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 /**
 279  * tick_nohz_stop_sched_tick - stop the idle tick from the idle task
 280  *
 281  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 282  * Called either from the idle loop or from irq_exit() when an idle period was
 283  * just interrupted by an interrupt which did not cause a reschedule.
 284  */
 285 void tick_nohz_stop_sched_tick(int inidle)
 286 {
 287         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies, flags;
 288         struct tick_sched *ts;
 289         ktime_t last_update, expires, now;
 290         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
 291         u64 time_delta;
 292         int cpu;
 293
 294         local_irq_save(flags);
 295
 296         cpu = smp_processor_id();
 297         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 298
 299         /*
 300          * Call to tick_nohz_start_idle stops the last_update_time from being
 301          * updated. Thus, it must not be called in the event we are called from
 302          * irq_exit() with the prior state different than idle.
 303          */
 304         if (!inidle && !ts->inidle)
 305                 goto end;
 306
 307         /*
 308          * Set ts->inidle unconditionally. Even if the system did not
 309          * switch to NOHZ mode the cpu frequency governers rely on the
 310          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
 311          */
 312         ts->inidle = 1;
 313
 314         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
 315
 316         /*
 317          * If this cpu is offline and it is the one which updates
 318          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
 319          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
 320          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
 321          * invoked.
 322          */
 323         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
 324                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 325                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 326         }
 327
 328         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 329                 goto end;
 330
 331         if (need_resched())
 332                 goto end;
 333
 334         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 335                 static int ratelimit;
 336
 337                 if (ratelimit < 10) {
 338                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 339                                (unsigned int) local_softirq_pending());
 340                         ratelimit++;
 341                 }
 342                 goto end;
 343         }
 344
 345         ts->idle_calls++;
 346         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 347         do {
 348                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 349                 last_update = last_jiffies_update;
 350                 last_jiffies = jiffies;
 351                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 352         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 353
 354         if (rcu_needs_cpu(cpu) || printk_needs_cpu(cpu) ||
 355             arch_needs_cpu(cpu)) {
 356                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 357                 delta_jiffies = 1;
 358         } else {
 359                 /* Get the next timer wheel timer */
 360                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 361                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 362         }
 363         /*
 364          * Do not stop the tick, if we are only one off
 365          * or if the cpu is required for rcu
 366          */
 367         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 368                 goto out;
 369
 370         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 371         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 372
 373                 /*
 374                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 375                  * give up the assignment and let it be taken by the
 376                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 377                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 378                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 379                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 380                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 381                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 382                  * limit the sleep time to the timekeeping
 383                  * max_deferement value which we retrieved
 384                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 385                  */
 386                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 387                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 388                         ts->do_timer_last = 1;
 389                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 390                         time_delta = KTIME_MAX;
 391                         ts->do_timer_last = 0;
 392                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 393                         time_delta = KTIME_MAX;
 394                 }
 395
 396                 /*
 397                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 398                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 399                  * that there is no timer pending or at least extremely
 400                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 401                  * case we set the expiry to the end of time.
 402                  */
 403                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 404                         /*
 405                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 406                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 407                          * permitted by the current clocksource then adjust
 408                          * the time delta accordingly to ensure the
 409                          * clocksource does not wrap.
 410                          */
 411                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 412                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 413                 }
 414
 415                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 416                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 417                 else
 418                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 419
 420                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 421                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 422                         goto out;
 423
 424                 /*
 425                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 426                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 427                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 428                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 429                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 430                  */
 431                 if (!ts->tick_stopped) {
 432                         select_nohz_load_balancer(1);
 433                         calc_load_enter_idle();
 434
 435                         ts->idle_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 436                         ts->tick_stopped = 1;
 437                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 438                         rcu_enter_nohz();
 439                 }
 440
 441                 ts->idle_sleeps++;
 442
 443                 /* Mark expires */
 444                 ts->idle_expires = expires;
 445
 446                 /*
 447                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 448                  * in this case we simply stop the tick timer.
