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
  25 #include <asm/irq_regs.h>
  26
  27 #include "tick-internal.h"
  28
  29 /*
  30  * Per cpu nohz control structure
  31  */
  32 DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
  33
  34 /*
  35  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
  36  */
  37 static ktime_t last_jiffies_update;
  38
  39 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
  40 {
  41         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
  42 }
  43
  44 /*
  45  * Must be called with interrupts disabled !
  46  */
  47 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
  48 {
  49         unsigned long ticks = 0;
  50         ktime_t delta;
  51
  52         /*
  53          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
  54          */
  55         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  56         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
  57                 return;
  58
  59         /* Reevalute with jiffies_lock held */
  60         write_seqlock(&jiffies_lock);
  61
  62         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  63         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
  64
  65                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
  66                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
  67                                                 tick_period);
  68
  69                 /* Slow path for long timeouts */
  70                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
  71                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
  72
  73                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
  74
  75                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
  76                                                            incr * ticks);
  77                 }
  78                 do_timer(++ticks);
  79
  80                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
  81                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
  82         }
  83         write_sequnlock(&jiffies_lock);
  84 }
  85
  86 /*
  87  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
  88  */
  89 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
  90 {
  91         ktime_t period;
  92
  93         write_seqlock(&jiffies_lock);
  94         /* Did we start the jiffies update yet ? */
  95         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
  96                 last_jiffies_update = tick_next_period;
  97         period = last_jiffies_update;
  98         write_sequnlock(&jiffies_lock);
  99         return period;
 100 }
 101
 102
 103 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
 104 {
 105         int cpu = smp_processor_id();
 106
 107 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 108         /*
 109          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 110          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 111          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 112          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 113          * jiffies_lock.
 114          */
 115         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 116                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 117 #endif
 118
 119         /* Check, if the jiffies need an update */
 120         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 121                 tick_do_update_jiffies64(now);
 122 }
 123
 124 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
 125 {
 126 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 127         /*
 128          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 129          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 130          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 131          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 132          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 133          * when we go busy again does not account too much ticks.
 134          */
 135         if (ts->tick_stopped) {
 136                 touch_softlockup_watchdog();
 137                 if (is_idle_task(current))
 138                         ts->idle_jiffies++;
 139         }
 140 #endif
 141         update_process_times(user_mode(regs));
 142         profile_tick(CPU_PROFILING);
 143 }
 144
 145 /*
 146  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
 147  */
 148 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 149 /*
 150  * NO HZ enabled ?
 151  */
 152 int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
 153
 154 /*
 155  * Enable / Disable tickless mode
 156  */
 157 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
 158 {
 159         if (!strcmp(str, "off"))
 160                 tick_nohz_enabled = 0;
 161         else if (!strcmp(str, "on"))
 162                 tick_nohz_enabled = 1;
 163         else
 164                 return 0;
 165         return 1;
 166 }
 167
 168 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
 169
 170 /**
 171  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
 172  *
 173  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
 174  *
 175  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
 176  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
 177  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
 178  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
 179  */
 180 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
 181 {
 182         int cpu = smp_processor_id();
 183         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 184         unsigned long flags;
 185
 186         ts->idle_waketime = now;
 187
 188         local_irq_save(flags);
 189         tick_do_update_jiffies64(now);
 190         local_irq_restore(flags);
 191
 192         touch_softlockup_watchdog();
 193 }
 194
 195 /*
 196  * Updates the per cpu time idle statistics counters
 197  */
 198 static void
 199 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
 200 {
 201         ktime_t delta;
 202
 203         if (ts->idle_active) {
 204                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 205                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
 206                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 207                 else
 208                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 209                 ts->idle_entrytime = now;
 210         }
 211
 212         if (last_update_time)
 213                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
 214
 215 }
 216
 217 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
 218 {
 219         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 220
 221         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
 222         ts->idle_active = 0;
 223
 224         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
 225 }
 226
 227 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
 228 {
 229         ktime_t now = ktime_get();
 230
 231         ts->idle_entrytime = now;
 232         ts->idle_active = 1;
 233         sched_clock_idle_sleep_event();
 234         return now;
 235 }
 236
 237 /**
 238  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
 239  * @cpu: CPU number to query
 240  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 241  * counters if NULL.
 242  *
 243  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
 244  * CPU, in microseconds.
 245  *
 246  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 247  * and is as accurate as ktime_get() is.
