5d44c90d41eaad6c985eb988d862fcbefe8723ff
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / time / hrtimer.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
4  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
5  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
6  *
7  *  High-resolution kernel timers
8  *
9  *  In contrast to the low-resolution timeout API, aka timer wheel,
10  *  hrtimers provide finer resolution and accuracy depending on system
11  *  configuration and capabilities.
12  *
13  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
14  *
15  *  Credits:
16  *      Based on the original timer wheel code
17  *
18  *      Help, testing, suggestions, bugfixes, improvements were
19  *      provided by:
20  *
21  *      George Anzinger, Andrew Morton, Steven Rostedt, Roman Zippel
22  *      et. al.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/percpu.h>
28 #include <linux/hrtimer.h>
29 #include <linux/notifier.h>
30 #include <linux/syscalls.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/tick.h>
33 #include <linux/err.h>
34 #include <linux/debugobjects.h>
35 #include <linux/sched/signal.h>
36 #include <linux/sched/sysctl.h>
37 #include <linux/sched/rt.h>
38 #include <linux/sched/deadline.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40 #include <linux/sched/debug.h>
41 #include <linux/timer.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/compat.h>
44
45 #include <linux/uaccess.h>
46
47 #include <trace/events/timer.h>
48
49 #include "tick-internal.h"
50
51 /*
52  * Masks for selecting the soft and hard context timers from
53  * cpu_base->active
54  */
55 #define MASK_SHIFT              (HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT)
56 #define HRTIMER_ACTIVE_HARD     ((1U << MASK_SHIFT) - 1)
57 #define HRTIMER_ACTIVE_SOFT     (HRTIMER_ACTIVE_HARD << MASK_SHIFT)
58 #define HRTIMER_ACTIVE_ALL      (HRTIMER_ACTIVE_SOFT | HRTIMER_ACTIVE_HARD)
59
60 /*
61  * The timer bases:
62  *
63  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
64  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
65  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
66  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
67  */
68 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
69 {
70         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
71         .clock_base =
72         {
73                 {
74                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
75                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
76                         .get_time = &ktime_get,
77                 },
78                 {
79                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
80                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
81                         .get_time = &ktime_get_real,
82                 },
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
85                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
86                         .get_time = &ktime_get_boottime,
87                 },
88                 {
89                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
90                         .clockid = CLOCK_TAI,
91                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
92                 },
93                 {
94                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT,
95                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
96                         .get_time = &ktime_get,
97                 },
98                 {
99                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT,
100                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
101                         .get_time = &ktime_get_real,
102                 },
103                 {
104                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT,
105                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
106                         .get_time = &ktime_get_boottime,
107                 },
108                 {
109                         .index = HRTIMER_BASE_TAI_SOFT,
110                         .clockid = CLOCK_TAI,
111                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
112                 },
113         }
114 };
115
116 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
117         /* Make sure we catch unsupported clockids */
118         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
119
120         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
121         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
122         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
123         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
124 };
125
126 /*
127  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
128  * single place
129  */
130 #ifdef CONFIG_SMP
131
132 /*
133  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
134  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
135  * timer->base->cpu_base
136  */
137 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
138         .clock_base = { {
139                 .cpu_base = &migration_cpu_base,
140                 .seq      = SEQCNT_RAW_SPINLOCK_ZERO(migration_cpu_base.seq,
141                                                      &migration_cpu_base.lock),
142         }, },
143 };
144
145 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
146
147 static inline bool is_migration_base(struct hrtimer_clock_base *base)
148 {
149         return base == &migration_base;
150 }
151
152 /*
153  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
154  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
155  * locked, and the base itself is locked too.
156  *
157  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
158  * be found on the lists/queues.
159  *
160  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
161  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
162  * remains locked.
163  */
164 static
165 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
166                                              unsigned long *flags)
167 {
168         struct hrtimer_clock_base *base;
169
170         for (;;) {
171                 base = READ_ONCE(timer->base);
172                 if (likely(base != &migration_base)) {
173                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
174                         if (likely(base == timer->base))
175                                 return base;
176                         /* The timer has migrated to another CPU: */
177                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
178                 }
179                 cpu_relax();
180         }
181 }
182
183 /*
184  * We do not migrate the timer when it is expiring before the next
185  * event on the target cpu. When high resolution is enabled, we cannot
186  * reprogram the target cpu hardware and we would cause it to fire
187  * late. To keep it simple, we handle the high resolution enabled and
188  * disabled case similar.
189  *
190  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
191  */
192 static int
193 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
194 {
195         ktime_t expires;
196
197         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
198         return expires < new_base->cpu_base->expires_next;
199 }
200
201 static inline
202 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
203                                          int pinned)
204 {
205 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON)
206         if (static_branch_likely(&timers_migration_enabled) && !pinned)
207                 return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
208 #endif
209         return base;
210 }
211
212 /*
213  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
214  * if:
215  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
216  *      - timer migration is enabled
217  *      - the timer callback is not running
218  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
219  *
220  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
221  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
222  * the timer callback is currently running.
223  */
224 static inline struct hrtimer_clock_base *
225 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
226                     int pinned)
227 {
228         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
229         struct hrtimer_clock_base *new_base;
230         int basenum = base->index;
231
232         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
233         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
234 again:
235         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
236
237         if (base != new_base) {
238                 /*
239                  * We are trying to move timer to new_base.
240                  * However we can't change timer's base while it is running,
241                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
242                  * the event source in the high resolution case. The softirq
243                  * code will take care of this when the timer function has
244                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
245                  * the timer is enqueued.