 449                  */
 450                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 451                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 452                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 453                         goto out;
 454                 }
 455
 456                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 457                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 458                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 459                         /* Check, if the timer was already in the past */
 460                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 461                                 goto out;
 462                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 463                                 goto out;
 464                 /*
 465                  * We are past the event already. So we crossed a
 466                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 467                  * softirq.
 468                  */
 469                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 470         }
 471         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 472 out:
 473         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 474         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 475         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 476 end:
 477         local_irq_restore(flags);
 478 }
 479
 480 /**
 481  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 482  *
 483  * Called from power state control code with interrupts disabled
 484  */
 485 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 486 {
 487         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 488
 489         return ts->sleep_length;
 490 }
 491
 492 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 493 {
 494         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 495         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->idle_tick);
 496
 497         while (1) {
 498                 /* Forward the time to expire in the future */
 499                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 500
 501                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 502                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 503                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 504                         /* Check, if the timer was already in the past */
 505                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 506                                 break;
 507                 } else {
 508                         if (!tick_program_event(
 509                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 510                                 break;
 511                 }
 512                 /* Reread time and update jiffies */
 513                 now = ktime_get();
 514                 tick_do_update_jiffies64(now);
 515         }
 516 }
 517
 518 /**
 519  * tick_nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
 520  *
 521  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 522  */
 523 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
 524 {
 525         int cpu = smp_processor_id();
 526         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 527 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 528         unsigned long ticks;
 529 #endif
 530         ktime_t now;
 531
 532         local_irq_disable();
 533         if (ts->idle_active || (ts->inidle && ts->tick_stopped))
 534                 now = ktime_get();
 535
 536         if (ts->idle_active)
 537                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 538
 539         if (!ts->inidle || !ts->tick_stopped) {
 540                 ts->inidle = 0;
 541                 local_irq_enable();
 542                 return;
 543         }
 544
 545         ts->inidle = 0;
 546
 547         rcu_exit_nohz();
 548
 549         /* Update jiffies first */
 550         select_nohz_load_balancer(0);
 551         tick_do_update_jiffies64(now);
 552         update_cpu_load_nohz();
 553
 554 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 555         /*
 556          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 557          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 558          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 559          */
 560         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 561         /*
 562          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 563          */
 564         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 565                 account_idle_ticks(ticks);
 566 #endif
 567
 568         calc_load_exit_idle();
 569         touch_softlockup_watchdog();
 570         /*
 571          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 572          */
 573         ts->tick_stopped  = 0;
 574         ts->idle_exittime = now;
 575
 576         tick_nohz_restart(ts, now);
 577
 578         local_irq_enable();
 579 }
 580
 581 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 582 {
 583         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 584         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 585 }
 586
 587 /*
 588  * The nohz low res interrupt handler
 589  */
 590 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 591 {
 592         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 593         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 594         int cpu = smp_processor_id();
 595         ktime_t now = ktime_get();
 596
 597         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 598
 599         /*
 600          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 601          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 602          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 603          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 604          * xtime_lock.
 605          */
 606         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 607                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 608
 609         /* Check, if the jiffies need an update */
 610         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 611                 tick_do_update_jiffies64(now);
 612
 613         /*
 614          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 615          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 616          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 617          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 618          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 619          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 620          */
 621         if (ts->tick_stopped) {
 622                 touch_softlockup_watchdog();
 623                 ts->idle_jiffies++;
 624         }
 625
 626         update_process_times(user_mode(regs));
 627         profile_tick(CPU_PROFILING);
 628
 629         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 630                 now = ktime_get();
 631                 tick_do_update_jiffies64(now);
 632         }
 633 }
 634
 635 /**
 636  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 637  */
 638 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 639 {
 640         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 641         ktime_t next;
 642
 643         if (!tick_nohz_enabled)
 644                 return;
 645
 646         local_irq_disable();
 647         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 648                 local_irq_enable();
 649                 return;
 650         }
 651
 652         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 653
 654         /*
 655          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 656          * hrtimer_forward with the highres code.
