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