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