOBALS(&G);
2631
2632         ntp_init(argv);
2633
2634         /* If ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER, + 1 for listen_fd: */
2635         cnt = G.peer_cnt + ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER;
2636         idx2peer = xzalloc(sizeof(idx2peer[0]) * cnt);
2637         pfd = xzalloc(sizeof(pfd[0]) * cnt);
2638
2639         /* Countdown: we never sync before we sent INITIAL_SAMPLES+1
2640          * packets to each peer.
2641          * NB: if some peer is not responding, we may end up sending
2642          * fewer packets to it and more to other peers.
2643          * NB2: sync usually happens using INITIAL_SAMPLES packets,
2644          * since last reply does not come back instantaneously.
2645          */
2646         cnt = G.peer_cnt * (INITIAL_SAMPLES + 1);
2647
2648         while (!bb_got_signal) {
2649                 llist_t *item;
2650                 unsigned i, j;
2651                 int nfds, timeout;
2652                 double nextaction;
2653
2654                 /* Nothing between here and poll() blocks for any significant time */
2655
2656                 nextaction = G.last_script_run + (11*60);
2657                 if (nextaction < G.cur_time + 1)
2658                         nextaction = G.cur_time + 1;
2659
2660                 i = 0;
2661 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2662                 if (G_listen_fd != -1) {
2663                         pfd[0].fd = G_listen_fd;
2664                         pfd[0].events = POLLIN;
2665                         i++;
2666                 }
2667 #endif
2668                 /* Pass over peer list, send requests, time out on receives */
2669                 for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2670                         peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2671
2672                         if (p->next_action_time <= G.cur_time) {
2673                                 if (p->p_fd == -1) {
2674                                         /* Time to send new req */
2675                                         if (--cnt == 0) {
2676                                                 VERB4 bb_error_msg("disabling burst mode");
2677                                                 G.polladj_count = 0;
2678                                                 G.poll_exp = MINPOLL;
2679                                         }
2680                                         send_query_to_peer(p);
2681                                 } else {
2682                                         /* Timed out waiting for reply */
2683                                         close(p->p_fd);
2684                                         p->p_fd = -1;
2685                                         /* If poll interval is small, increase it */
2686                                         if (G.poll_exp < BIGPOLL)
2687                                                 adjust_poll(MINPOLL);
2688                                         timeout = poll_interval(NOREPLY_INTERVAL);
2689                                         bb_error_msg("timed out waiting for %s, reach 0x%02x, next query in %us",
2690                                                         p->p_dotted, p->reachable_bits, timeout);
2691
2692                                         /* What if don't see it because it changed its IP? */
2693                                         if (p->reachable_bits == 0)
2694                                                 resolve_peer_hostname(p);
2695
2696                                         set_next(p, timeout);
2697                                 }
2698                         }
2699
2700                         if (p->next_action_time < nextaction)
2701                                 nextaction = p->next_action_time;
2702
2703                         if (p->p_fd >= 0) {
2704                                 /* Wait for reply from this peer */
2705                                 pfd[i].fd = p->p_fd;
2706                                 pfd[i].events = POLLIN;
2707                                 idx2peer[i] = p;
2708                                 i++;
2709                         }
2710                 }
2711
2712                 timeout = nextaction - G.cur_time;
2713                 if (timeout < 0)
2714                         timeout = 0;
2715                 timeout++; /* (nextaction - G.cur_time) rounds down, compensating */
2716
2717                 /* Here we may block */
2718                 VERB2 {
2719                         if (i > (ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER && G_listen_fd != -1)) {
2720                                 /* We wait for at least one reply.
2721                                  * Poll for it, without wasting time for message.
2722                                  * Since replies often come under 1 second, this also
2723                                  * reduces clutter in logs.
2724                                  */
2725                                 nfds = poll(pfd, i, 1000);
2726                                 if (nfds != 0)
2727                                         goto did_poll;
2728                                 if (--timeout <= 0)
2729                                         goto did_poll;
2730                         }
2731                         bb_error_msg("poll:%us sockets:%u interval:%us", timeout, i, 1 << G.poll_exp);
2732                 }
2733                 nfds = poll(pfd, i, timeout * 1000);
2734  did_poll:
2735                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2736                 if (nfds <= 0) {
2737                         double ct;
2738                         int dns_error;
2739
2740                         if (bb_got_signal)
2741                                 break; /* poll was interrupted by a signal */
2742
2743                         if (G.cur_time - G.last_script_run > 11*60) {
2744                                 /* Useful for updating battery-backed RTC and such */
2745                                 run_script("periodic", G.last_update_offset);
2746                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2747                         }
2748
2749                         /* Resolve peer names to IPs, if not resolved yet.
2750                          * We do it only when poll timed out:
2751                          * this way, we almost never overlap DNS resolution with
2752                          * "request-reply" packet round trip.
