d63008b09a4cee1cfc71b5e53e929b39312afff0
[pandora-kernel.git] / 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
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         /* Reevalute with xtime_lock held */
52         write_seqlock(&xtime_lock);
53
54         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
55         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
56
57                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
58                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
59                                                 tick_period);
60
61                 /* Slow path for long timeouts */
62                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
63                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
64
65                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
66
67                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
68                                                            incr * ticks);
69                 }
70                 do_timer(++ticks);
71         }
72         write_sequnlock(&xtime_lock);
73 }
74
75 /*
76  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
77  */
78 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
79 {
80         ktime_t period;
81
82         write_seqlock(&xtime_lock);
83         /* Did we start the jiffies update yet ? */
84         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
85                 last_jiffies_update = tick_next_period;
86         period = last_jiffies_update;
87         write_sequnlock(&xtime_lock);
88         return period;
89 }
90
91 /*
92  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
93  */
94 #ifdef CONFIG_NO_HZ
95 /*
96  * NO HZ enabled ?
97  */
98 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
99
100 /*
101  * Enable / Disable tickless mode
102  */
103 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
104 {
105         if (!strcmp(str, "off"))
106                 tick_nohz_enabled = 0;
107         else if (!strcmp(str, "on"))
108                 tick_nohz_enabled = 1;
109         else
110                 return 0;
111         return 1;
112 }
113
114 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
115
116 /**
117  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
118  *
119  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
120  *
121  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
122  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
123  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
124  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
125  */
126 void tick_nohz_update_jiffies(void)
127 {
128         int cpu = smp_processor_id();
129         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
130         unsigned long flags;
131         ktime_t now;
132
133         if (!ts->tick_stopped)
134                 return;
135
136         touch_softlockup_watchdog();
137
138         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
139         now = ktime_get();
140         ts->idle_waketime = now;
141
142         local_irq_save(flags);
143         tick_do_update_jiffies64(now);
144         local_irq_restore(flags);
145 }
146
147 void tick_nohz_stop_idle(int cpu)
148 {
149         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
150
151         if (ts->idle_active) {
152                 ktime_t now, delta;
153                 now = ktime_get();
154                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
155                 ts->idle_lastupdate = now;
156                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
157                 ts->idle_active = 0;
158         }
159 }
160
161 static ktime_t tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
162 {
163         ktime_t now, delta;
164
165         now = ktime_get();
166         if (ts->idle_active) {
167                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
168                 ts->idle_lastupdate = now;
169                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
170         }
171         ts->idle_entrytime = now;
172         ts->idle_active = 1;
173         return now;
174 }
175
176 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
177 {
178         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
179
180         *last_update_time = ktime_to_us(ts->idle_lastupdate);
181         return ktime_to_us(ts->idle_sleeptime);
182 }
183
184 /**
185  * tick_nohz_stop_sched_tick - stop the idle tick from the idle task
186  *
187  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
188  * Called either from the idle loop or from irq_exit() when an idle period was
189  * just interrupted by an interrupt which did not cause a reschedule.
190  */
191 void tick_nohz_stop_sched_tick(void)
192 {
193         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies, flags;
194         struct tick_sched *ts;
195         ktime_t last_update, expires, now;
196         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
197         int cpu;
198
199         local_irq_save(flags);
200
201         cpu = smp_processor_id();
202         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
203         now = tick_nohz_start_idle(ts);
204
205         /*
206          * If this cpu is offline and it is the one which updates
207          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
208          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
209          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
210          * invoked.
211          */
212         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
213                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
214                         tick_do_timer_cpu = -1;
215         }
216
217         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
218                 goto end;
219
220         if (need_resched())
221                 goto end;
222
223         if (unlikely(local_softirq_pending())) {
224                 static int ratelimit;
225
226                 if (ratelimit < 10) {
227                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
228                                local_softirq_pending());
229                         ratelimit++;
230                 }
231         }
232
233         ts->idle_calls++;
234         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
235         do {
236                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
237                 last_update = last_jiffies_update;
238                 last_jiffies = jiffies;
239         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
240
241         /* Get the next timer wheel timer */
242         next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
243         delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
244
245         if (rcu_needs_cpu(cpu))
246                 delta_jiffies = 1;
247         /*
248          * Do not stop the tick, if we are only one off
249          * or if the cpu is required for rcu
250          */
251         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
252                 goto out;
253
254         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
255         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
256
257                 if (delta_jiffies > 1)
258                         cpu_set(cpu, nohz_cpu_mask);
259                 /*
260                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
261                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
262                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
263                  * first call we save the current tick time, so we can restart
264                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
265                  */
266                 if (!ts->tick_stopped) {
267                         if (select_nohz_load_balancer(1)) {
268                                 /*
269                                  * sched tick not stopped!
