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         int cpu = smp_processor_id();
 395         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 396         unsigned long flags;
 397
 398         ts->idle_waketime = now;
 399
 400         local_irq_save(flags);
 401         tick_do_update_jiffies64(now);
 402         local_irq_restore(flags);
 403
 404         touch_softlockup_watchdog();
 405 }
 406
 407 /*
 408  * Updates the per cpu time idle statistics counters
 409  */
 410 static void
 411 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
 412 {
 413         ktime_t delta;
 414
 415         if (ts->idle_active) {
 416                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 417                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
 418                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 419                 else
 420                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 421                 ts->idle_entrytime = now;
 422         }
 423
 424         if (last_update_time)
 425                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
 426
 427 }
 428
 429 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
 430 {
 431         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 432
 433         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
 434         ts->idle_active = 0;
 435
 436         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
 437 }
 438
 439 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
 440 {
 441         ktime_t now = ktime_get();
 442
 443         ts->idle_entrytime = now;
 444         ts->idle_active = 1;
 445         sched_clock_idle_sleep_event();
 446         return now;
 447 }
 448
 449 /**
 450  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
 451  * @cpu: CPU number to query
 452  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 453  * counters if NULL.
 454  *
 455  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
 456  * CPU, in microseconds.
 457  *
 458  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 459  * and is as accurate as ktime_get() is.
 460  *
 461  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 462  */
 463 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 464 {
 465         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 466         ktime_t now, idle;
 467
 468         if (!tick_nohz_enabled)
 469                 return -1;
 470
 471         now = ktime_get();
 472         if (last_update_time) {
 473                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 474                 idle = ts->idle_sleeptime;
 475         } else {
 476                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
 477                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 478
 479                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 480                 } else {
 481                         idle = ts->idle_sleeptime;
 482                 }
 483         }
 484
 485         return ktime_to_us(idle);
 486
 487 }
 488 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
 489
 490 /**
 491  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
 492  * @cpu: CPU number to query
 493  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 494  * counters if NULL.
 495  *
 496  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
 497  * CPU, in microseconds.
 498  *
 499  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 500  * and is as accurate as ktime_get() is.
 501  *
 502  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 503  */
 504 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 505 {
 506         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 507         ktime_t now, iowait;
 508
 509         if (!tick_nohz_enabled)
 510                 return -1;
 511
 512         now = ktime_get();
 513         if (last_update_time) {
 514                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 515                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
 516         } else {
 517                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
 518                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 519
 520                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 521                 } else {
 522                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
 523                 }
 524         }
 525
 526         return ktime_to_us(iowait);
 527 }
 528 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
 529
 530 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
 531                                          ktime_t now, int cpu)
 532 {
 533         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
 534         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
 535         unsigned long rcu_delta_jiffies;
 536         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
 537         u64 time_delta;
 538
 539         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 540         do {
 541                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
 542                 last_update = last_jiffies_update;
 543                 last_jiffies = jiffies;
 544                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 545         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
 546
 547         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) ||
 548             arch_needs_cpu(cpu) || irq_work_needs_cpu()) {
 549                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 550                 delta_jiffies = 1;
 551         } else {
 552                 /* Get the next timer wheel timer */
 553                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 554                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 555                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
 556                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
 557                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
 558                 }
 559         }
 560
 561         /*
 562          * Do not stop the tick, if we are only one off (or less)
 563          * or if the cpu is required for RCU:
 564          */
 565         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies <= 1)
 566                 goto out;
 567
 568         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 569         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 570
 571                 /*
 572                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 573                  * give up the assignment and let it be taken by the
 574                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 575                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 576                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 577                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 578                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 579                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 580                  * limit the sleep time to the timekeeping
 581                  * max_deferement value which we retrieved
 582                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 583                  */
 584                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 585                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 586                         ts->do_timer_last = 1;
 587                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 588                         time_delta = KTIME_MAX;
 589                         ts->do_timer_last = 0;
 590                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 591                         time_delta = KTIME_MAX;
 592                 }
 593
 594 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 595                 if (!ts->inidle) {
 596                         time_delta = min(time_delta,
 597                                          scheduler_tick_max_deferment());
 598                 }
 599 #endif
 600
 601                 /*
 602                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 603                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 604                  * that there is no timer pending or at least extremely
 605                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 606                  * case we set the expiry to the end of time.
