2afd43fca93bc8bd72f576a3b5f32904ba7b68e9
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / kernel / time / tick-sched.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/tick-sched.c
3  *
4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
7  *
8  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
9  *
10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
11  *
12  *  Distribute under GPLv2.
13  */
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <linux/hrtimer.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/kernel_stat.h>
19 #include <linux/percpu.h>
20 #include <linux/profile.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/irq_work.h>
24 #include <linux/posix-timers.h>
25 #include <linux/perf_event.h>
26 #include <linux/context_tracking.h>
27
28 #include <asm/irq_regs.h>
29
30 #include "tick-internal.h"
31
32 #include <trace/events/timer.h>
33
34 /*
35  * Per cpu nohz control structure
36  */
37 DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
38
39 /*
40  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
41  */
42 static ktime_t last_jiffies_update;
43
44 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
45 {
46         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
47 }
48
49 /*
50  * Must be called with interrupts disabled !
51  */
52 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
53 {
54         unsigned long ticks = 0;
55         ktime_t delta;
56
57         /*
58          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
59          */
60         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
61         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
62                 return;
63
64         /* Reevalute with jiffies_lock held */
65         write_seqlock(&jiffies_lock);
66
67         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
68         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
69
70                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
71                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
72                                                 tick_period);
73
74                 /* Slow path for long timeouts */
75                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
76                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
77
78                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
79
80                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
81                                                            incr * ticks);
82                 }
83                 do_timer(++ticks);
84
85                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
86                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
87         }
88         write_sequnlock(&jiffies_lock);
89 }
90
91 /*
92  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
93  */
94 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
95 {
96         ktime_t period;
97
98         write_seqlock(&jiffies_lock);
99         /* Did we start the jiffies update yet ? */
100         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
101                 last_jiffies_update = tick_next_period;
102         period = last_jiffies_update;
103         write_sequnlock(&jiffies_lock);
104         return period;
105 }
106
107
108 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
109 {
110         int cpu = smp_processor_id();
111
112 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
113         /*
114          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
115          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
116          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
117          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
118          * jiffies_lock.
119          */
120         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
121             && !tick_nohz_full_cpu(cpu))
122                 tick_do_timer_cpu = cpu;
123 #endif
124
125         /* Check, if the jiffies need an update */
126         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
127                 tick_do_update_jiffies64(now);
128 }
129
130 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
131 {
132 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
133         /*
134          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
135          * the watchdog as we might not schedule for a really long
136          * time. This happens on complete idle SMP systems while
137          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
138          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
139          * when we go busy again does not account too much ticks.
140          */
141         if (ts->tick_stopped) {
142                 touch_softlockup_watchdog();
143                 if (is_idle_task(current))
144                         ts->idle_jiffies++;
145         }
146 #endif
147         update_process_times(user_mode(regs));
148         profile_tick(CPU_PROFILING);
149 }
150
151 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
152 cpumask_var_t tick_nohz_full_mask;
153 bool tick_nohz_full_running;
154
155 static bool can_stop_full_tick(void)
156 {
157         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
158
159         if (!sched_can_stop_tick()) {
160                 trace_tick_stop(0, "more than 1 task in runqueue\n");
161                 return false;
162         }
163
164         if (!posix_cpu_timers_can_stop_tick(current)) {
165                 trace_tick_stop(0, "posix timers running\n");
166                 return false;
167         }
168
169         if (!perf_event_can_stop_tick()) {
170                 trace_tick_stop(0, "perf events running\n");
171                 return false;
172         }
173
174         /* sched_clock_tick() needs us? */
175 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
176         /*
177          * TODO: kick full dynticks CPUs when
178          * sched_clock_stable is set.
179          */
180         if (!sched_clock_stable) {
181                 trace_tick_stop(0, "unstable sched clock\n");
182                 /*
183                  * Don't allow the user to think they can get
184                  * full NO_HZ with this machine.
185                  */
186                 WARN_ONCE(tick_nohz_full_running,
187                           "NO_HZ FULL will not work with unstable sched clock");
188                 return false;
189         }
190 #endif
191
192         return true;
193 }
194
195 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now);
196
197 /*
198  * Re-evaluate the need for the tick on the current CPU
199  * and restart it if necessary.
