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                 ts->sleep_length = (ktime_t) { .tv64 = NSEC_PER_SEC/HZ };
 330                 goto end;
 331         }
 332
 333         if (need_resched())
 334                 goto end;
 335
 336         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 337                 static int ratelimit;
 338
 339                 if (ratelimit < 10) {
 340                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 341                                (unsigned int) local_softirq_pending());
 342                         ratelimit++;
 343                 }
 344                 goto end;
 345         }
 346
 347         ts->idle_calls++;
 348         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 349         do {
 350                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 351                 last_update = last_jiffies_update;
 352                 last_jiffies = jiffies;
 353                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 354         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 355
 356         if (rcu_needs_cpu(cpu) || printk_needs_cpu(cpu) ||
 357             arch_needs_cpu(cpu)) {
 358                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 359                 delta_jiffies = 1;
 360         } else {
 361                 /* Get the next timer wheel timer */
 362                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 363                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 364         }
 365         /*
 366          * Do not stop the tick, if we are only one off
 367          * or if the cpu is required for rcu
 368          */
 369         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 370                 goto out;
 371
 372         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 373         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 374
 375                 /*
 376                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 377                  * give up the assignment and let it be taken by the
 378                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 379                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 380                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 381                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 382                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 383                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 384                  * limit the sleep time to the timekeeping
 385                  * max_deferement value which we retrieved
 386                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 387                  */
 388                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 389                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 390                         ts->do_timer_last = 1;
 391                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 392                         time_delta = KTIME_MAX;
 393                         ts->do_timer_last = 0;
 394                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 395                         time_delta = KTIME_MAX;
 396                 }
 397
 398                 /*
 399                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 400                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 401                  * that there is no timer pending or at least extremely
 402                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 403                  * case we set the expiry to the end of time.
 404                  */
 405                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 406                         /*
 407                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 408                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 409                          * permitted by the current clocksource then adjust
 410                          * the time delta accordingly to ensure the
 411                          * clocksource does not wrap.
 412                          */
 413                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 414                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 415                 }
 416
 417                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 418                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 419                 else
 420                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 421
 422                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 423                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 424                         goto out;
 425
 426                 /*
 427                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 428                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 429                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 430                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 431                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 432                  */
 433                 if (!ts->tick_stopped) {
 434                         select_nohz_load_balancer(1);
 435                         calc_load_enter_idle();
 436
 437                         ts->idle_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 438                         ts->tick_stopped = 1;
 439                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 440                         rcu_enter_nohz();
 441                 }
 442
 443                 ts->idle_sleeps++;
 444
 445                 /* Mark expires */
 446                 ts->idle_expires = expires;
 447
 448                 /*
 449                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 450                  * in this case we simply stop the tick timer.
 451                  */
 452                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 453                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 454                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 455                         goto out;
 456                 }
 457
 458                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 459                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 460                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 461                         /* Check, if the timer was already in the past */
 462                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 463                                 goto out;
 464                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 465                                 goto out;
 466                 /*
 467                  * We are past the event already. So we crossed a
 468                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 469                  * softirq.
 470                  */
 471                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 472         }
 473         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 474 out:
 475         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 476         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 477         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 478 end:
 479         local_irq_restore(flags);
 480 }
 481
 482 /**
 483  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 484  *
 485  * Called from power state control code with interrupts disabled
 486  */
 487 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 488 {
 489         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 490
 491         return ts->sleep_length;
 492 }
 493
 494 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 495 {
 496         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 497         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->idle_tick);
 498
 499         while (1) {
 500                 /* Forward the time to expire in the future */
 501                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 502
 503                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 504                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 505                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 506                         /* Check, if the timer was already in the past */
 507                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 508                                 break;
 509                 } else {
 510                         if (!tick_program_event(
 511                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 512                                 break;
 513                 }
 514                 /* Reread time and update jiffies */
 515                 now = ktime_get();
 516                 tick_do_update_jiffies64(now);
 517         }
 518 }
 519
 520 /**
 521  * tick_nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
 522  *
 523  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 524  */
 525 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
 526 {
 527         int cpu = smp_processor_id();
 528         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 529 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 530         unsigned long ticks;
 531 #endif
 532         ktime_t now;
 533
 534         local_irq_disable();
 535         if (ts->idle_active || (ts->inidle && ts->tick_stopped))
 536                 now = ktime_get();
 537
 538         if (ts->idle_active)
 539                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 540
 541         if (!ts->inidle || !ts->tick_stopped) {
 542                 ts->inidle = 0;
 543                 local_irq_enable();
 544                 return;
 545         }
 546
 547         ts->inidle = 0;
 548
 549         rcu_exit_nohz();
 550
 551         /* Update jiffies first */
 552         select_nohz_load_balancer(0);
 553         tick_do_update_jiffies64(now);
 554         update_cpu_load_nohz();
 555
 556 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 557         /*
 558          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 559          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 560          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 561          */
 562         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 563         /*
 564          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 565          */
 566         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 567                 account_idle_ticks(ticks);
 568 #endif
 569
 570         calc_load_exit_idle();
 571         touch_softlockup_watchdog();
 572         /*
 573          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 574          */
 575         ts->tick_stopped  = 0;
 576         ts->idle_exittime = now;
 577
 578         tick_nohz_restart(ts, now);
 579
 580         local_irq_enable();
 581 }
 582
 583 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 584 {
 585         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 586         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 587 }
 588
 589 /*
 590  * The nohz low res interrupt handler
 591  */
 592 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 593 {
 594         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 595         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 596         int cpu = smp_processor_id();
 597         ktime_t now = ktime_get();
 598
 599         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 600
 601         /*
 602          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 603          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 604          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 605          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 606          * xtime_lock.