 657          */
 658         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 659         /* Get the next period */
 660         next = tick_init_jiffy_update();
 661
 662         for (;;) {
 663                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 664                 if (!tick_program_event(next, 0))
 665                         break;
 666                 next = ktime_add(next, tick_period);
 667         }
 668         local_irq_enable();
 669 }
 670
 671 /*
 672  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
 673  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
 674  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
 675  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
 676  * the first place.
 677  *
 678  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
 679  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
 680  * when idle is left.
 681  */
 682 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
 683 {
 684 #if 0
 685         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
 686
 687         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 688         ktime_t delta;
 689
 690         /*
 691          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
 692          * already reached or less/equal than the tick period.
 693          */
 694         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
 695         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
 696                 return;
 697
 698         tick_nohz_restart(ts, now);
 699 #endif
 700 }
 701
 702 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
 703 {
 704         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 705         ktime_t now;
 706
 707         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
 708                 return;
 709         now = ktime_get();
 710         if (ts->idle_active)
 711                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 712         if (ts->tick_stopped) {
 713                 tick_nohz_update_jiffies(now);
 714                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
 715         }
 716 }
 717
 718 #else
 719
 720 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 721 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
 722
 723 #endif /* NO_HZ */
 724
 725 /*
 726  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
 727  */
 728 void tick_check_idle(int cpu)
 729 {
 730         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
 731         tick_check_nohz(cpu);
 732 }
 733
 734 /*
 735  * High resolution timer specific code
 736  */
 737 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 738 /*
 739  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
 740  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 741  */
 742 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 743 {
 744         struct tick_sched *ts =
 745                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 746         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 747         ktime_t now = ktime_get();
 748         int cpu = smp_processor_id();
 749
 750 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 751         /*
 752          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 753          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 754          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 755          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 756          * xtime_lock.
 757          */
 758         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 759                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 760 #endif
 761
 762         /* Check, if the jiffies need an update */
 763         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 764                 tick_do_update_jiffies64(now);
 765
 766         /*
 767          * Do not call, when we are not in irq context and have
 768          * no valid regs pointer
 769          */
 770         if (regs) {
 771                 /*
 772                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 773                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 774                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 775                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 776                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 777                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 778                  */
 779                 if (ts->tick_stopped) {
 780                         touch_softlockup_watchdog();
 781                         ts->idle_jiffies++;
 782                 }
 783                 update_process_times(user_mode(regs));
 784                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 785         }
 786
 787         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 788
 789         return HRTIMER_RESTART;
 790 }
 791
 792 /**
 793  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 794  */
 795 void tick_setup_sched_timer(void)
 796 {
 797         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 798         ktime_t now = ktime_get();
 799
 800         /*
 801          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 802          */
 803         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 804         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 805
 806         /* Get the next period (per cpu) */
 807         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
 808
 809         for (;;) {
 810                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 811                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 812                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 813                 /* Check, if the timer was already in the past */
 814                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 815                         break;
 816                 now = ktime_get();
 817         }
 818
 819 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 820         if (tick_nohz_enabled)
 821                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 822 #endif
 823 }
 824 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 825
 826 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 827 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 828 {
 829         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 830
 831 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 832         if (ts->sched_timer.base)
 833                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 834 # endif
 835
 836         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 837 }
 838 #endif
 839
 840 /**
 841  * Async notification about clocksource changes
 842  */
 843 void tick_clock_notify(void)
 844 {
 845         int cpu;
 846
 847         for_each_possible_cpu(cpu)
 848                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Async notification about clock event changes
 853  */
 854 void tick_oneshot_notify(void)
 855 {
 856         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 857
 858         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 859 }
 860
 861 /**
 862  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 863  *
 864  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 865  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 866  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 867  * or runtime).
 868  */
 869 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 870 {
 871         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 872
 873         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 874                 return 0;
 875
 876         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 877                 return 0;
 878
 879         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
 880                 return 0;
 881
 882         if (!allow_nohz)
 883                 return 1;
 884
 885         tick_nohz_switch_to_nohz();
 886         return 0;
 887 }