246                  */
247                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
248                         return base;
249
250                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
251                 WRITE_ONCE(timer->base, &migration_base);
252                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
253                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
254
255                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
256                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
257                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
258                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
259                         new_cpu_base = this_cpu_base;
260                         WRITE_ONCE(timer->base, base);
261                         goto again;
262                 }
263                 WRITE_ONCE(timer->base, new_base);
264         } else {
265                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
266                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
267                         new_cpu_base = this_cpu_base;
268                         goto again;
269                 }
270         }
271         return new_base;
272 }
273
274 #else /* CONFIG_SMP */
275
276 static inline bool is_migration_base(struct hrtimer_clock_base *base)
277 {
278         return false;
279 }
280
281 static inline struct hrtimer_clock_base *
282 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
283 {
284         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
285
286         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
287
288         return base;
289 }
290
291 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
292
293 #endif  /* !CONFIG_SMP */
294
295 /*
296  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
297  * too large for inlining:
298  */
299 #if BITS_PER_LONG < 64
300 /*
301  * Divide a ktime value by a nanosecond value
302  */
303 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
304 {
305         int sft = 0;
306         s64 dclc;
307         u64 tmp;
308
309         dclc = ktime_to_ns(kt);
310         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
311
312         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
313         while (div >> 32) {
314                 sft++;
315                 div >>= 1;
316         }
317         tmp >>= sft;
318         do_div(tmp, (u32) div);
319         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
320 }
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
322 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
323
324 /*
325  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
326  */
327 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
328 {
329         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
330
331         /*
332          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
333          * return to user space in a timespec:
334          */
335         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
336                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
337
338         return res;
339 }
340
341 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
342
343 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
344
345 static const struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
346
347 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
348 {
349         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
350 }
351
352 /*
353  * fixup_init is called when:
354  * - an active object is initialized
355  */
356 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         struct hrtimer *timer = addr;
359
360         switch (state) {
361         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
362                 hrtimer_cancel(timer);
363                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
364                 return true;
365         default:
366                 return false;
367         }
368 }
369
370 /*
371  * fixup_activate is called when:
372  * - an active object is activated
373  * - an unknown non-static object is activated
374  */
375 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
376 {
377         switch (state) {
378         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
379                 WARN_ON(1);
380                 fallthrough;
381         default:
382                 return false;
383         }
384 }
385
386 /*
387  * fixup_free is called when:
388  * - an active object is freed
389  */
390 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
391 {
392         struct hrtimer *timer = addr;
393
394         switch (state) {
395         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
396                 hrtimer_cancel(timer);
397                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
398                 return true;
399         default:
400                 return false;
401         }
402 }
403
404 static const struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
405         .name           = "hrtimer",
406         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
407         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
408         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
409         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
410 };
411
412 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
413 {
414         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
415 }
416
417 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
418                                           enum hrtimer_mode mode)
419 {
420         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
421 }
422
423 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
424 {
425         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
426 }
427
428 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
429                            enum hrtimer_mode mode);
430
431 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
432                            enum hrtimer_mode mode)
433 {
434         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
435         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
436 }
437 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
438
439 static void __hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl,
440                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode);
441
442 void hrtimer_init_sleeper_on_stack(struct hrtimer_sleeper *sl,
443                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode)
444 {
445         debug_object_init_on_stack(&sl->timer, &hrtimer_debug_descr);
446         __hrtimer_init_sleeper(sl, clock_id, mode);
447 }
448 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper_on_stack);
449
450 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
451 {
452         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
453 }
454 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
455
456 #else
457
458 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
459 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
460                                           enum hrtimer_mode mode) { }
461 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
462 #endif
463
464 static inline void
465 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
466            enum hrtimer_mode mode)
467 {
468         debug_hrtimer_init(timer);
469         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
470 }
471
472 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer,
473                                   enum hrtimer_mode mode)
474 {
475         debug_hrtimer_activate(timer, mode);
476         trace_hrtimer_start(timer, mode);
477 }
478
479 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
480 {
481         debug_hrtimer_deactivate(timer);
482         trace_hrtimer_cancel(timer);
483 }
484
485 static struct hrtimer_clock_base *
486 __next_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int *active)
487 {
488         unsigned int idx;
489
490         if (!*active)
491                 return NULL;
492
493         idx = __ffs(*active);
494         *active &= ~(1U << idx);
495
496         return &cpu_base->clock_base[idx];
497 }
498
499 #define for_each_active_base(base, cpu_base, active)    \
500         while ((base = __next_base((cpu_base), &(active))))
501
502 static ktime_t __hrtimer_next_event_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
503                                          const struct hrtimer *exclude,
504                                          unsigned int active,
505                                          ktime_t expires_next)
506 {
507         struct hrtimer_clock_base *base;
508         ktime_t expires;
509
510         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
511                 struct timerqueue_node *next;
512                 struct hrtimer *timer;
513
514                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
515                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
516                 if (timer == exclude) {
517                         /* Get to the next timer in the queue. */
518                         next = timerqueue_iterate_next(next);
519                         if (!next)
520                                 continue;
521
522                         timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
523                 }
524                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
525                 if (expires < expires_next) {
526                         expires_next = expires;
527
528                         /* Skip cpu_base update if a timer is being excluded. */
529                         if (exclude)
530                                 continue;
531
532                         if (timer->is_soft)
533                                 cpu_base->softirq_next_timer = timer;
534                         else
535                                 cpu_base->next_timer = timer;
536                 }
537         }
538         /*
539          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
540          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
541          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
542          */
543         if (expires_next < 0)
544                 expires_next = 0;
545         return expires_next;
546 }
547
548 /*
549  * Recomputes cpu_base::*next_timer and returns the earliest expires_next
550  * but does not set cpu_base::*expires_next, that is done by
551  * hrtimer[_force]_reprogram and hrtimer_interrupt only. When updating
552  * cpu_base::*expires_next right away, reprogramming logic would no longer
553  * work.
554  *
555  * When a softirq is pending, we can ignore the HRTIMER_ACTIVE_SOFT bases,
556  * those timers will get run whenever the softirq gets handled, at the end of
557  * hrtimer_run_softirq(), hrtimer_update_softirq_timer() will re-add these bases.
558  *
559  * Therefore softirq values are those from the HRTIMER_ACTIVE_SOFT clock bases.
560  * The !softirq values are the minima across HRTIMER_ACTIVE_ALL, unless an actual
561  * softirq is pending, in which case they're the minima of HRTIMER_ACTIVE_HARD.
562  *
563  * @active_mask must be one of:
564  *  - HRTIMER_ACTIVE_ALL,
565  *  - HRTIMER_ACTIVE_SOFT, or
566  *  - HRTIMER_ACTIVE_HARD.
567  */
568 static ktime_t
569 __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int active_mask)
570 {
571         unsigned int active;
572         struct hrtimer *next_timer = NULL;
573         ktime_t expires_next = KTIME_MAX;
574
575         if (!cpu_base->softirq_activated && (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_SOFT)) {
576                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_SOFT;
577                 cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
578                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, NULL,
579                                                          active, KTIME_MAX);
580
581                 next_timer = cpu_base->softirq_next_timer;
582         }
583
584         if (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_HARD) {
585                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_HARD;
586                 cpu_base->next_timer = next_timer;
587                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, NULL, active,
588                                                          expires_next);
589         }
590
591         return expires_next;
592 }
593
594 static ktime_t hrtimer_update_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
595 {
596         ktime_t expires_next, soft = KTIME_MAX;
597
598         /*
599          * If the soft interrupt has already been activated, ignore the
600          * soft bases. They will be handled in the already raised soft
601          * interrupt.
602          */
603         if (!cpu_base->softirq_activated) {
604                 soft = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
605                 /*
606                  * Update the soft expiry time. clock_settime() might have
607                  * affected it.
608                  */
609                 cpu_base->softirq_expires_next = soft;
610         }
611
612         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
613         /*
614          * If a softirq timer is expiring first, update cpu_base->next_timer
615          * and program the hardware with the soft expiry time.
616          */
617         if (expires_next > soft) {
618                 cpu_base->next_timer = cpu_base->softirq_next_timer;
619                 expires_next = soft;
620         }
621
622         return expires_next;
623 }
624
625 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
626 {
627         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
628         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
629         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
630
631         ktime_t now = ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
632                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
633
634         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT].offset = *offs_real;
635         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT].offset = *offs_boot;
636         base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI_SOFT].offset = *offs_tai;
637
638         return now;
639 }
640
641 /*
642  * Is the high resolution mode active ?