2753                          */
2754                         dns_error = 0;
2755                         ct = G.cur_time;
2756                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2757                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2758                                 if (p->next_action_time <= ct && !p->p_lsa) {
2759                                         /* This can take up to ~10 sec per each DNS query */
2760                                         dns_error |= (!resolve_peer_hostname(p));
2761                                 }
2762                         }
2763                         if (!dns_error)
2764                                 goto check_unsync;
2765                         /* Set next time for those which are still not resolved */
2766                         gettime1900d(); /* sets G.cur_time (needed for set_next()) */
2767                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2768                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2769                                 if (p->next_action_time <= ct && !p->p_lsa) {
2770                                         set_next(p, HOSTNAME_INTERVAL * p->dns_errors);
2771                                 }
2772                         }
2773                         goto check_unsync;
2774                 }
2775
2776                 /* Process any received packets */
2777                 j = 0;
2778 #if ENABLE_FEATURE_NTPD_SERVER
2779                 if (G.listen_fd != -1) {
2780                         if (pfd[0].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2781                                 nfds--;
2782                                 recv_and_process_client_pkt(/*G.listen_fd*/);
2783                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2784                         }
2785                         j = 1;
2786                 }
2787 #endif
2788                 for (; nfds != 0 && j < i; j++) {
2789                         if (pfd[j].revents /* & (POLLIN|POLLERR)*/) {
2790                                 /*
2791                                  * At init, alarm was set to 10 sec.
2792                                  * Now we did get a reply.
2793                                  * Increase timeout to 50 seconds to finish syncing.
2794                                  */
2795                                 if (option_mask32 & OPT_qq) {
2796                                         option_mask32 &= ~OPT_qq;
2797                                         alarm(50);
2798                                 }
2799                                 nfds--;
2800                                 recv_and_process_peer_pkt(idx2peer[j]);
2801                                 gettime1900d(); /* sets G.cur_time */
2802                         }
2803                 }
2804
2805  check_unsync:
2806                 if (G.ntp_peers && G.stratum != MAXSTRAT) {
2807                         for (item = G.ntp_peers; item != NULL; item = item->link) {
2808                                 peer_t *p = (peer_t *) item->data;
2809                                 if (p->reachable_bits)
2810                                         goto have_reachable_peer;
2811                         }
2812                         /* No peer responded for last 8 packets, panic */
2813                         clamp_pollexp_and_set_MAXSTRAT();
2814                         run_script("unsync", 0.0);
2815  have_reachable_peer: ;
2816                 }
2817         } /* while (!bb_got_signal) */
2818
2819         remove_pidfile_std_path_and_ext("ntpd");
2820         kill_myself_with_sig(bb_got_signal);
2821 }
2822
2823
2824
2825
2826
2827
2828 /*** openntpd-4.6 uses only adjtime, not adjtimex ***/
2829
2830 /*** ntp-4.2.6/ntpd/ntp_loopfilter.c - adjtimex usage ***/
2831
2832 #if 0
2833 static double
2834 direct_freq(double fp_offset)
2835 {
2836 #ifdef KERNEL_PLL
2837         /*
2838          * If the kernel is enabled, we need the residual offset to
2839          * calculate the frequency correction.
2840          */
2841         if (pll_control && kern_enable) {
2842                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2843                 ntp_adjtime(&ntv);
2844 #ifdef STA_NANO
2845                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2846 #else /* STA_NANO */
2847                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2848 #endif /* STA_NANO */
2849                 drift_comp = FREQTOD(ntv.freq);
2850         }
2851 #endif /* KERNEL_PLL */
2852         set_freq((fp_offset - clock_offset) / (current_time - clock_epoch) + drift_comp);
2853         wander_resid = 0;
2854         return drift_comp;
2855 }
2856
2857 static void
2858 set_freq(double freq) /* frequency update */
2859 {
2860         char tbuf[80];
2861
2862         drift_comp = freq;
2863
2864 #ifdef KERNEL_PLL
2865         /*
2866          * If the kernel is enabled, update the kernel frequency.
2867          */
2868         if (pll_control && kern_enable) {
2869                 memset(&ntv, 0, sizeof(ntv));
2870                 ntv.modes = MOD_FREQUENCY;
2871                 ntv.freq = DTOFREQ(drift_comp);
2872                 ntp_adjtime(&ntv);
2873                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "kernel %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2874                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2875         } else {
2876                 snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2877                 report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2878         }
2879 #else /* KERNEL_PLL */
2880         snprintf(tbuf, sizeof(tbuf), "ntpd %.3f PPM", drift_comp * 1e6);
2881         report_event(EVNT_FSET, NULL, tbuf);
2882 #endif /* KERNEL_PLL */
2883 }
2884
2885 ...
2886 ...
2887 ...
