kernel/time/tick-sched.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/time/tick-sched.c
   3  *
   4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
   6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
   7  *
   8  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
   9  *
  10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
  11  *
  12  *  Distribute under GPLv2.
  13  */
  14 #include <linux/cpu.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/hrtimer.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/profile.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/module.h>
  23
  24 #include <asm/irq_regs.h>
  25
  26 #include "tick-internal.h"
  27
  28 /*
  29  * Per cpu nohz control structure
  30  */
  31 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
  32
  33 /*
  34  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by xtime_lock.
  35  */
  36 static ktime_t last_jiffies_update;
  37
  38 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
  39 {
  40         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
  41 }
  42
  43 /*
  44  * Must be called with interrupts disabled !
  45  */
  46 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
  47 {
  48         unsigned long ticks = 0;
  49         ktime_t delta;
  50
  51         /*
  52          * Do a quick check without holding xtime_lock:
  53          */
  54         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  55         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
  56                 return;
  57
  58         /* Reevalute with xtime_lock held */
  59         write_seqlock(&xtime_lock);
  60
  61         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  62         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
  63
  64                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
  65                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
  66                                                 tick_period);
  67
  68                 /* Slow path for long timeouts */
  69                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
  70                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
  71
  72                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
  73
  74                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
  75                                                            incr * ticks);
  76                 }
  77                 do_timer(++ticks);
  78
  79                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
  80                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
  81         }
  82         write_sequnlock(&xtime_lock);
  83 }
  84
  85 /*
  86  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
  87  */
  88 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
  89 {
  90         ktime_t period;
  91
  92         write_seqlock(&xtime_lock);
  93         /* Did we start the jiffies update yet ? */
  94         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
  95                 last_jiffies_update = tick_next_period;
  96         period = last_jiffies_update;
  97         write_sequnlock(&xtime_lock);
  98         return period;
  99 }
 100
 101 /*
 102  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
 103  */
 104 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 105 /*
 106  * NO HZ enabled ?
 107  */
 108 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
 109
 110 /*
 111  * Enable / Disable tickless mode
 112  */
 113 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
 114 {
 115         if (!strcmp(str, "off"))
 116                 tick_nohz_enabled = 0;
 117         else if (!strcmp(str, "on"))
 118                 tick_nohz_enabled = 1;
 119         else
 120                 return 0;
 121         return 1;
 122 }
 123
 124 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
 125
 126 /**
 127  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
 128  *
 129  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
 130  *
 131  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
 132  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
 133  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
 134  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
 135  */
 136 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
 137 {
 138         int cpu = smp_processor_id();
 139         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 140         unsigned long flags;
 141
 142         ts->idle_waketime = now;
 143
 144         local_irq_save(flags);
 145         tick_do_update_jiffies64(now);
 146         local_irq_restore(flags);
 147
 148         touch_softlockup_watchdog();
 149 }
 150
 151 /*
 152  * Updates the per cpu time idle statistics counters
 153  */
 154 static void
 155 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
 156 {
 157         ktime_t delta;
 158
 159         if (ts->idle_active) {
 160                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 161                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
 162                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 163                 else
 164                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 165                 ts->idle_entrytime = now;
 166         }
 167
 168         if (last_update_time)
 169                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
 170
 171 }
 172
 173 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
 174 {
 175         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 176
 177         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
 178         ts->idle_active = 0;
 179
 180         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
 181 }
 182
 183 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
 184 {
 185         ktime_t now;
 186
 187         now = ktime_get();
 188
 189         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
 190
 191         ts->idle_entrytime = now;
 192         ts->idle_active = 1;
 193         sched_clock_idle_sleep_event();
 194         return now;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
 199  * @cpu: CPU number to query
 200  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 201  * counters if NULL.
 202  *
 203  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
 204  * CPU, in microseconds.
 205  *
 206  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 207  * and is as accurate as ktime_get() is.
 208  *
 209  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 210  */
 211 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 212 {
 213         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 214         ktime_t now, idle;
 215
 216         if (!tick_nohz_enabled)
 217                 return -1;
 218
 219         now = ktime_get();
 220         if (last_update_time) {
 221                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 222                 idle = ts->idle_sleeptime;
 223         } else {
 224                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
 225                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 226
 227                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 228                 } else {
 229                         idle = ts->idle_sleeptime;
 230                 }
 231         }
 232
 233         return ktime_to_us(idle);
 234
 235 }
 236 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
 237
 238 /**
 239  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
 240  * @cpu: CPU number to query
 241  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 242  * counters if NULL.