643  */
644 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
645 {
646         return IS_ENABLED(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) ?
647                 cpu_base->hres_active : 0;
648 }
649
650 static inline int hrtimer_hres_active(void)
651 {
652         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
653 }
654
655 static void
656 __hrtimer_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal,
657                     struct hrtimer *next_timer, ktime_t expires_next)
658 {
659         /*
660          * If the hrtimer interrupt is running, then it will reevaluate the
661          * clock bases and reprogram the clock event device.
662          */
663         if (cpu_base->in_hrtirq)
664                 return;
665
666         if (expires_next > cpu_base->expires_next)
667                 return;
668
669         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
670                 return;
671
672         cpu_base->next_timer = next_timer;
673         cpu_base->expires_next = expires_next;
674
675         /*
676          * If hres is not active, hardware does not have to be
677          * reprogrammed yet.
678          *
679          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
680          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
681          * system to make progress. That also prevents the following
682          * scenario:
683          * T1 expires 50ms from now
684          * T2 expires 5s from now
685          *
686          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
687          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
688          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
689          * set. So we'd effectively block all timers until the T2 event
690          * fires.
691          */
692         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base) || cpu_base->hang_detected)
693                 return;
694
695         tick_program_event(expires_next, 1);
696 }
697
698 /*
699  * Reprogram the event source with checking both queues for the
700  * next event
701  * Called with interrupts disabled and base->lock held
702  */
703 static void
704 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
705 {
706         ktime_t expires_next;
707
708         expires_next = hrtimer_update_next_event(cpu_base);
709
710         __hrtimer_reprogram(cpu_base, skip_equal, cpu_base->next_timer,
711                             expires_next);
712 }
713
714 /* High resolution timer related functions */
715 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
716
717 /*
718  * High resolution timer enabled ?
719  */
720 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
721 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
722 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
723
724 /*
725  * Enable / Disable high resolution mode
726  */
727 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
728 {
729         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
730 }
731
732 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
733
734 /*
735  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
736  */
737 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
738 {
739         return hrtimer_hres_enabled;
740 }
741
742 static void retrigger_next_event(void *arg);
743
744 /*
745  * Switch to high resolution mode
746  */
747 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
748 {
749         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
750
751         if (tick_init_highres()) {
752                 pr_warn("Could not switch to high resolution mode on CPU %u\n",
753                         base->cpu);
754                 return;
755         }
756         base->hres_active = 1;
757         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
758
759         tick_setup_sched_timer();
760         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
761         retrigger_next_event(NULL);
762 }
763
764 #else
765
766 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
767 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
768
769 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
770 /*
771  * Retrigger next event is called after clock was set with interrupts
772  * disabled through an SMP function call or directly from low level
773  * resume code.
774  *
775  * This is only invoked when:
776  *      - CONFIG_HIGH_RES_TIMERS is enabled.
777  *      - CONFIG_NOHZ_COMMON is enabled
778  *
779  * For the other cases this function is empty and because the call sites
780  * are optimized out it vanishes as well, i.e. no need for lots of
781  * #ifdeffery.
782  */
783 static void retrigger_next_event(void *arg)
784 {
785         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
786
787         /*
788          * When high resolution mode or nohz is active, then the offsets of
789          * CLOCK_REALTIME/TAI/BOOTTIME have to be updated. Otherwise the
790          * next tick will take care of that.
791          *
792          * If high resolution mode is active then the next expiring timer
793          * must be reevaluated and the clock event device reprogrammed if
794          * necessary.
795          *
796          * In the NOHZ case the update of the offset and the reevaluation
797          * of the next expiring timer is enough. The return from the SMP
798          * function call will take care of the reprogramming in case the
799          * CPU was in a NOHZ idle sleep.
800          */
801         if (!__hrtimer_hres_active(base) && !tick_nohz_active)
802                 return;
803
804         raw_spin_lock(&base->lock);
805         hrtimer_update_base(base);
806         if (__hrtimer_hres_active(base))
807                 hrtimer_force_reprogram(base, 0);
808         else
809                 hrtimer_update_next_event(base);
810         raw_spin_unlock(&base->lock);
811 }
812
813 /*
814  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
815  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
816  * which the clock event device was armed.
817  *
818  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
819  */
820 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer, bool reprogram)
821 {
822         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
823         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
824         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
825
826         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
827
828         /*
829          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
830          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
831          */
832         if (expires < 0)
833                 expires = 0;
834
835         if (timer->is_soft) {
836                 /*
837                  * soft hrtimer could be started on a remote CPU. In this
838                  * case softirq_expires_next needs to be updated on the
839                  * remote CPU. The soft hrtimer will not expire before the
840                  * first hard hrtimer on the remote CPU -
841                  * hrtimer_check_target() prevents this case.
842                  */
843                 struct hrtimer_cpu_base *timer_cpu_base = base->cpu_base;
844
845                 if (timer_cpu_base->softirq_activated)
846                         return;
847
848                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->softirq_expires_next))
849                         return;
850
851                 timer_cpu_base->softirq_next_timer = timer;
852                 timer_cpu_base->softirq_expires_next = expires;
853
854                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->expires_next) ||
855                     !reprogram)
856                         return;
857         }
858
859         /*
860          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
861          * the other cpus clock event device.
862          */
863         if (base->cpu_base != cpu_base)
864                 return;
865
866         __hrtimer_reprogram(cpu_base, true, timer, expires);
867 }
868
869 /*
870  * Clock was set. This might affect CLOCK_REALTIME, CLOCK_TAI and
871  * CLOCK_BOOTTIME (for late sleep time injection).
872  *
873  * This requires to update the offsets for these clocks
874  * vs. CLOCK_MONOTONIC. When high resolution timers are enabled, then this
875  * also requires to eventually reprogram the per CPU clock event devices
876  * when the change moves an affected timer ahead of the first expiring
877  * timer on that CPU. Obviously remote per CPU clock event devices cannot
878  * be reprogrammed. The other reason why an IPI has to be sent is when the
879  * system is in !HIGH_RES and NOHZ mode. The NOHZ mode updates the offsets
880  * in the tick, which obviously might be stopped, so this has to bring out
881  * the remote CPU which might sleep in idle to get this sorted.
882  */
883 void clock_was_set(unsigned int bases)
884 {
885         cpumask_var_t mask;
886         int cpu;
887
888         if (!hrtimer_hres_active() && !tick_nohz_active)
889                 goto out_timerfd;
890
891         if (!zalloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL)) {
892                 on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
893                 goto out_timerfd;
894         }
895
896         /* Avoid interrupting CPUs if possible */
897         cpus_read_lock();
898         for_each_online_cpu(cpu) {
899                 struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
900                 unsigned long flags;
901
902                 raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
903                 /*
904                  * Only send the IPI when there are timers queued in one of
905                  * the affected clock bases. Otherwise update the base
906                  * remote to ensure that the next enqueue of a timer on
907                  * such a clock base will see the correct offsets.