200  */
201 void __tick_nohz_full_check(void)
202 {
203         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
204
205         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id())) {
206                 if (ts->tick_stopped && !is_idle_task(current)) {
207                         if (!can_stop_full_tick())
208                                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, ktime_get());
209                 }
210         }
211 }
212
213 static void nohz_full_kick_work_func(struct irq_work *work)
214 {
215         __tick_nohz_full_check();
216 }
217
218 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, nohz_full_kick_work) = {
219         .func = nohz_full_kick_work_func,
220 };
221
222 /*
223  * Kick the current CPU if it's full dynticks in order to force it to
224  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
225  */
226 void tick_nohz_full_kick(void)
227 {
228         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
229                 irq_work_queue(&__get_cpu_var(nohz_full_kick_work));
230 }
231
232 static void nohz_full_kick_ipi(void *info)
233 {
234         __tick_nohz_full_check();
235 }
236
237 /*
238  * Kick all full dynticks CPUs in order to force these to re-evaluate
239  * their dependency on the tick and restart it if necessary.
240  */
241 void tick_nohz_full_kick_all(void)
242 {
243         if (!tick_nohz_full_running)
244                 return;
245
246         preempt_disable();
247         smp_call_function_many(tick_nohz_full_mask,
248                                nohz_full_kick_ipi, NULL, false);
249         tick_nohz_full_kick();
250         preempt_enable();
251 }
252
253 /*
254  * Re-evaluate the need for the tick as we switch the current task.
255  * It might need the tick due to per task/process properties:
256  * perf events, posix cpu timers, ...
257  */
258 void __tick_nohz_task_switch(struct task_struct *tsk)
259 {
260         unsigned long flags;
261
262         local_irq_save(flags);
263
264         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
265                 goto out;
266
267         if (tick_nohz_tick_stopped() && !can_stop_full_tick())
268                 tick_nohz_full_kick();
269
270 out:
271         local_irq_restore(flags);
272 }
273
274 /* Parse the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
275 static int __init tick_nohz_full_setup(char *str)
276 {
277         int cpu;
278
279         alloc_bootmem_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask);
280         if (cpulist_parse(str, tick_nohz_full_mask) < 0) {
281                 pr_warning("NOHZ: Incorrect nohz_full cpumask\n");
282                 return 1;
283         }
284
285         cpu = smp_processor_id();
286         if (cpumask_test_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)) {
287                 pr_warning("NO_HZ: Clearing %d from nohz_full range for timekeeping\n", cpu);
288                 cpumask_clear_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask);
289         }
290         tick_nohz_full_running = true;
291
292         return 1;
293 }
294 __setup("nohz_full=", tick_nohz_full_setup);
295
296 static int tick_nohz_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
297                                                  unsigned long action,
298                                                  void *hcpu)
299 {
300         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
301
302         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
303         case CPU_DOWN_PREPARE:
304                 /*
305                  * If we handle the timekeeping duty for full dynticks CPUs,
306                  * we can't safely shutdown that CPU.
307                  */
308                 if (tick_nohz_full_running && tick_do_timer_cpu == cpu)
309                         return NOTIFY_BAD;
310                 break;
311         }
312         return NOTIFY_OK;
313 }
314
315 /*
316  * Worst case string length in chunks of CPU range seems 2 steps
317  * separations: 0,2,4,6,...