 607                  */
 608                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 609                         /*
 610                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 611                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 612                          * permitted by the current clocksource then adjust
 613                          * the time delta accordingly to ensure the
 614                          * clocksource does not wrap.
 615                          */
 616                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 617                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 618                 }
 619
 620                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 621                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 622                 else
 623                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 624
 625                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 626                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 627                         goto out;
 628
 629                 ret = expires;
 630
 631                 /*
 632                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 633                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 634                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 635                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 636                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 637                  */
 638                 if (!ts->tick_stopped) {
 639                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
 640                         calc_load_enter_idle();
 641
 642                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 643                         ts->tick_stopped = 1;
 644                         trace_tick_stop(1, " ");
 645                 }
 646
 647                 /*
 648                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 649                  * in this case we simply stop the tick timer.
 650                  */
 651                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 652                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 653                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 654                         goto out;
 655                 }
 656
 657                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 658                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 659                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 660                         /* Check, if the timer was already in the past */
 661                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 662                                 goto out;
 663                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 664                                 goto out;
 665                 /*
 666                  * We are past the event already. So we crossed a
 667                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 668                  * softirq.
 669                  */
 670                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 671         }
 672         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 673 out:
 674         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 675         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 676         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 677
 678         return ret;
 679 }
 680
 681 static void tick_nohz_full_stop_tick(struct tick_sched *ts)
 682 {
 683 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 684        int cpu = smp_processor_id();
 685
 686        if (!tick_nohz_full_cpu(cpu) || is_idle_task(current))
 687                return;
 688
 689        if (!ts->tick_stopped && ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)
 690                return;
 691
 692        if (!can_stop_full_tick())
 693                return;
 694
 695        tick_nohz_stop_sched_tick(ts, ktime_get(), cpu);
 696 #endif
 697 }
 698
 699 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
 700 {
 701         /*
 702          * If this cpu is offline and it is the one which updates
 703          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
 704          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
 705          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
 706          * invoked.
 707          */
 708         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
 709                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 710                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 711                 return false;
 712         }
 713
 714         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 715                 return false;
 716
 717         if (need_resched())
 718                 return false;
 719
 720         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 721                 static int ratelimit;
 722
 723                 if (ratelimit < 10 &&
 724                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
 725                         pr_warn("NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 726                                 (unsigned int) local_softirq_pending());
 727                         ratelimit++;
 728                 }
 729                 return false;
 730         }
 731
 732         if (tick_nohz_full_enabled()) {
 733                 /*
 734                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
 735                  * if there are full dynticks CPUs around
 736                  */
 737                 if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 738                         return false;
 739                 /*
 740                  * Boot safety: make sure the timekeeping duty has been
 741                  * assigned before entering dyntick-idle mode,
 742                  */
 743                 if (tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
 744                         return false;
 745         }
 746
 747         return true;
 748 }
 749
 750 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
 751 {
 752         ktime_t now, expires;
 753         int cpu = smp_processor_id();
 754
 755         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
 756
 757         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
 758                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
 759
 760                 ts->idle_calls++;
 761
 762                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
 763                 if (expires.tv64 > 0LL) {
 764                         ts->idle_sleeps++;
 765                         ts->idle_expires = expires;
 766                 }
 767
 768                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
 769                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
 770         }
 771 }
 772
 773 /**
 774  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
 775  *
 776  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 777  * Called when we start the idle loop.
 778  *
 779  * The arch is responsible of calling:
 780  *
 781  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
 782  *  to sleep.