270                                  */
271                                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
272                                 goto out;
273                         }
274
275                         ts->idle_tick = ts->sched_timer.expires;
276                         ts->tick_stopped = 1;
277                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
278                         rcu_enter_nohz();
279                         sched_clock_tick_stop(cpu);
280                 }
281
282                 /*
283                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
284                  * give up the assignment and let it be taken by the
285                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
286                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
287                  * jiffies might be stale and do_timer() never
288                  * invoked.
289                  */
290                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
291                         tick_do_timer_cpu = -1;
292
293                 ts->idle_sleeps++;
294
295                 /*
296                  * delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals that
297                  * there is no timer pending or at least extremly far
298                  * into the future (12 days for HZ=1000). In this case
299                  * we simply stop the tick timer:
300                  */
301                 if (unlikely(delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
302                         ts->idle_expires.tv64 = KTIME_MAX;
303                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
304                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
305                         goto out;
306                 }
307
308                 /*
309                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
310                  * timer
311                  */
312                 expires = ktime_add_ns(last_update, tick_period.tv64 *
313                                        delta_jiffies);
314                 ts->idle_expires = expires;
315
316                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
317                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
318                                       HRTIMER_MODE_ABS);
319                         /* Check, if the timer was already in the past */
320                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
321                                 goto out;
322                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
323                                 goto out;
324                 /*
325                  * We are past the event already. So we crossed a
326                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
327                  * softirq.
328                  */
329                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
330                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
331         }
332         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
333 out:
334         ts->next_jiffies = next_jiffies;
335         ts->last_jiffies = last_jiffies;
336         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
337 end:
338         local_irq_restore(flags);
339 }
340
341 /**
342  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
343  *
344  * Called from power state control code with interrupts disabled
345  */
346 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
347 {
348         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
349
350         return ts->sleep_length;
351 }
352
353 /**
354  * tick_nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
355  *
356  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
357  */
358 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
359 {
360         int cpu = smp_processor_id();
361         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
362         unsigned long ticks;
363         ktime_t now;
364
365         local_irq_disable();
366         tick_nohz_stop_idle(cpu);
367
368         if (!ts->tick_stopped) {
369                 local_irq_enable();
370                 return;
371         }
372
373         rcu_exit_nohz();
374
375         /* Update jiffies first */
376         select_nohz_load_balancer(0);
377         now = ktime_get();
378         tick_do_update_jiffies64(now);
379         sched_clock_tick_start(cpu);
380         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
381
382         /*
383          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
384          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
385          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
386          */
387         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
388         /*
389          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
390          */
391         if (ticks && ticks < LONG_MAX) {
392                 add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
393                 account_system_time(current, HARDIRQ_OFFSET,
394                                     jiffies_to_cputime(ticks));
395                 sub_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
396         }
397
398         touch_softlockup_watchdog();
399         /*
400          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
401          */
402         ts->tick_stopped  = 0;
403         ts->idle_exittime = now;
404         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
405         ts->sched_timer.expires = ts->idle_tick;
406
407         while (1) {
408                 /* Forward the time to expire in the future */
409                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
410
411                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
412                         hrtimer_start(&ts->sched_timer,
413                                       ts->sched_timer.expires,
414                                       HRTIMER_MODE_ABS);
415                         /* Check, if the timer was already in the past */
416                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
417                                 break;
418                 } else {
419                         if (!tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0))
420                                 break;
421                 }
422                 /* Update jiffies and reread time */
423                 tick_do_update_jiffies64(now);
424                 now = ktime_get();
425         }
426         local_irq_enable();
427 }
428
429 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
430 {
431         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
432         return tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0);
433 }
434
435 /*
436  * The nohz low res interrupt handler
437  */
438 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
439 {
440         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
441         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
442         int cpu = smp_processor_id();
443         ktime_t now = ktime_get();
444
445         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
446
447         /*
448          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
449          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
450          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
451          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
452          * xtime_lock.
453          */
454         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == -1))
455                 tick_do_timer_cpu = cpu;
456
457         /* Check, if the jiffies need an update */
458         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
459                 tick_do_update_jiffies64(now);
460
461         /*
462          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
463          * the watchdog as we might not schedule for a really long
464          * time. This happens on complete idle SMP systems while
465          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
466          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
467          * do when we go busy again does not account too much ticks.