318  * This is NR_CPUS + sizeof('\0')
319  */
320 static char __initdata nohz_full_buf[NR_CPUS + 1];
321
322 static int tick_nohz_init_all(void)
323 {
324         int err = -1;
325
326 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL
327         if (!alloc_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask, GFP_KERNEL)) {
328                 pr_err("NO_HZ: Can't allocate full dynticks cpumask\n");
329                 return err;
330         }
331         err = 0;
332         cpumask_setall(tick_nohz_full_mask);
333         cpumask_clear_cpu(smp_processor_id(), tick_nohz_full_mask);
334         tick_nohz_full_running = true;
335 #endif
336         return err;
337 }
338
339 void __init tick_nohz_init(void)
340 {
341         int cpu;
342
343         if (!tick_nohz_full_running) {
344                 if (tick_nohz_init_all() < 0)
345                         return;
346         }
347
348         for_each_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)
349                 context_tracking_cpu_set(cpu);
350
351         cpu_notifier(tick_nohz_cpu_down_callback, 0);
352         cpulist_scnprintf(nohz_full_buf, sizeof(nohz_full_buf), tick_nohz_full_mask);
353         pr_info("NO_HZ: Full dynticks CPUs: %s.\n", nohz_full_buf);
354 }
355 #endif
356
357 /*
358  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
359  */
360 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
361 /*
362  * NO HZ enabled ?
363  */
364 int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
365
366 /*
367  * Enable / Disable tickless mode
368  */
369 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
370 {
371         if (!strcmp(str, "off"))
372                 tick_nohz_enabled = 0;
373         else if (!strcmp(str, "on"))
374                 tick_nohz_enabled = 1;
375         else
376                 return 0;
377         return 1;
378 }
379
380 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
381
382 /**
383  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
384  *
385  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
386  *
387  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
388  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
389  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
390  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
391  */
392 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
393 {
394         unsigned long flags;
395
396         __this_cpu_write(tick_cpu_sched.idle_waketime, now);
397
398         local_irq_save(flags);
399         tick_do_update_jiffies64(now);
400         local_irq_restore(flags);
401
402         touch_softlockup_watchdog();
403 }
404
405 /*
406  * Updates the per cpu time idle statistics counters
407  */
408 static void
409 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
410 {
411         ktime_t delta;
412
413         if (ts->idle_active) {
414                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
415                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
416                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
417                 else
418                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
419                 ts->idle_entrytime = now;
420         }
421
422         if (last_update_time)
423                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
424
425 }
426
427 static void tick_nohz_stop_idle(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
428 {
429         update_ts_time_stats(smp_processor_id(), ts, now, NULL);
430         ts->idle_active = 0;
431
432         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
433 }
434
435 static ktime_t tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
436 {
437         ktime_t now = ktime_get();
438
439         ts->idle_entrytime = now;
440         ts->idle_active = 1;
441         sched_clock_idle_sleep_event();
442         return now;
443 }
444
445 /**
446  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
447  * @cpu: CPU number to query
448  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
449  * counters if NULL.
450  *
451  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
452  * CPU, in microseconds.
453  *
454  * This time is measured via accounting rather than sampling,
455  * and is as accurate as ktime_get() is.
456  *
457  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
458  */
459 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
460 {
461         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
462         ktime_t now, idle;
463
464         if (!tick_nohz_enabled)
465                 return -1;
466
467         now = ktime_get();
468         if (last_update_time) {
469                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
470                 idle = ts->idle_sleeptime;
471         } else {
472                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
473                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
474
475                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
476                 } else {
477                         idle = ts->idle_sleeptime;
478                 }
479         }
480
481         return ktime_to_us(idle);
482
483 }
484 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
485
486 /**
487  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
488  * @cpu: CPU number to query
489  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
490  * counters if NULL.
491  *
492  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
493  * CPU, in microseconds.
494  *
495  * This time is measured via accounting rather than sampling,
496  * and is as accurate as ktime_get() is.