 243  *
 244  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
 245  * CPU, in microseconds.
 246  *
 247  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 248  * and is as accurate as ktime_get() is.
 249  *
 250  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 251  */
 252 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 253 {
 254         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 255         ktime_t now, iowait;
 256
 257         if (!tick_nohz_enabled)
 258                 return -1;
 259
 260         now = ktime_get();
 261         if (last_update_time) {
 262                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 263                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
 264         } else {
 265                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
 266                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 267
 268                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 269                 } else {
 270                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
 271                 }
 272         }
 273
 274         return ktime_to_us(iowait);
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
 277
 278 static void tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts)
 279 {
 280         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
 281         ktime_t last_update, expires, now;
 282         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
 283         u64 time_delta;
 284         int cpu;
 285
 286         cpu = smp_processor_id();
 287         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 288
 289         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
 290
 291         /*
 292          * If this cpu is offline and it is the one which updates
 293          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
 294          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
 295          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
 296          * invoked.
 297          */
 298         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
 299                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 300                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 301         }
 302
 303         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 304                 return;
 305
 306         if (need_resched())
 307                 return;
 308
 309         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 310                 static int ratelimit;
 311
 312                 if (ratelimit < 10) {
 313                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 314                                (unsigned int) local_softirq_pending());
 315                         ratelimit++;
 316                 }
 317                 return;
 318         }
 319
 320         ts->idle_calls++;
 321         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 322         do {
 323                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 324                 last_update = last_jiffies_update;
 325                 last_jiffies = jiffies;
 326                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 327         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 328
 329         if (rcu_needs_cpu(cpu) || printk_needs_cpu(cpu) ||
 330             arch_needs_cpu(cpu)) {
 331                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 332                 delta_jiffies = 1;
 333         } else {
 334                 /* Get the next timer wheel timer */
 335                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 336                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 337         }
 338         /*
 339          * Do not stop the tick, if we are only one off
 340          * or if the cpu is required for rcu
 341          */
 342         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 343                 goto out;
 344
 345         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 346         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 347
 348                 /*
 349                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 350                  * give up the assignment and let it be taken by the
 351                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 352                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 353                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 354                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 355                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 356                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 357                  * limit the sleep time to the timekeeping
 358                  * max_deferement value which we retrieved
 359                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 360                  */
 361                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 362                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 363                         ts->do_timer_last = 1;
 364                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 365                         time_delta = KTIME_MAX;
 366                         ts->do_timer_last = 0;
 367                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 368                         time_delta = KTIME_MAX;
 369                 }
 370
 371                 /*
 372                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 373                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 374                  * that there is no timer pending or at least extremely
 375                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 376                  * case we set the expiry to the end of time.
 377                  */
 378                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 379                         /*
 380                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 381                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 382                          * permitted by the current clocksource then adjust
 383                          * the time delta accordingly to ensure the
 384                          * clocksource does not wrap.
 385                          */
 386                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 387                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 388                 }
 389
 390                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 391                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 392                 else
 393                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 394
 395                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 396                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 397                         goto out;
 398
 399                 /*
 400                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 401                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 402                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 403                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 404                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 405                  */
 406                 if (!ts->tick_stopped) {
 407                         select_nohz_load_balancer(1);
 408
 409                         ts->idle_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 410                         ts->tick_stopped = 1;
 411                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 412                 }
 413
 414                 ts->idle_sleeps++;
 415
 416                 /* Mark expires */
 417                 ts->idle_expires = expires;
 418
 419                 /*
 420                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 421                  * in this case we simply stop the tick timer.
 422                  */
 423                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 424                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 425                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 426                         goto out;
 427                 }
 428
 429                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 430                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 431                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 432                         /* Check, if the timer was already in the past */
 433                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 434                                 goto out;
 435                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 436                                 goto out;
 437                 /*
 438                  * We are past the event already. So we crossed a
 439                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 440                  * softirq.
 441                  */
 442                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 443         }
 444         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 445 out:
 446         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 447         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 448         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 449 }
 450
 451 /**
 452  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
 453  *
 454  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 455  * Called when we start the idle loop.