468          */
469         if (ts->tick_stopped) {
470                 touch_softlockup_watchdog();
471                 ts->idle_jiffies++;
472         }
473
474         update_process_times(user_mode(regs));
475         profile_tick(CPU_PROFILING);
476
477         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
478         if (ts->tick_stopped)
479                 return;
480
481         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
482                 now = ktime_get();
483                 tick_do_update_jiffies64(now);
484         }
485 }
486
487 /**
488  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
489  */
490 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
491 {
492         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
493         ktime_t next;
494
495         if (!tick_nohz_enabled)
496                 return;
497
498         local_irq_disable();
499         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
500                 local_irq_enable();
501                 return;
502         }
503
504         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
505
506         /*
507          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
508          * hrtimer_forward with the highres code.
509          */
510         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
511         /* Get the next period */
512         next = tick_init_jiffy_update();
513
514         for (;;) {
515                 ts->sched_timer.expires = next;
516                 if (!tick_program_event(next, 0))
517                         break;
518                 next = ktime_add(next, tick_period);
519         }
520         local_irq_enable();
521
522         printk(KERN_INFO "Switched to NOHz mode on CPU #%d\n",
523                smp_processor_id());
524 }
525
526 #else
527
528 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
529
530 #endif /* NO_HZ */
531
532 /*
533  * High resolution timer specific code
534  */
535 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
536 /*
537  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
538  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
539  */
540 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
541 {
542         struct tick_sched *ts =
543                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
544         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
545         ktime_t now = ktime_get();
546         int cpu = smp_processor_id();
547
548 #ifdef CONFIG_NO_HZ
549         /*
550          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
551          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
552          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
553          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
554          * xtime_lock.
555          */
556         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == -1))
557                 tick_do_timer_cpu = cpu;
558 #endif
559
560         /* Check, if the jiffies need an update */
561         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
562                 tick_do_update_jiffies64(now);
563
564         /*
565          * Do not call, when we are not in irq context and have
566          * no valid regs pointer
567          */
568         if (regs) {
569                 /*
570                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
571                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
572                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
573                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
574                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
575                  * when we go busy again does not account too much ticks.
576                  */
577                 if (ts->tick_stopped) {
578                         touch_softlockup_watchdog();
579                         ts->idle_jiffies++;
580                 }
581                 update_process_times(user_mode(regs));
582                 profile_tick(CPU_PROFILING);
583         }
584
585         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
586         if (ts->tick_stopped)
587                 return HRTIMER_NORESTART;
588
589         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
590
591         return HRTIMER_RESTART;
592 }
593
594 /**
595  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
596  */
597 void tick_setup_sched_timer(void)
598 {
599         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
600         ktime_t now = ktime_get();
601         u64 offset;
602
603         /*
604          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
605          */
606         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
607         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
608         ts->sched_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
609
610         /* Get the next period (per cpu) */
611         ts->sched_timer.expires = tick_init_jiffy_update();
612         offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
613         do_div(offset, num_possible_cpus());
614         offset *= smp_processor_id();
615         ts->sched_timer.expires = ktime_add_ns(ts->sched_timer.expires, offset);
616
617         for (;;) {
618                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
619                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, ts->sched_timer.expires,
620                               HRTIMER_MODE_ABS);
621                 /* Check, if the timer was already in the past */
622                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
623                         break;
624                 now = ktime_get();
625         }
626
627 #ifdef CONFIG_NO_HZ
628         if (tick_nohz_enabled)
629                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
630 #endif
631 }
632
633 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
634 {
635         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
636
637         if (ts->sched_timer.base)
638                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
639
640         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
641 }
642 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
643
644 /**
645  * Async notification about clocksource changes
646  */
647 void tick_clock_notify(void)
648 {
649         int cpu;
650
651         for_each_possible_cpu(cpu)
652                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
653 }
654
655 /*
656  * Async notification about clock event changes
657  */
658 void tick_oneshot_notify(void)
659 {
660         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
661
662         set_bit(0, &ts->check_clocks);
663 }
664
665 /**
666  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
667  *
668  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
669  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
670  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
671  * or runtime).
672  */
673 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
674 {
675         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
676
677         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
678                 return 0;
679
680         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
681                 return 0;
682
683         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
684                 return 0;
685
686         if (!allow_nohz)
687                 return 1;
688
689         tick_nohz_switch_to_nohz();
690         return 0;
691 }