497  *
498  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
499  */
500 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
501 {
502         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
503         ktime_t now, iowait;
504
505         if (!tick_nohz_enabled)
506                 return -1;
507
508         now = ktime_get();
509         if (last_update_time) {
510                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
511                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
512         } else {
513                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
514                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
515
516                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
517                 } else {
518                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
519                 }
520         }
521
522         return ktime_to_us(iowait);
523 }
524 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
525
526 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
527                                          ktime_t now, int cpu)
528 {
529         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
530         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
531         unsigned long rcu_delta_jiffies;
532         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
533         u64 time_delta;
534
535         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
536         do {
537                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
538                 last_update = last_jiffies_update;
539                 last_jiffies = jiffies;
540                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
541         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
542
543         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) ||
544             arch_needs_cpu(cpu) || irq_work_needs_cpu()) {
545                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
546                 delta_jiffies = 1;
547         } else {
548                 /* Get the next timer wheel timer */
549                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
550                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
551                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
552                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
553                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
554                 }
555         }
556
557         /*
558          * Do not stop the tick, if we are only one off (or less)
559          * or if the cpu is required for RCU:
560          */
561         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies <= 1)
562                 goto out;
563
564         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
565         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
566
567                 /*
568                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
569                  * give up the assignment and let it be taken by the
570                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
571                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
572                  * jiffies might be stale and do_timer() never
573                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
574                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
575                  * the one which had the do_timer() duty last, we
576                  * limit the sleep time to the timekeeping
577                  * max_deferement value which we retrieved
578                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
579                  */
580                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
581                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
582                         ts->do_timer_last = 1;
583                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
584                         time_delta = KTIME_MAX;
585                         ts->do_timer_last = 0;
586                 } else if (!ts->do_timer_last) {
587                         time_delta = KTIME_MAX;
588                 }
589
590 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
591                 if (!ts->inidle) {
592                         time_delta = min(time_delta,
593                                          scheduler_tick_max_deferment());
594                 }
595 #endif
596
597                 /*
598                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
599                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
600                  * that there is no timer pending or at least extremely
601                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
602                  * case we set the expiry to the end of time.
603                  */
604                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
605                         /*
606                          * Calculate the time delta for the next timer event.
607                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
608                          * permitted by the current clocksource then adjust
609                          * the time delta accordingly to ensure the
610                          * clocksource does not wrap.
611                          */
612                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
613                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
614                 }
615
616                 if (time_delta < KTIME_MAX)
617                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
618                 else
619                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
620
621                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
622                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
623                         goto out;
624
625                 ret = expires;
626
627                 /*
628                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
629                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
630                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
631                  * first call we save the current tick time, so we can restart
632                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
633                  */
634                 if (!ts->tick_stopped) {
635                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
636                         calc_load_enter_idle();
637
638                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
639                         ts->tick_stopped = 1;
640                         trace_tick_stop(1, " ");
641                 }
642
643                 /*
644                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
645                  * in this case we simply stop the tick timer.
646                  */
647                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
648                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
649                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
650                         goto out;
651                 }
652
653                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
654                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
655                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
656                         /* Check, if the timer was already in the past */
657                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
658                                 goto out;
659                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
660                                 goto out;
661                 /*
662                  * We are past the event already. So we crossed a
663                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
664                  * softirq.
665                  */
666                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
667         }
668         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
669 out:
670         ts->next_jiffies = next_jiffies;
671         ts->last_jiffies = last_jiffies;
672         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
673
674         return ret;
675 }
676
677 static void tick_nohz_full_stop_tick(struct tick_sched *ts)
678 {
679 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
680        int cpu = smp_processor_id();
681
682        if (!tick_nohz_full_cpu(cpu) || is_idle_task(current))
683                return;
684
685        if (!ts->tick_stopped && ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)
686                return;
687
688        if (!can_stop_full_tick())
689                return;
690
691        tick_nohz_stop_sched_tick(ts, ktime_get(), cpu);
692 #endif
693 }
694
695 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
696 {
697         /*
698          * If this cpu is offline and it is the one which updates
699          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
700          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
701          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
702          * invoked.
703          */
704         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
705                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
706                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
707                 return false;
708         }
709
710         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
711                 return false;
712
713         if (need_resched())
714                 return false;
715
716         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
717                 static int ratelimit;
718
719                 if (ratelimit < 10 &&
720                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
721                         pr_warn("NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
722                                 (unsigned int) local_softirq_pending());
723                         ratelimit++;
724                 }
725                 return false;
726         }
727
728         if (tick_nohz_full_enabled()) {
729                 /*
730                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
731                  * if there are full dynticks CPUs around
732                  */
733                 if (tick_do_timer_cpu == cpu)
734                         return false;
735                 /*
736                  * Boot safety: make sure the timekeeping duty has been
737                  * assigned before entering dyntick-idle mode,
738                  */
739                 if (tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
740                         return false;
741         }
742
743         return true;
744 }
745
746 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
747 {
748         ktime_t now, expires;
749         int cpu = smp_processor_id();
750
751         now = tick_nohz_start_idle(ts);
752
753         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
754                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
755
756                 ts->idle_calls++;
757
758                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
759                 if (expires.tv64 > 0LL) {
760                         ts->idle_sleeps++;
761                         ts->idle_expires = expires;
762                 }
763
764                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
765                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
766         }
767 }
768
769 /**
770  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
771  *
772  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
773  * Called when we start the idle loop.