 783  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
 784  */
 785 void tick_nohz_idle_enter(void)
 786 {
 787         struct tick_sched *ts;
 788
 789         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
 790
 791         /*
 792          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
 793          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
 794          * State will be updated to busy during the first busy tick after
 795          * exiting idle.
 796          */
 797         set_cpu_sd_state_idle();
 798
 799         local_irq_disable();
 800
 801         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 802         /*
 803          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
 804          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
 805          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
 806          */
 807         ts->inidle = 1;
 808         __tick_nohz_idle_enter(ts);
 809
 810         local_irq_enable();
 811 }
 812 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_enter);
 813
 814 /**
 815  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
 816  *
 817  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
 818  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
 819  * an RCU callback, etc...
 820  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
 821  */
 822 void tick_nohz_irq_exit(void)
 823 {
 824         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 825
 826         if (ts->inidle)
 827                 __tick_nohz_idle_enter(ts);
 828         else
 829                 tick_nohz_full_stop_tick(ts);
 830 }
 831
 832 /**
 833  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 834  *
 835  * Called from power state control code with interrupts disabled
 836  */
 837 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 838 {
 839         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 840
 841         return ts->sleep_length;
 842 }
 843
 844 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 845 {
 846         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 847         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
 848
 849         while (1) {
 850                 /* Forward the time to expire in the future */
 851                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 852
 853                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 854                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 855                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 856                         /* Check, if the timer was already in the past */
 857                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 858                                 break;
 859                 } else {
 860                         if (!tick_program_event(
 861                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 862                                 break;
 863                 }
 864                 /* Reread time and update jiffies */
 865                 now = ktime_get();
 866                 tick_do_update_jiffies64(now);
 867         }
 868 }
 869
 870 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 871 {
 872         /* Update jiffies first */
 873         tick_do_update_jiffies64(now);
 874         update_cpu_load_nohz();
 875
 876         calc_load_exit_idle();
 877         touch_softlockup_watchdog();
 878         /*
 879          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 880          */
 881         ts->tick_stopped  = 0;
 882         ts->idle_exittime = now;
 883
 884         tick_nohz_restart(ts, now);
 885 }
 886
 887 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
 888 {
 889 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 890         unsigned long ticks;
 891
 892         if (vtime_accounting_enabled())
 893                 return;
 894         /*
 895          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 896          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 897          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 898          */
 899         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 900         /*
 901          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 902          */
 903         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 904                 account_idle_ticks(ticks);
 905 #endif
 906 }
 907
 908 /**
 909  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
 910  *
 911  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 912  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
 913  * can use RCU again after this function is called.
 914  */
 915 void tick_nohz_idle_exit(void)
 916 {
 917         int cpu = smp_processor_id();
 918         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 919         ktime_t now;
 920
 921         local_irq_disable();
 922
 923         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
 924
 925         ts->inidle = 0;
 926
 927         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
 928                 now = ktime_get();
 929
 930         if (ts->idle_active)
 931                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 932
 933         if (ts->tick_stopped) {
 934                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
 935                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
 936         }
 937
 938         local_irq_enable();
 939 }
 940 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_exit);
 941
 942 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 943 {
 944         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 945         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 946 }
 947
 948 /*
 949  * The nohz low res interrupt handler
 950  */
 951 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 952 {
 953         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 954         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 955         ktime_t now = ktime_get();
 956
 957         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 958
 959         tick_sched_do_timer(now);
 960         tick_sched_handle(ts, regs);
 961
 962         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 963                 now = ktime_get();
 964                 tick_do_update_jiffies64(now);
 965         }
 966 }
 967
 968 /**
 969  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 970  */
 971 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 972 {
 973         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 974         ktime_t next;
 975
 976         if (!tick_nohz_enabled)
 977                 return;
 978
 979         local_irq_disable();
 980         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 981                 local_irq_enable();
 982                 return;
 983         }
 984
 985         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 986
 987         /*
 988          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 989          * hrtimer_forward with the highres code.