908                  */
909                 if (cpu_base->active_bases & bases)
910                         cpumask_set_cpu(cpu, mask);
911                 else
912                         hrtimer_update_base(cpu_base);
913                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
914         }
915
916         preempt_disable();
917         smp_call_function_many(mask, retrigger_next_event, NULL, 1);
918         preempt_enable();
919         cpus_read_unlock();
920         free_cpumask_var(mask);
921
922 out_timerfd:
923         timerfd_clock_was_set();
924 }
925
926 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
927 {
928         clock_was_set(CLOCK_SET_WALL);
929 }
930
931 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
932
933 /*
934  * Called from timekeeping code to reprogram the hrtimer interrupt device
935  * on all cpus and to notify timerfd.
936  */
937 void clock_was_set_delayed(void)
938 {
939         schedule_work(&hrtimer_work);
940 }
941
942 /*
943  * Called during resume either directly from via timekeeping_resume()
944  * or in the case of s2idle from tick_unfreeze() to ensure that the
945  * hrtimers are up to date.
946  */
947 void hrtimers_resume_local(void)
948 {
949         lockdep_assert_irqs_disabled();
950         /* Retrigger on the local CPU */
951         retrigger_next_event(NULL);
952 }
953
954 /*
955  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
956  */
957 static inline
958 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
959 {
960         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
961 }
962
963 /**
964  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
965  * @timer:      hrtimer to forward
966  * @now:        forward past this time
967  * @interval:   the interval to forward
968  *
969  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
970  * Returns the number of overruns.
971  *
972  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
973  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
974  * running the callback and the caller needs to take care of
975  * serialization.
976  *
977  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
978  * the timer.
979  */
980 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
981 {
982         u64 orun = 1;
983         ktime_t delta;
984
985         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
986
987         if (delta < 0)
988                 return 0;
989
990         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
991                 return 0;
992
993         if (interval < hrtimer_resolution)
994                 interval = hrtimer_resolution;
995
996         if (unlikely(delta >= interval)) {
997                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
998
999                 orun = ktime_divns(delta, incr);
1000                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
1001                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
1002                         return orun;
1003                 /*
1004                  * This (and the ktime_add() below) is the
1005                  * correction for exact:
1006                  */
1007                 orun++;
1008         }
1009         hrtimer_add_expires(timer, interval);
1010
1011         return orun;
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
1014
1015 /*
1016  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
1017  *
1018  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
1019  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
1020  *
1021  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
1022  */
1023 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
1024                            struct hrtimer_clock_base *base,
1025                            enum hrtimer_mode mode)
1026 {
1027         debug_activate(timer, mode);
1028
1029         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
1030
1031         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
1032         WRITE_ONCE(timer->state, HRTIMER_STATE_ENQUEUED);
1033
1034         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
1035 }
1036
1037 /*
1038  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
1039  *
1040  * Caller must hold the base lock.
1041  *
1042  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
1043  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
1044  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
1045  * anyway (e.g. timer interrupt)
1046  */
1047 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
1048                              struct hrtimer_clock_base *base,
1049                              u8 newstate, int reprogram)
1050 {
1051         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1052         u8 state = timer->state;
1053
1054         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
1055         WRITE_ONCE(timer->state, newstate);
1056         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1057                 return;
1058
1059         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
1060                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
1061
1062         /*
1063          * Note: If reprogram is false we do not update
1064          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
1065          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
1066          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
1067          * an superfluous call to hrtimer_force_reprogram() on the
1068          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
1069          */
1070         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
1071                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * remove hrtimer, called with base lock held
1076  */
1077 static inline int
1078 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
1079                bool restart, bool keep_local)
1080 {
1081         u8 state = timer->state;
1082
1083         if (state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED) {
1084                 bool reprogram;
1085
1086                 /*
1087                  * Remove the timer and force reprogramming when high
1088                  * resolution mode is active and the timer is on the current
1089                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
1090                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
1091                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
1092                  * rare case and less expensive than a smp call.
1093                  */
1094                 debug_deactivate(timer);
1095                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1096
1097                 /*
1098                  * If the timer is not restarted then reprogramming is
1099                  * required if the timer is local. If it is local and about
1100                  * to be restarted, avoid programming it twice (on removal
1101                  * and a moment later when it's requeued).
1102                  */
1103                 if (!restart)
1104                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
1105                 else
1106                         reprogram &= !keep_local;
1107
1108                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
1109                 return 1;
1110         }
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1115                                             const enum hrtimer_mode mode)
1116 {
1117 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
1118         /*
1119          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
1120          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
1121          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
1122          */
1123         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
1124         if (timer->is_rel)
1125                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
1126 #endif
1127         return tim;
1128 }
1129
1130 static void
1131 hrtimer_update_softirq_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, bool reprogram)
1132 {
1133         ktime_t expires;
1134
1135         /*
1136          * Find the next SOFT expiration.
1137          */
1138         expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1139
1140         /*
1141          * reprogramming needs to be triggered, even if the next soft
1142          * hrtimer expires at the same time than the next hard
1143          * hrtimer. cpu_base->softirq_expires_next needs to be updated!
1144          */
1145         if (expires == KTIME_MAX)
1146                 return;
1147
1148         /*
1149          * cpu_base->*next_timer is recomputed by __hrtimer_get_next_event()
1150          * cpu_base->*expires_next is only set by hrtimer_reprogram()
1151          */
1152         hrtimer_reprogram(cpu_base->softirq_next_timer, reprogram);
1153 }
1154
1155 static int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1156                                     u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
1157                                     struct hrtimer_clock_base *base)
1158 {
1159         struct hrtimer_clock_base *new_base;
1160         bool force_local, first;
1161
1162         /*
1163          * If the timer is on the local cpu base and is the first expiring
1164          * timer then this might end up reprogramming the hardware twice
1165          * (on removal and on enqueue). To avoid that by prevent the
1166          * reprogram on removal, keep the timer local to the current CPU
1167          * and enforce reprogramming after it is queued no matter whether
1168          * it is the new first expiring timer again or not.
1169          */
1170         force_local = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1171         force_local &= base->cpu_base->next_timer == timer;
1172
1173         /*
1174          * Remove an active timer from the queue. In case it is not queued
1175          * on the current CPU, make sure that remove_hrtimer() updates the
1176          * remote data correctly.
1177          *
1178          * If it's on the current CPU and the first expiring timer, then
1179          * skip reprogramming, keep the timer local and enforce
1180          * reprogramming later if it was the first expiring timer.  This
1181          * avoids programming the underlying clock event twice (once at
1182          * removal and once after enqueue).
1183          */
1184         remove_hrtimer(timer, base, true, force_local);
1185
1186         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
1187                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
1188
1189         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
1190
1191         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
1192
1193         /* Switch the timer base, if necessary: */
1194         if (!force_local) {
1195                 new_base = switch_hrtimer_base(timer, base,
1196                                                mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
1197         } else {
1198                 new_base = base;
1199         }
1200
1201         first = enqueue_hrtimer(timer, new_base, mode);
1202         if (!force_local)
1203                 return first;
1204
1205         /*
1206          * Timer was forced to stay on the current CPU to avoid
1207          * reprogramming on removal and enqueue. Force reprogram the
1208          * hardware by evaluating the new first expiring timer.