 456  *
 457  * The arch is responsible of calling:
 458  *
 459  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
 460  *  to sleep.
 461  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
 462  */
 463 void tick_nohz_idle_enter(void)
 464 {
 465         struct tick_sched *ts;
 466
 467         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
 468
 469         local_irq_disable();
 470
 471         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 472         /*
 473          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
 474          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
 475          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
 476          */
 477         ts->inidle = 1;
 478         tick_nohz_stop_sched_tick(ts);
 479
 480         local_irq_enable();
 481 }
 482
 483 /**
 484  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
 485  *
 486  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
 487  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
 488  * an RCU callback, etc...
 489  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
 490  */
 491 void tick_nohz_irq_exit(void)
 492 {
 493         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 494
 495         if (!ts->inidle)
 496                 return;
 497
 498         tick_nohz_stop_sched_tick(ts);
 499 }
 500
 501 /**
 502  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 503  *
 504  * Called from power state control code with interrupts disabled
 505  */
 506 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 507 {
 508         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 509
 510         return ts->sleep_length;
 511 }
 512
 513 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 514 {
 515         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 516         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->idle_tick);
 517
 518         while (1) {
 519                 /* Forward the time to expire in the future */
 520                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 521
 522                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 523                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 524                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 525                         /* Check, if the timer was already in the past */
 526                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 527                                 break;
 528                 } else {
 529                         if (!tick_program_event(
 530                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 531                                 break;
 532                 }
 533                 /* Update jiffies and reread time */
 534                 tick_do_update_jiffies64(now);
 535                 now = ktime_get();
 536         }
 537 }
 538
 539 /**
 540  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
 541  *
 542  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 543  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
 544  * can use RCU again after this function is called.
 545  */
 546 void tick_nohz_idle_exit(void)
 547 {
 548         int cpu = smp_processor_id();
 549         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 550 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 551         unsigned long ticks;
 552 #endif
 553         ktime_t now;
 554
 555         local_irq_disable();
 556
 557         if (ts->idle_active || (ts->inidle && ts->tick_stopped))
 558                 now = ktime_get();
 559
 560         if (ts->idle_active)
 561                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 562
 563         if (!ts->inidle || !ts->tick_stopped) {
 564                 ts->inidle = 0;
 565                 local_irq_enable();
 566                 return;
 567         }
 568
 569         ts->inidle = 0;
 570
 571         /* Update jiffies first */
 572         select_nohz_load_balancer(0);
 573         tick_do_update_jiffies64(now);
 574
 575 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 576         /*
 577          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 578          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 579          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 580          */
 581         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 582         /*
 583          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 584          */
 585         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 586                 account_idle_ticks(ticks);
 587 #endif
 588
 589         touch_softlockup_watchdog();
 590         /*
 591          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 592          */
 593         ts->tick_stopped  = 0;
 594         ts->idle_exittime = now;
 595
 596         tick_nohz_restart(ts, now);
 597
 598         local_irq_enable();
 599 }
 600
 601 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 602 {
 603         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 604         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 605 }
 606
 607 /*
 608  * The nohz low res interrupt handler
 609  */
 610 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 611 {
 612         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 613         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 614         int cpu = smp_processor_id();
 615         ktime_t now = ktime_get();
 616
 617         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 618
 619         /*
 620          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 621          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 622          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 623          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 624          * xtime_lock.
 625          */
 626         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 627                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 628
 629         /* Check, if the jiffies need an update */
 630         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 631                 tick_do_update_jiffies64(now);
 632
 633         /*
 634          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 635          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 636          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 637          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 638          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 639          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 640          */
 641         if (ts->tick_stopped) {
 642                 touch_softlockup_watchdog();
 643                 ts->idle_jiffies++;
 644         }
 645
 646         update_process_times(user_mode(regs));
 647         profile_tick(CPU_PROFILING);
 648
 649         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 650                 now = ktime_get();
 651                 tick_do_update_jiffies64(now);
 652         }
 653 }
 654
 655 /**
 656  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 657  */
 658 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 659 {
 660         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 661         ktime_t next;
 662
 663         if (!tick_nohz_enabled)
 664                 return;
 665
 666         local_irq_disable();
 667         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 668                 local_irq_enable();
 669                 return;
 670         }
 671
 672         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 673
 674         /*
 675          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 676          * hrtimer_forward with the highres code.