2888
2889 #ifdef KERNEL_PLL
2890         /*
2891          * This code segment works when clock adjustments are made using
2892          * precision time kernel support and the ntp_adjtime() system
2893          * call. This support is available in Solaris 2.6 and later,
2894          * Digital Unix 4.0 and later, FreeBSD, Linux and specially
2895          * modified kernels for HP-UX 9 and Ultrix 4. In the case of the
2896          * DECstation 5000/240 and Alpha AXP, additional kernel
2897          * modifications provide a true microsecond clock and nanosecond
2898          * clock, respectively.
2899          *
2900          * Important note: The kernel discipline is used only if the
2901          * step threshold is less than 0.5 s, as anything higher can
2902          * lead to overflow problems. This might occur if some misguided
2903          * lad set the step threshold to something ridiculous.
2904          */
2905         if (pll_control && kern_enable) {
2906
2907 #define MOD_BITS (MOD_OFFSET | MOD_MAXERROR | MOD_ESTERROR | MOD_STATUS | MOD_TIMECONST)
2908
2909                 /*
2910                  * We initialize the structure for the ntp_adjtime()
2911                  * system call. We have to convert everything to
2912                  * microseconds or nanoseconds first. Do not update the
2913                  * system variables if the ext_enable flag is set. In
2914                  * this case, the external clock driver will update the
2915                  * variables, which will be read later by the local
2916                  * clock driver. Afterwards, remember the time and
2917                  * frequency offsets for jitter and stability values and
2918                  * to update the frequency file.
2919                  */
2920                 memset(&ntv,  0, sizeof(ntv));
2921                 if (ext_enable) {
2922                         ntv.modes = MOD_STATUS;
2923                 } else {
2924 #ifdef STA_NANO
2925                         ntv.modes = MOD_BITS | MOD_NANO;
2926 #else /* STA_NANO */
2927                         ntv.modes = MOD_BITS;
2928 #endif /* STA_NANO */
2929                         if (clock_offset < 0)
2930                                 dtemp = -.5;
2931                         else
2932                                 dtemp = .5;
2933 #ifdef STA_NANO
2934                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e9 + dtemp);
2935                         ntv.constant = sys_poll;
2936 #else /* STA_NANO */
2937                         ntv.offset = (int32)(clock_offset * 1e6 + dtemp);
2938                         ntv.constant = sys_poll - 4;
2939 #endif /* STA_NANO */
2940                         ntv.esterror = (u_int32)(clock_jitter * 1e6);
2941                         ntv.maxerror = (u_int32)((sys_rootdelay / 2 + sys_rootdisp) * 1e6);
2942                         ntv.status = STA_PLL;
2943
2944                         /*
2945                          * Enable/disable the PPS if requested.
2946                          */
2947                         if (pps_enable) {
2948                                 if (!(pll_status & STA_PPSTIME))
2949                                         report_event(EVNT_KERN,
2950                                                 NULL, "PPS enabled");
2951                                 ntv.status |= STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ;
2952                         } else {
2953                                 if (pll_status & STA_PPSTIME)
2954                                         report_event(EVNT_KERN,
2955                                                 NULL, "PPS disabled");
2956                                 ntv.status &= ~(STA_PPSTIME | STA_PPSFREQ);
2957                         }
2958                         if (sys_leap == LEAP_ADDSECOND)
2959                                 ntv.status |= STA_INS;
2960                         else if (sys_leap == LEAP_DELSECOND)
2961                                 ntv.status |= STA_DEL;
2962                 }
2963
2964                 /*
2965                  * Pass the stuff to the kernel. If it squeals, turn off
2966                  * the pps. In any case, fetch the kernel offset,
2967                  * frequency and jitter.
2968                  */
2969                 if (ntp_adjtime(&ntv) == TIME_ERROR) {
2970                         if (!(ntv.status & STA_PPSSIGNAL))
2971                                 report_event(EVNT_KERN, NULL,
2972                                                 "PPS no signal");
2973                 }
2974                 pll_status = ntv.status;
2975 #ifdef STA_NANO
2976                 clock_offset = ntv.offset / 1e9;
2977 #else /* STA_NANO */
2978                 clock_offset = ntv.offset / 1e6;
2979 #endif /* STA_NANO */
2980                 clock_frequency = FREQTOD(ntv.freq);
2981
2982                 /*
2983                  * If the kernel PPS is lit, monitor its performance.
2984                  */
2985                 if (ntv.status & STA_PPSTIME) {
2986 #ifdef STA_NANO
2987                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e9;
2988 #else /* STA_NANO */
2989                         clock_jitter = ntv.jitter / 1e6;
2990 #endif /* STA_NANO */
2991                 }
2992
2993 #if defined(STA_NANO) && NTP_API == 4
2994                 /*
2995                  * If the TAI changes, update the kernel TAI.
2996                  */
2997                 if (loop_tai != sys_tai) {
2998                         loop_tai = sys_tai;
2999                         ntv.modes = MOD_TAI;
3000                         ntv.constant = sys_tai;
3001                         ntp_adjtime(&ntv);
3002                 }
3003 #endif /* STA_NANO */
3004         }
3005 #endif /* KERNEL_PLL */
3006 #endif