1209          */
1210         hrtimer_force_reprogram(new_base->cpu_base, 1);
1211         return 0;
1212 }
1213
1214 /**
1215  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer
1216  * @timer:      the timer to be added
1217  * @tim:        expiry time
1218  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1219  * @mode:       timer mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1220  *              relative (HRTIMER_MODE_REL), and pinned (HRTIMER_MODE_PINNED);
1221  *              softirq based mode is considered for debug purpose only!
1222  */
1223 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1224                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1225 {
1226         struct hrtimer_clock_base *base;
1227         unsigned long flags;
1228
1229         /*
1230          * Check whether the HRTIMER_MODE_SOFT bit and hrtimer.is_soft
1231          * match on CONFIG_PREEMPT_RT = n. With PREEMPT_RT check the hard
1232          * expiry mode because unmarked timers are moved to softirq expiry.
1233          */
1234         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1235                 WARN_ON_ONCE(!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT) ^ !timer->is_soft);
1236         else
1237                 WARN_ON_ONCE(!(mode & HRTIMER_MODE_HARD) ^ !timer->is_hard);
1238
1239         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1240
1241         if (__hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, base))
1242                 hrtimer_reprogram(timer, true);
1243
1244         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1245 }
1246 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1247
1248 /**
1249  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1250  * @timer:      hrtimer to stop
1251  *
1252  * Returns:
1253  *
1254  *  *  0 when the timer was not active
1255  *  *  1 when the timer was active
1256  *  * -1 when the timer is currently executing the callback function and
1257  *    cannot be stopped
1258  */
1259 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1260 {
1261         struct hrtimer_clock_base *base;
1262         unsigned long flags;
1263         int ret = -1;
1264
1265         /*
1266          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1267          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1268          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1269          * so we can avoid taking it.
1270          */
1271         if (!hrtimer_active(timer))
1272                 return 0;
1273
1274         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1275
1276         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1277                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false, false);
1278
1279         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1280
1281         return ret;
1282
1283 }
1284 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1285
1286 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
1287 static void hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(struct hrtimer_cpu_base *base)
1288 {
1289         spin_lock_init(&base->softirq_expiry_lock);
1290 }
1291
1292 static void hrtimer_cpu_base_lock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base)
1293 {
1294         spin_lock(&base->softirq_expiry_lock);
1295 }
1296
1297 static void hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base)
1298 {
1299         spin_unlock(&base->softirq_expiry_lock);
1300 }
1301
1302 /*
1303  * The counterpart to hrtimer_cancel_wait_running().
1304  *
1305  * If there is a waiter for cpu_base->expiry_lock, then it was waiting for
1306  * the timer callback to finish. Drop expiry_lock and reacquire it. That
1307  * allows the waiter to acquire the lock and make progress.
1308  */
1309 static void hrtimer_sync_wait_running(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1310                                       unsigned long flags)
1311 {
1312         if (atomic_read(&cpu_base->timer_waiters)) {
1313                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1314                 spin_unlock(&cpu_base->softirq_expiry_lock);
1315                 spin_lock(&cpu_base->softirq_expiry_lock);
1316                 raw_spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1317         }
1318 }
1319
1320 /*
1321  * This function is called on PREEMPT_RT kernels when the fast path
1322  * deletion of a timer failed because the timer callback function was
1323  * running.
1324  *
1325  * This prevents priority inversion: if the soft irq thread is preempted
1326  * in the middle of a timer callback, then calling del_timer_sync() can
1327  * lead to two issues:
1328  *
1329  *  - If the caller is on a remote CPU then it has to spin wait for the timer
1330  *    handler to complete. This can result in unbound priority inversion.
1331  *
1332  *  - If the caller originates from the task which preempted the timer
1333  *    handler on the same CPU, then spin waiting for the timer handler to
1334  *    complete is never going to end.
1335  */
1336 void hrtimer_cancel_wait_running(const struct hrtimer *timer)
1337 {
1338         /* Lockless read. Prevent the compiler from reloading it below */
1339         struct hrtimer_clock_base *base = READ_ONCE(timer->base);
1340
1341         /*
1342          * Just relax if the timer expires in hard interrupt context or if
1343          * it is currently on the migration base.
1344          */
1345         if (!timer->is_soft || is_migration_base(base)) {
1346                 cpu_relax();
1347                 return;
1348         }
1349
1350         /*
1351          * Mark the base as contended and grab the expiry lock, which is
1352          * held by the softirq across the timer callback. Drop the lock
1353          * immediately so the softirq can expire the next timer. In theory
1354          * the timer could already be running again, but that's more than
1355          * unlikely and just causes another wait loop.
1356          */
1357         atomic_inc(&base->cpu_base->timer_waiters);
1358         spin_lock_bh(&base->cpu_base->softirq_expiry_lock);
1359         atomic_dec(&base->cpu_base->timer_waiters);
1360         spin_unlock_bh(&base->cpu_base->softirq_expiry_lock);
1361 }
1362 #else
1363 static inline void
1364 hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1365 static inline void
1366 hrtimer_cpu_base_lock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1367 static inline void
1368 hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1369 static inline void hrtimer_sync_wait_running(struct hrtimer_cpu_base *base,
1370                                              unsigned long flags) { }
1371 #endif
1372
1373 /**
1374  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1375  * @timer:      the timer to be cancelled
1376  *
1377  * Returns:
1378  *  0 when the timer was not active
1379  *  1 when the timer was active
1380  */
1381 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1382 {
1383         int ret;
1384
1385         do {
1386                 ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1387
1388                 if (ret < 0)
1389                         hrtimer_cancel_wait_running(timer);
1390         } while (ret < 0);
1391         return ret;
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1394
1395 /**
1396  * __hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1397  * @timer:      the timer to read
1398  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1399  */
1400 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1401 {
1402         unsigned long flags;
1403         ktime_t rem;
1404
1405         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1406         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1407                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1408         else
1409                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1410         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1411
1412         return rem;
1413 }
1414 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1415
1416 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1417 /**
1418  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1419  *
1420  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1421  */
1422 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1423 {
1424         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1425         u64 expires = KTIME_MAX;
1426         unsigned long flags;
1427
1428         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1429
1430         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1431                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_ALL);
1432
1433         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1434
1435         return expires;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * hrtimer_next_event_without - time until next expiry event w/o one timer
1440  * @exclude:    timer to exclude
1441  *
1442  * Returns the next expiry time over all timers except for the @exclude one or
1443  * KTIME_MAX if none of them is pending.