 990          */
 991         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 992         /* Get the next period */
 993         next = tick_init_jiffy_update();
 994
 995         for (;;) {
 996                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 997                 if (!tick_program_event(next, 0))
 998                         break;
 999                 next = ktime_add(next, tick_period);
1000         }
1001         local_irq_enable();
1002 }
1003
1004 /*
1005  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
1006  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
1007  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
1008  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
1009  * the first place.
1010  *
1011  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
1012  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
1013  * when idle is left.
1014  */
1015 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
1016 {
1017 #if 0
1018         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
1019
1020         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1021         ktime_t delta;
1022
1023         /*
1024          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
1025          * already reached or less/equal than the tick period.
1026          */
1027         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
1028         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
1029                 return;
1030
1031         tick_nohz_restart(ts, now);
1032 #endif
1033 }
1034
1035 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
1036 {
1037         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1038         ktime_t now;
1039
1040         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
1041                 return;
1042         now = ktime_get();
1043         if (ts->idle_active)
1044                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
1045         if (ts->tick_stopped) {
1046                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1047                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
1048         }
1049 }
1050
1051 #else
1052
1053 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1054 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
1055
1056 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1057
1058 /*
1059  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
1060  */
1061 void tick_check_idle(int cpu)
1062 {
1063         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
1064         tick_check_nohz(cpu);
1065 }
1066
1067 /*
1068  * High resolution timer specific code
1069  */
1070 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1071 /*
1072  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
1073  * Called with interrupts disabled.
1074  */
1075 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
1076 {
1077         struct tick_sched *ts =
1078                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
1079         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1080         ktime_t now = ktime_get();
1081
1082         tick_sched_do_timer(now);
1083
1084         /*
1085          * Do not call, when we are not in irq context and have
1086          * no valid regs pointer
1087          */
1088         if (regs)
1089                 tick_sched_handle(ts, regs);
1090
1091         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
1092
1093         return HRTIMER_RESTART;
1094 }
1095
1096 static int sched_skew_tick;
1097
1098 static int __init skew_tick(char *str)
1099 {
1100         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1101
1102         return 0;
1103 }
1104 early_param("skew_tick", skew_tick);
1105
1106 /**
1107  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1108  */
1109 void tick_setup_sched_timer(void)
1110 {
1111         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1112         ktime_t now = ktime_get();
1113
1114         /*
1115          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
1116          */
1117         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
1118         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
1119
1120         /* Get the next period (per cpu) */
1121         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1122
1123         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
1124         if (sched_skew_tick) {
1125                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
1126                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1127                 offset *= smp_processor_id();
1128                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1129         }
1130
1131         for (;;) {
1132                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
1133                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
1134                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
1135                 /* Check, if the timer was already in the past */
1136                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
1137                         break;
1138                 now = ktime_get();
1139         }
1140
1141 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1142         if (tick_nohz_enabled)
1143                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
1144 #endif
1145 }
1146 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
1147
1148 #if defined CONFIG_NO_HZ_COMMON || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1149 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
1150 {
1151         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1152
1153 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1154         if (ts->sched_timer.base)
1155                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1156 # endif
1157
1158         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1159 }
1160 #endif
1161
1162 /**
1163  * Async notification about clocksource changes
1164  */
1165 void tick_clock_notify(void)
1166 {
1167         int cpu;
1168
1169         for_each_possible_cpu(cpu)
1170                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Async notification about clock event changes
1175  */
1176 void tick_oneshot_notify(void)
1177 {
1178         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1179
1180         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1181 }
1182
1183 /**
1184  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
1185  *
1186  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
1187  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
1188  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1189  * or runtime).
1190  */
1191 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1192 {
1193         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1194
1195         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1196                 return 0;
1197
1198         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1199                 return 0;
1200
1201         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1202                 return 0;
1203
1204         if (!allow_nohz)
1205                 return 1;
1206
1207         tick_nohz_switch_to_nohz();
1208         return 0;
1209 }