 677          */
 678         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 679         /* Get the next period */
 680         next = tick_init_jiffy_update();
 681
 682         for (;;) {
 683                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 684                 if (!tick_program_event(next, 0))
 685                         break;
 686                 next = ktime_add(next, tick_period);
 687         }
 688         local_irq_enable();
 689 }
 690
 691 /*
 692  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
 693  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
 694  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
 695  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
 696  * the first place.
 697  *
 698  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
 699  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
 700  * when idle is left.
 701  */
 702 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
 703 {
 704 #if 0
 705         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
 706
 707         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 708         ktime_t delta;
 709
 710         /*
 711          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
 712          * already reached or less/equal than the tick period.
 713          */
 714         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
 715         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
 716                 return;
 717
 718         tick_nohz_restart(ts, now);
 719 #endif
 720 }
 721
 722 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
 723 {
 724         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 725         ktime_t now;
 726
 727         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
 728                 return;
 729         now = ktime_get();
 730         if (ts->idle_active)
 731                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 732         if (ts->tick_stopped) {
 733                 tick_nohz_update_jiffies(now);
 734                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
 735         }
 736 }
 737
 738 #else
 739
 740 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 741 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
 742
 743 #endif /* NO_HZ */
 744
 745 /*
 746  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
 747  */
 748 void tick_check_idle(int cpu)
 749 {
 750         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
 751         tick_check_nohz(cpu);
 752 }
 753
 754 /*
 755  * High resolution timer specific code
 756  */
 757 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 758 /*
 759  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
 760  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 761  */
 762 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 763 {
 764         struct tick_sched *ts =
 765                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 766         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 767         ktime_t now = ktime_get();
 768         int cpu = smp_processor_id();
 769
 770 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 771         /*
 772          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 773          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 774          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 775          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 776          * xtime_lock.
 777          */
 778         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 779                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 780 #endif
 781
 782         /* Check, if the jiffies need an update */
 783         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 784                 tick_do_update_jiffies64(now);
 785
 786         /*
 787          * Do not call, when we are not in irq context and have
 788          * no valid regs pointer
 789          */
 790         if (regs) {
 791                 /*
 792                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 793                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 794                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 795                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 796                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 797                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 798                  */
 799                 if (ts->tick_stopped) {
 800                         touch_softlockup_watchdog();
 801                         ts->idle_jiffies++;
 802                 }
 803                 update_process_times(user_mode(regs));
 804                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 805         }
 806
 807         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 808
 809         return HRTIMER_RESTART;
 810 }
 811
 812 /**
 813  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 814  */
 815 void tick_setup_sched_timer(void)
 816 {
 817         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 818         ktime_t now = ktime_get();
 819
 820         /*
 821          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 822          */
 823         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 824         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 825
 826         /* Get the next period (per cpu) */
 827         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
 828
 829         for (;;) {
 830                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 831                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 832                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 833                 /* Check, if the timer was already in the past */
 834                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 835                         break;
 836                 now = ktime_get();
 837         }
 838
 839 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 840         if (tick_nohz_enabled)
 841                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 842 #endif
 843 }
 844 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 845
 846 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 847 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 848 {
 849         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 850
 851 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 852         if (ts->sched_timer.base)
 853                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 854 # endif
 855
 856         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 857 }
 858 #endif
 859
 860 /**
 861  * Async notification about clocksource changes
 862  */
 863 void tick_clock_notify(void)
 864 {
 865         int cpu;
 866
 867         for_each_possible_cpu(cpu)
 868                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 869 }
 870
 871 /*
 872  * Async notification about clock event changes
 873  */
 874 void tick_oneshot_notify(void)
 875 {
 876         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 877
 878         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 879 }
 880
 881 /**
 882  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 883  *
 884  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 885  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 886  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 887  * or runtime).
 888  */
 889 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 890 {
 891         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 892
 893         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 894                 return 0;
 895
 896         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 897                 return 0;
 898
 899         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
 900                 return 0;
 901
 902         if (!allow_nohz)
 903                 return 1;
 904
 905         tick_nohz_switch_to_nohz();
 906         return 0;
 907 }