1444  */
1445 u64 hrtimer_next_event_without(const struct hrtimer *exclude)
1446 {
1447         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1448         u64 expires = KTIME_MAX;
1449         unsigned long flags;
1450
1451         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1452
1453         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base)) {
1454                 unsigned int active;
1455
1456                 if (!cpu_base->softirq_activated) {
1457                         active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_SOFT;
1458                         expires = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, exclude,
1459                                                             active, KTIME_MAX);
1460                 }
1461                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_HARD;
1462                 expires = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, exclude, active,
1463                                                     expires);
1464         }
1465
1466         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1467
1468         return expires;
1469 }
1470 #endif
1471
1472 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1473 {
1474         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1475                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1476
1477                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1478                         return base;
1479         }
1480         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1481         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1482 }
1483
1484 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1485                            enum hrtimer_mode mode)
1486 {
1487         bool softtimer = !!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT);
1488         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1489         int base;
1490
1491         /*
1492          * On PREEMPT_RT enabled kernels hrtimers which are not explicitly
1493          * marked for hard interrupt expiry mode are moved into soft
1494          * interrupt context for latency reasons and because the callbacks
1495          * can invoke functions which might sleep on RT, e.g. spin_lock().
1496          */
1497         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) && !(mode & HRTIMER_MODE_HARD))
1498                 softtimer = true;
1499
1500         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1501
1502         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1503
1504         /*
1505          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1506          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1507          * ensure POSIX compliance.
1508          */
1509         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1510                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1511
1512         base = softtimer ? HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES / 2 : 0;
1513         base += hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1514         timer->is_soft = softtimer;
1515         timer->is_hard = !!(mode & HRTIMER_MODE_HARD);
1516         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1517         timerqueue_init(&timer->node);
1518 }
1519
1520 /**
1521  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1522  * @timer:      the timer to be initialized
1523  * @clock_id:   the clock to be used
1524  * @mode:       The modes which are relevant for initialization:
1525  *              HRTIMER_MODE_ABS, HRTIMER_MODE_REL, HRTIMER_MODE_ABS_SOFT,
1526  *              HRTIMER_MODE_REL_SOFT
1527  *
1528  *              The PINNED variants of the above can be handed in,
1529  *              but the PINNED bit is ignored as pinning happens
1530  *              when the hrtimer is started
1531  */
1532 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1533                   enum hrtimer_mode mode)
1534 {
1535         debug_init(timer, clock_id, mode);
1536         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1539
1540 /*
1541  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1542  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1543  * to another cpu.
1544  *
1545  * It is important for this function to not return a false negative.
1546  */
1547 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1548 {
1549         struct hrtimer_clock_base *base;
1550         unsigned int seq;
1551
1552         do {
1553                 base = READ_ONCE(timer->base);
1554                 seq = raw_read_seqcount_begin(&base->seq);
1555
1556                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1557                     base->running == timer)
1558                         return true;
1559
1560         } while (read_seqcount_retry(&base->seq, seq) ||
1561                  base != READ_ONCE(timer->base));
1562
1563         return false;
1564 }
1565 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1566
1567 /*
1568  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1569  * distinct sections:
1570  *
1571  *  - queued:   the timer is queued
1572  *  - callback: the timer is being ran
1573  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1574  *
1575  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1576  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1577  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1578  * insufficient for that.
1579  *
1580  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1581  * a false negative if the read side got smeared over multiple consecutive
1582  * __run_hrtimer() invocations.
1583  */
1584
1585 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1586                           struct hrtimer_clock_base *base,
1587                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now,
1588                           unsigned long flags) __must_hold(&cpu_base->lock)
1589 {
1590         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1591         bool expires_in_hardirq;
1592         int restart;
1593
1594         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1595
1596         debug_deactivate(timer);
1597         base->running = timer;
1598
1599         /*
1600          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1601          *
1602          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1603          * hrtimer_active() cannot observe base->running == NULL &&
1604          * timer->state == INACTIVE.
1605          */
1606         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1607
1608         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1609         fn = timer->function;
1610
1611         /*
1612          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1613          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1614          * timer. If its not restarted it does not matter.
1615          */
1616         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1617                 timer->is_rel = false;
1618
1619         /*
1620          * The timer is marked as running in the CPU base, so it is
1621          * protected against migration to a different CPU even if the lock
1622          * is dropped.
1623          */
1624         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1625         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1626         expires_in_hardirq = lockdep_hrtimer_enter(timer);
1627
1628         restart = fn(timer);
1629
1630         lockdep_hrtimer_exit(expires_in_hardirq);
1631         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1632         raw_spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1633
1634         /*
1635          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1636          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1637          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1638          *
1639          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1640          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1641          * for us already.
1642          */
1643         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1644             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1645                 enqueue_hrtimer(timer, base, HRTIMER_MODE_ABS);
1646
1647         /*
1648          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1649          *
1650          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1651          * hrtimer_active() cannot observe base->running.timer == NULL &&
1652          * timer->state == INACTIVE.
1653          */
1654         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1655
1656         WARN_ON_ONCE(base->running != timer);
1657         base->running = NULL;
1658 }
1659
1660 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now,
1661                                  unsigned long flags, unsigned int active_mask)
1662 {
1663         struct hrtimer_clock_base *base;
1664         unsigned int active = cpu_base->active_bases & active_mask;
1665
1666         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
1667                 struct timerqueue_node *node;
1668                 ktime_t basenow;
1669
1670                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1671
1672                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1673                         struct hrtimer *timer;
1674
1675                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1676
1677                         /*
1678                          * The immediate goal for using the softexpires is
1679                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1680                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1681                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1682                          * Tree, which can answer a stabbing query for
1683                          * overlapping intervals and instead use the simple
1684                          * BST we already have.
1685                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1686                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1687                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1688                          */
1689                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1690                                 break;
1691
1692                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow, flags);
1693                         if (active_mask == HRTIMER_ACTIVE_SOFT)
1694                                 hrtimer_sync_wait_running(cpu_base, flags);
1695                 }
1696         }
1697 }
1698
1699 static __latent_entropy void hrtimer_run_softirq(struct softirq_action *h)
1700 {
1701         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1702         unsigned long flags;
1703         ktime_t now;
1704
1705         hrtimer_cpu_base_lock_expiry(cpu_base);
1706         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1707
1708         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1709         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1710
1711         cpu_base->softirq_activated = 0;
1712         hrtimer_update_softirq_timer(cpu_base, true);
1713
1714         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1715         hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(cpu_base);
1716 }
1717
1718 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1719
1720 /*
1721  * High resolution timer interrupt
1722  * Called with interrupts disabled
1723  */
1724 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1725 {
1726         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1727         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1728         unsigned long flags;
1729         int retries = 0;
1730
1731         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1732         cpu_base->nr_events++;
1733         dev->next_event = KTIME_MAX;
1734
1735         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1736         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1737 retry:
1738         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1739         /*
1740          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1741          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1742          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1743          * timers which run their callback and need to be requeued on
1744          * this CPU.
1745          */
1746         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1747
1748         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1749                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1750                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1751                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1752         }
1753
1754         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1755
1756         /* Reevaluate the clock bases for the [soft] next expiry */
1757         expires_next = hrtimer_update_next_event(cpu_base);
1758         /*
1759          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1760          * against it.
1761          */
1762         cpu_base->expires_next = expires_next;
1763         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1764         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1765
1766         /* Reprogramming necessary ? */
1767         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1768                 cpu_base->hang_detected = 0;
1769                 return;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * The next timer was already expired due to:
1774          * - tracing
1775          * - long lasting callbacks
1776          * - being scheduled away when running in a VM
1777          *
1778          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1779          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1780          * overreacting on some spurious event.