774  *
775  * The arch is responsible of calling:
776  *
777  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
778  *  to sleep.
779  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
780  */
781 void tick_nohz_idle_enter(void)
782 {
783         struct tick_sched *ts;
784
785         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
786
787         /*
788          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
789          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
790          * State will be updated to busy during the first busy tick after
791          * exiting idle.
792          */
793         set_cpu_sd_state_idle();
794
795         local_irq_disable();
796
797         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
798         /*
799          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
800          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
801          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
802          */
803         ts->inidle = 1;
804         __tick_nohz_idle_enter(ts);
805
806         local_irq_enable();
807 }
808 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_enter);
809
810 /**
811  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
812  *
813  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
814  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
815  * an RCU callback, etc...
816  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
817  */
818 void tick_nohz_irq_exit(void)
819 {
820         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
821
822         if (ts->inidle)
823                 __tick_nohz_idle_enter(ts);
824         else
825                 tick_nohz_full_stop_tick(ts);
826 }
827
828 /**
829  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
830  *
831  * Called from power state control code with interrupts disabled
832  */
833 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
834 {
835         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
836
837         return ts->sleep_length;
838 }
839
840 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
841 {
842         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
843         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
844
845         while (1) {
846                 /* Forward the time to expire in the future */
847                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
848
849                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
850                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
851                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
852                         /* Check, if the timer was already in the past */
853                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
854                                 break;
855                 } else {
856                         if (!tick_program_event(
857                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
858                                 break;
859                 }
860                 /* Reread time and update jiffies */
861                 now = ktime_get();
862                 tick_do_update_jiffies64(now);
863         }
864 }
865
866 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
867 {
868         /* Update jiffies first */
869         tick_do_update_jiffies64(now);
870         update_cpu_load_nohz();
871
872         calc_load_exit_idle();
873         touch_softlockup_watchdog();
874         /*
875          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
876          */
877         ts->tick_stopped  = 0;
878         ts->idle_exittime = now;
879
880         tick_nohz_restart(ts, now);
881 }
882
883 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
884 {
885 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
886         unsigned long ticks;
887
888         if (vtime_accounting_enabled())
889                 return;
890         /*
891          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
892          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
893          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
894          */
895         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
896         /*
897          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
898          */
899         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
900                 account_idle_ticks(ticks);
901 #endif
902 }
903
904 /**
905  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
906  *
907  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
908  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
909  * can use RCU again after this function is called.
910  */
911 void tick_nohz_idle_exit(void)
912 {
913         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
914         ktime_t now;
915
916         local_irq_disable();
917
918         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
919
920         ts->inidle = 0;
921
922         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
923                 now = ktime_get();
924
925         if (ts->idle_active)
926                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
927
928         if (ts->tick_stopped) {
929                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
930                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
931         }
932
933         local_irq_enable();
934 }
935 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_exit);
936
937 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
938 {
939         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
940         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
941 }
942
943 /*
944  * The nohz low res interrupt handler
945  */
946 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
947 {
948         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
949         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
950         ktime_t now = ktime_get();
951
952         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
953
954         tick_sched_do_timer(now);
955         tick_sched_handle(ts, regs);
956
957         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
958                 now = ktime_get();
959                 tick_do_update_jiffies64(now);
960         }
961 }
962
963 /**
964  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
965  */
966 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
967 {
968         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
969         ktime_t next;
970
971         if (!tick_nohz_enabled)
972                 return;
973
974         local_irq_disable();
975         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
976                 local_irq_enable();
977                 return;
978         }
979
980         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
981
982         /*
983          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
984          * hrtimer_forward with the highres code.