 607          */
 608         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 609                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 610
 611         /* Check, if the jiffies need an update */
 612         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 613                 tick_do_update_jiffies64(now);
 614
 615         /*
 616          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 617          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 618          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 619          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 620          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 621          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 622          */
 623         if (ts->tick_stopped) {
 624                 touch_softlockup_watchdog();
 625                 ts->idle_jiffies++;
 626         }
 627
 628         update_process_times(user_mode(regs));
 629         profile_tick(CPU_PROFILING);
 630
 631         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 632                 now = ktime_get();
 633                 tick_do_update_jiffies64(now);
 634         }
 635 }
 636
 637 /**
 638  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 639  */
 640 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 641 {
 642         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 643         ktime_t next;
 644
 645         if (!tick_nohz_enabled)
 646                 return;
 647
 648         local_irq_disable();
 649         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 650                 local_irq_enable();
 651                 return;
 652         }
 653
 654         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 655
 656         /*
 657          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 658          * hrtimer_forward with the highres code.
 659          */
 660         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 661         /* Get the next period */
 662         next = tick_init_jiffy_update();
 663
 664         for (;;) {
 665                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 666                 if (!tick_program_event(next, 0))
 667                         break;
 668                 next = ktime_add(next, tick_period);
 669         }
 670         local_irq_enable();
 671 }
 672
 673 /*
 674  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
 675  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
 676  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
 677  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
 678  * the first place.
 679  *
 680  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
 681  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
 682  * when idle is left.
 683  */
 684 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
 685 {
 686 #if 0
 687         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
 688
 689         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 690         ktime_t delta;
 691
 692         /*
 693          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
 694          * already reached or less/equal than the tick period.
 695          */
 696         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
 697         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
 698                 return;
 699
 700         tick_nohz_restart(ts, now);
 701 #endif
 702 }
 703
 704 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
 705 {
 706         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 707         ktime_t now;
 708
 709         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
 710                 return;
 711         now = ktime_get();
 712         if (ts->idle_active)
 713                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 714         if (ts->tick_stopped) {
 715                 tick_nohz_update_jiffies(now);
 716                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
 717         }
 718 }
 719
 720 #else
 721
 722 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 723 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
 724
 725 #endif /* NO_HZ */
 726
 727 /*
 728  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
 729  */
 730 void tick_check_idle(int cpu)
 731 {
 732         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
 733         tick_check_nohz(cpu);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * High resolution timer specific code
 738  */
 739 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 740 /*
 741  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
 742  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 743  */
 744 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 745 {
 746         struct tick_sched *ts =
 747                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 748         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 749         ktime_t now = ktime_get();
 750         int cpu = smp_processor_id();
 751
 752 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 753         /*
 754          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 755          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 756          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 757          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 758          * xtime_lock.
 759          */
 760         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 761                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 762 #endif
 763
 764         /* Check, if the jiffies need an update */
 765         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 766                 tick_do_update_jiffies64(now);
 767
 768         /*
 769          * Do not call, when we are not in irq context and have
 770          * no valid regs pointer
 771          */
 772         if (regs) {
 773                 /*
 774                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 775                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 776                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 777                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 778                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 779                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 780                  */
 781                 if (ts->tick_stopped) {
 782                         touch_softlockup_watchdog();
 783                         ts->idle_jiffies++;
 784                 }
 785                 update_process_times(user_mode(regs));
 786                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 787         }
 788
 789         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 790
 791         return HRTIMER_RESTART;
 792 }
 793
 794 /**
 795  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 796  */
 797 void tick_setup_sched_timer(void)
 798 {
 799         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 800         ktime_t now = ktime_get();
 801
 802         /*
 803          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 804          */
 805         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 806         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 807
 808         /* Get the next period (per cpu) */
 809         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
 810
 811         for (;;) {
 812                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 813                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 814                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 815                 /* Check, if the timer was already in the past */
 816                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 817                         break;
 818                 now = ktime_get();
 819         }
 820
 821 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 822         if (tick_nohz_enabled)
 823                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 824 #endif
 825 }
 826 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 827
 828 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 829 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 830 {
 831         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 832
 833 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 834         if (ts->sched_timer.base)
 835                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 836 # endif
 837
 838         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
 839 }
 840 #endif
 841
 842 /**
 843  * Async notification about clocksource changes
 844  */
 845 void tick_clock_notify(void)
 846 {
 847         int cpu;
 848
 849         for_each_possible_cpu(cpu)
 850                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 851 }
 852
 853 /*
 854  * Async notification about clock event changes
 855  */
 856 void tick_oneshot_notify(void)
 857 {
 858         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 859
 860         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 861 }
 862
 863 /**
 864  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 865  *
 866  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 867  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 868  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 869  * or runtime).
 870  */
 871 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 872 {
 873         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 874
 875         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 876                 return 0;
 877
 878         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 879                 return 0;
 880
 881         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
 882                 return 0;
 883
 884         if (!allow_nohz)
 885                 return 1;
 886
 887         tick_nohz_switch_to_nohz();
 888         return 0;
 889 }