1781          *
1782          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1783          * the current time.
1784          */
1785         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1786         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1787         cpu_base->nr_retries++;
1788         if (++retries < 3)
1789                 goto retry;
1790         /*
1791          * Give the system a chance to do something else than looping
1792          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1793          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1794          * time away.
1795          */
1796         cpu_base->nr_hangs++;
1797         cpu_base->hang_detected = 1;
1798         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1799
1800         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1801         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1802                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1803         /*
1804          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1805          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1806          */
1807         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1808                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1809         else
1810                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1811         tick_program_event(expires_next, 1);
1812         pr_warn_once("hrtimer: interrupt took %llu ns\n", ktime_to_ns(delta));
1813 }
1814
1815 /* called with interrupts disabled */
1816 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1817 {
1818         struct tick_device *td;
1819
1820         if (!hrtimer_hres_active())
1821                 return;
1822
1823         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1824         if (td && td->evtdev)
1825                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1826 }
1827
1828 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1829
1830 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1831
1832 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1833
1834 /*
1835  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1836  */
1837 void hrtimer_run_queues(void)
1838 {
1839         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1840         unsigned long flags;
1841         ktime_t now;
1842
1843         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1844                 return;
1845
1846         /*
1847          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1848          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1849          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1850          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1851          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1852          */
1853         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1854                 hrtimer_switch_to_hres();
1855                 return;
1856         }
1857
1858         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1859         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1860
1861         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1862                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1863                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1864                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1865         }
1866
1867         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1868         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Sleep related functions:
1873  */
1874 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1875 {
1876         struct hrtimer_sleeper *t =
1877                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1878         struct task_struct *task = t->task;
1879
1880         t->task = NULL;
1881         if (task)
1882                 wake_up_process(task);
1883
1884         return HRTIMER_NORESTART;
1885 }
1886
1887 /**
1888  * hrtimer_sleeper_start_expires - Start a hrtimer sleeper timer
1889  * @sl:         sleeper to be started
1890  * @mode:       timer mode abs/rel
1891  *
1892  * Wrapper around hrtimer_start_expires() for hrtimer_sleeper based timers
1893  * to allow PREEMPT_RT to tweak the delivery mode (soft/hardirq context)
1894  */
1895 void hrtimer_sleeper_start_expires(struct hrtimer_sleeper *sl,
1896                                    enum hrtimer_mode mode)
1897 {
1898         /*
1899          * Make the enqueue delivery mode check work on RT. If the sleeper
1900          * was initialized for hard interrupt delivery, force the mode bit.
1901          * This is a special case for hrtimer_sleepers because
1902          * hrtimer_init_sleeper() determines the delivery mode on RT so the
1903          * fiddling with this decision is avoided at the call sites.
1904          */
1905         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) && sl->timer.is_hard)
1906                 mode |= HRTIMER_MODE_HARD;
1907
1908         hrtimer_start_expires(&sl->timer, mode);
1909 }
1910 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_sleeper_start_expires);
1911
1912 static void __hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl,
1913                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode)
1914 {
1915         /*
1916          * On PREEMPT_RT enabled kernels hrtimers which are not explicitly
1917          * marked for hard interrupt expiry mode are moved into soft
1918          * interrupt context either for latency reasons or because the
1919          * hrtimer callback takes regular spinlocks or invokes other
1920          * functions which are not suitable for hard interrupt context on
1921          * PREEMPT_RT.
1922          *
1923          * The hrtimer_sleeper callback is RT compatible in hard interrupt
1924          * context, but there is a latency concern: Untrusted userspace can
1925          * spawn many threads which arm timers for the same expiry time on
1926          * the same CPU. That causes a latency spike due to the wakeup of
1927          * a gazillion threads.
1928          *
1929          * OTOH, privileged real-time user space applications rely on the
1930          * low latency of hard interrupt wakeups. If the current task is in
1931          * a real-time scheduling class, mark the mode for hard interrupt
1932          * expiry.
1933          */
1934         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
1935                 if (task_is_realtime(current) && !(mode & HRTIMER_MODE_SOFT))
1936                         mode |= HRTIMER_MODE_HARD;
1937         }
1938
1939         __hrtimer_init(&sl->timer, clock_id, mode);
1940         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1941         sl->task = current;
1942 }
1943
1944 /**
1945  * hrtimer_init_sleeper - initialize sleeper to the given clock
1946  * @sl:         sleeper to be initialized
1947  * @clock_id:   the clock to be used
1948  * @mode:       timer mode abs/rel
1949  */
1950 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, clockid_t clock_id,
1951                           enum hrtimer_mode mode)
1952 {
1953         debug_init(&sl->timer, clock_id, mode);
1954         __hrtimer_init_sleeper(sl, clock_id, mode);
1955
1956 }
1957 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1958
1959 int nanosleep_copyout(struct restart_block *restart, struct timespec64 *ts)
1960 {
1961         switch(restart->nanosleep.type) {
1962 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
1963         case TT_COMPAT:
1964                 if (put_old_timespec32(ts, restart->nanosleep.compat_rmtp))
1965                         return -EFAULT;
1966                 break;
1967 #endif
1968         case TT_NATIVE:
1969                 if (put_timespec64(ts, restart->nanosleep.rmtp))
1970                         return -EFAULT;
1971                 break;
1972         default:
1973                 BUG();
1974         }
1975         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1976 }
1977
1978 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1979 {
1980         struct restart_block *restart;
1981
1982         do {
1983                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1984                 hrtimer_sleeper_start_expires(t, mode);
1985
1986                 if (likely(t->task))
1987                         freezable_schedule();
1988
1989                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1990                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1991
1992         } while (t->task && !signal_pending(current));
1993
1994         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1995
1996         if (!t->task)
1997                 return 0;
1998
1999         restart = &current->restart_block;
2000         if (restart->nanosleep.type != TT_NONE) {
2001                 ktime_t rem = hrtimer_expires_remaining(&t->timer);
2002                 struct timespec64 rmt;
2003
2004                 if (rem <= 0)
2005                         return 0;
2006                 rmt = ktime_to_timespec64(rem);
2007
2008                 return nanosleep_copyout(restart, &rmt);
2009         }
2010         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
2011 }
2012
2013 static long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
2014 {
2015         struct hrtimer_sleeper t;
2016         int ret;
2017
2018         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, restart->nanosleep.clockid,
2019                                       HRTIMER_MODE_ABS);
2020         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
2021         ret = do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS);
2022         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
2023         return ret;
2024 }
2025
2026 long hrtimer_nanosleep(ktime_t rqtp, const enum hrtimer_mode mode,
2027                        const clockid_t clockid)
2028 {
2029         struct restart_block *restart;
2030         struct hrtimer_sleeper t;
2031         int ret = 0;
2032         u64 slack;
2033
2034         slack = current->timer_slack_ns;
2035         if (dl_task(current) || rt_task(current))
2036                 slack = 0;
2037
2038         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, clockid, mode);
2039         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, rqtp, slack);
2040         ret = do_nanosleep(&t, mode);
2041         if (ret != -ERESTART_RESTARTBLOCK)
2042                 goto out;
2043
2044         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
2045         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
2046                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2047                 goto out;
2048         }
2049
2050         restart = &current->restart_block;