985          */
986         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
987         /* Get the next period */
988         next = tick_init_jiffy_update();
989
990         for (;;) {
991                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
992                 if (!tick_program_event(next, 0))
993                         break;
994                 next = ktime_add(next, tick_period);
995         }
996         local_irq_enable();
997 }
998
999 /*
1000  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
1001  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
1002  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
1003  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
1004  * the first place.
1005  *
1006  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
1007  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
1008  * when idle is left.
1009  */
1010 static void tick_nohz_kick_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
1011 {
1012 #if 0
1013         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
1014         ktime_t delta;
1015
1016         /*
1017          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
1018          * already reached or less/equal than the tick period.
1019          */
1020         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
1021         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
1022                 return;
1023
1024         tick_nohz_restart(ts, now);
1025 #endif
1026 }
1027
1028 static inline void tick_check_nohz_this_cpu(void)
1029 {
1030         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1031         ktime_t now;
1032
1033         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
1034                 return;
1035         now = ktime_get();
1036         if (ts->idle_active)
1037                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1038         if (ts->tick_stopped) {
1039                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1040                 tick_nohz_kick_tick(ts, now);
1041         }
1042 }
1043
1044 #else
1045
1046 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1047 static inline void tick_check_nohz_this_cpu(void) { }
1048
1049 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1050
1051 /*
1052  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
1053  */
1054 void tick_check_idle(void)
1055 {
1056         tick_check_oneshot_broadcast_this_cpu();
1057         tick_check_nohz_this_cpu();
1058 }
1059
1060 /*
1061  * High resolution timer specific code
1062  */
1063 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1064 /*
1065  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
1066  * Called with interrupts disabled.
1067  */
1068 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
1069 {
1070         struct tick_sched *ts =
1071                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
1072         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1073         ktime_t now = ktime_get();
1074
1075         tick_sched_do_timer(now);
1076
1077         /*
1078          * Do not call, when we are not in irq context and have
1079          * no valid regs pointer
1080          */
1081         if (regs)
1082                 tick_sched_handle(ts, regs);
1083
1084         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
1085
1086         return HRTIMER_RESTART;
1087 }
1088
1089 static int sched_skew_tick;
1090
1091 static int __init skew_tick(char *str)
1092 {
1093         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1094
1095         return 0;
1096 }
1097 early_param("skew_tick", skew_tick);
1098
1099 /**
1100  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1101  */
1102 void tick_setup_sched_timer(void)
1103 {
1104         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1105         ktime_t now = ktime_get();
1106
1107         /*
1108          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
1109          */
1110         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
1111         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
1112
1113         /* Get the next period (per cpu) */
1114         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1115
1116         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
1117         if (sched_skew_tick) {
1118                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
1119                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1120                 offset *= smp_processor_id();
1121                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1122         }
1123
1124         for (;;) {
1125                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
1126                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
1127                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
1128                 /* Check, if the timer was already in the past */
1129                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
1130                         break;
1131                 now = ktime_get();
1132         }
1133
1134 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1135         if (tick_nohz_enabled)
1136                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
1137 #endif
1138 }
1139 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
1140
1141 #if defined CONFIG_NO_HZ_COMMON || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1142 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
1143 {
1144         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1145
1146 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1147         if (ts->sched_timer.base)
1148                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1149 # endif
1150
1151         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1152 }
1153 #endif
1154
1155 /**
1156  * Async notification about clocksource changes
1157  */
1158 void tick_clock_notify(void)
1159 {
1160         int cpu;
1161
1162         for_each_possible_cpu(cpu)
1163                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Async notification about clock event changes
1168  */
1169 void tick_oneshot_notify(void)
1170 {
1171         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1172
1173         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1174 }
1175
1176 /**
1177  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
1178  *
1179  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
1180  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
1181  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1182  * or runtime).
1183  */
1184 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1185 {
1186         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1187
1188         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1189                 return 0;
1190
1191         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1192                 return 0;
1193
1194         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1195                 return 0;
1196
1197         if (!allow_nohz)
1198                 return 1;
1199
1200         tick_nohz_switch_to_nohz();
1201         return 0;
1202 }