2051         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
2052         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
2053         set_restart_fn(restart, hrtimer_nanosleep_restart);
2054 out:
2055         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
2056         return ret;
2057 }
2058
2059 #ifdef CONFIG_64BIT
2060
2061 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct __kernel_timespec __user *, rqtp,
2062                 struct __kernel_timespec __user *, rmtp)
2063 {
2064         struct timespec64 tu;
2065
2066         if (get_timespec64(&tu, rqtp))
2067                 return -EFAULT;
2068
2069         if (!timespec64_valid(&tu))
2070                 return -EINVAL;
2071
2072         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_NATIVE : TT_NONE;
2073         current->restart_block.nanosleep.rmtp = rmtp;
2074         return hrtimer_nanosleep(timespec64_to_ktime(tu), HRTIMER_MODE_REL,
2075                                  CLOCK_MONOTONIC);
2076 }
2077
2078 #endif
2079
2080 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2081
2082 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep_time32, struct old_timespec32 __user *, rqtp,
2083                        struct old_timespec32 __user *, rmtp)
2084 {
2085         struct timespec64 tu;
2086
2087         if (get_old_timespec32(&tu, rqtp))
2088                 return -EFAULT;
2089
2090         if (!timespec64_valid(&tu))
2091                 return -EINVAL;
2092
2093         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_COMPAT : TT_NONE;
2094         current->restart_block.nanosleep.compat_rmtp = rmtp;
2095         return hrtimer_nanosleep(timespec64_to_ktime(tu), HRTIMER_MODE_REL,
2096                                  CLOCK_MONOTONIC);
2097 }
2098 #endif
2099
2100 /*
2101  * Functions related to boot-time initialization:
2102  */
2103 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2104 {
2105         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
2106         int i;
2107
2108         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
2109                 struct hrtimer_clock_base *clock_b = &cpu_base->clock_base[i];
2110
2111                 clock_b->cpu_base = cpu_base;
2112                 seqcount_raw_spinlock_init(&clock_b->seq, &cpu_base->lock);
2113                 timerqueue_init_head(&clock_b->active);
2114         }
2115
2116         cpu_base->cpu = cpu;
2117         cpu_base->active_bases = 0;
2118         cpu_base->hres_active = 0;
2119         cpu_base->hang_detected = 0;
2120         cpu_base->next_timer = NULL;
2121         cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
2122         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
2123         cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
2124         hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(cpu_base);
2125         return 0;
2126 }
2127
2128 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2129
2130 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
2131                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
2132 {
2133         struct hrtimer *timer;
2134         struct timerqueue_node *node;
2135
2136         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
2137                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
2138                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
2139                 debug_deactivate(timer);
2140
2141                 /*
2142                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
2143                  * timer could be seen as !active and just vanish away
2144                  * under us on another CPU
2145                  */
2146                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
2147                 timer->base = new_base;
2148                 /*
2149                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
2150                  * reprogram the event device in case the timer
2151                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
2152                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
2153                  * sort out already expired timers and reprogram the
2154                  * event device.
2155                  */
2156                 enqueue_hrtimer(timer, new_base, HRTIMER_MODE_ABS);
2157         }
2158 }
2159
2160 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
2161 {
2162         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
2163         int i;
2164
2165         BUG_ON(cpu_online(scpu));
2166         tick_cancel_sched_timer(scpu);
2167
2168         /*
2169          * this BH disable ensures that raise_softirq_irqoff() does
2170          * not wakeup ksoftirqd (and acquire the pi-lock) while
2171          * holding the cpu_base lock
2172          */
2173         local_bh_disable();
2174         local_irq_disable();
2175         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
2176         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
2177         /*
2178          * The caller is globally serialized and nobody else
2179          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
2180          */
2181         raw_spin_lock(&new_base->lock);
2182         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2183
2184         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
2185                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
2186                                      &new_base->clock_base[i]);
2187         }
2188
2189         /*
2190          * The migration might have changed the first expiring softirq
2191          * timer on this CPU. Update it.
2192          */
2193         hrtimer_update_softirq_timer(new_base, false);
2194
2195         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
2196         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
2197
2198         /* Check, if we got expired work to do */
2199         __hrtimer_peek_ahead_timers();
2200         local_irq_enable();
2201         local_bh_enable();
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2206
2207 void __init hrtimers_init(void)
2208 {
2209         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
2210         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, hrtimer_run_softirq);
2211 }
2212
2213 /**
2214  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
2215  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2216  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
2217  * @mode:       timer mode
2218  * @clock_id:   timer clock to be used
2219  */
2220 int __sched
2221 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
2222                                const enum hrtimer_mode mode, clockid_t clock_id)
2223 {
2224         struct hrtimer_sleeper t;
2225
2226         /*
2227          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
2228          * matter whether this is an absolute or a relative time.
2229          */
2230         if (expires && *expires == 0) {
2231                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2232                 return 0;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * A NULL parameter means "infinite"
2237          */
2238         if (!expires) {
2239                 schedule();
2240                 return -EINTR;
2241         }
2242
2243         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, clock_id, mode);
2244         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
2245         hrtimer_sleeper_start_expires(&t, mode);
2246
2247         if (likely(t.task))
2248                 schedule();
2249
2250         hrtimer_cancel(&t.timer);
2251         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
2252
2253         __set_current_state(TASK_RUNNING);
2254
2255         return !t.task ? 0 : -EINTR;
2256 }
2257
2258 /**
2259  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
2260  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2261  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
2262  * @mode:       timer mode
2263  *
2264  * Make the current task sleep until the given expiry time has
2265  * elapsed. The routine will return immediately unless
2266  * the current task state has been set (see set_current_state()).
2267  *
2268  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
2269  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
2270  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
2271  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
2272  *
2273  * You can set the task state as follows -
2274  *
2275  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
2276  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
2277  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
2278  *
2279  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
2280  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
2281  * up.
2282  *
2283  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
2284  * routine returns.
2285  *
2286  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
2287  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
2288  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
2289  */
2290 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
2291                                      const enum hrtimer_mode mode)
2292 {
2293         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
2294                                               CLOCK_MONOTONIC);
2295 }
2296 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
2297
2298 /**
2299  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
2300  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2301  * @mode:       timer mode
2302  *
2303  * Make the current task sleep until the given expiry time has
2304  * elapsed. The routine will return immediately unless
2305  * the current task state has been set (see set_current_state()).
2306  *
2307  * You can set the task state as follows -
2308  *
2309  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
2310  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
2311  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
2312  *
2313  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
2314  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
2315  * up.
2316  *
2317  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
2318  * routine returns.
2319  *
2320  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
2321  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
2322  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
2323  */
2324 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
2325                                const enum hrtimer_mode mode)
2326 {
2327         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
2328 }
2329 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);