 248  *
 249  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 250  */
 251 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 252 {
 253         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 254         ktime_t now, idle;
 255
 256         if (!tick_nohz_enabled)
 257                 return -1;
 258
 259         now = ktime_get();
 260         if (last_update_time) {
 261                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 262                 idle = ts->idle_sleeptime;
 263         } else {
 264                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
 265                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 266
 267                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 268                 } else {
 269                         idle = ts->idle_sleeptime;
 270                 }
 271         }
 272
 273         return ktime_to_us(idle);
 274
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
 277
 278 /**
 279  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
 280  * @cpu: CPU number to query
 281  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
 282  * counters if NULL.
 283  *
 284  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
 285  * CPU, in microseconds.
 286  *
 287  * This time is measured via accounting rather than sampling,
 288  * and is as accurate as ktime_get() is.
 289  *
 290  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
 291  */
 292 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
 293 {
 294         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 295         ktime_t now, iowait;
 296
 297         if (!tick_nohz_enabled)
 298                 return -1;
 299
 300         now = ktime_get();
 301         if (last_update_time) {
 302                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
 303                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
 304         } else {
 305                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
 306                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 307
 308                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
 309                 } else {
 310                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
 311                 }
 312         }
 313
 314         return ktime_to_us(iowait);
 315 }
 316 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
 317
 318 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
 319                                          ktime_t now, int cpu)
 320 {
 321         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
 322         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
 323         unsigned long rcu_delta_jiffies;
 324         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
 325         u64 time_delta;
 326
 327         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 328         do {
 329                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
 330                 last_update = last_jiffies_update;
 331                 last_jiffies = jiffies;
 332                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 333         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
 334
 335         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) ||
 336             arch_needs_cpu(cpu) || irq_work_needs_cpu()) {
 337                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 338                 delta_jiffies = 1;
 339         } else {
 340                 /* Get the next timer wheel timer */
 341                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 342                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 343                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
 344                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
 345                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
 346                 }
 347         }
 348         /*
 349          * Do not stop the tick, if we are only one off
 350          * or if the cpu is required for rcu
 351          */
 352         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 353                 goto out;
 354
 355         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 356         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 357
 358                 /*
 359                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 360                  * give up the assignment and let it be taken by the
 361                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 362                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 363                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 364                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 365                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 366                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 367                  * limit the sleep time to the timekeeping
 368                  * max_deferement value which we retrieved
 369                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 370                  */
 371                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 372                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 373                         ts->do_timer_last = 1;
 374                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 375                         time_delta = KTIME_MAX;
 376                         ts->do_timer_last = 0;
 377                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 378                         time_delta = KTIME_MAX;
 379                 }
 380
 381                 /*
 382                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 383                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 384                  * that there is no timer pending or at least extremely
 385                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 386                  * case we set the expiry to the end of time.
 387                  */
 388                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 389                         /*
 390                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 391                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 392                          * permitted by the current clocksource then adjust
 393                          * the time delta accordingly to ensure the
 394                          * clocksource does not wrap.
 395                          */
 396                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 397                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 398                 }
 399
 400                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 401                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 402                 else
 403                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 404
 405                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 406                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 407                         goto out;
 408
 409                 ret = expires;
 410
 411                 /*
 412                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 413                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 414                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 415                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 416                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 417                  */
 418                 if (!ts->tick_stopped) {
 419                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
 420                         calc_load_enter_idle();
 421
 422                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 423                         ts->tick_stopped = 1;
 424                 }
 425
 426                 /*
 427                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 428                  * in this case we simply stop the tick timer.
 429                  */
 430                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 431                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 432                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 433                         goto out;
 434                 }
 435
 436                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 437                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 438                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 439                         /* Check, if the timer was already in the past */
 440                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 441                                 goto out;
 442                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 443                                 goto out;
 444                 /*
 445                  * We are past the event already. So we crossed a
 446                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 447                  * softirq.
 448                  */
 449                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 450         }
 451         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 452 out:
 453         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 454         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 455         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 456
 457         return ret;
 458 }
 459
 460 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
 461 {
 462         /*
 463          * If this cpu is offline and it is the one which updates
 464          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
 465          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
 466          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
 467          * invoked.
 468          */
 469         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
 470                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 471                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 472         }
 473
 474         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 475                 return false;
 476
 477         if (need_resched())
 478                 return false;
 479
 480         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 481                 static int ratelimit;
 482
 483                 if (ratelimit < 10 &&
 484                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
 485                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 486                                (unsigned int) local_softirq_pending());
 487                         ratelimit++;
 488                 }
 489                 return false;
 490         }
 491
 492         return true;
 493 }
 494
 495 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
 496 {
 497         ktime_t now, expires;
 498         int cpu = smp_processor_id();
 499
 500         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
 501
 502         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
 503                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
 504
 505                 ts->idle_calls++;
 506
 507                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
 508                 if (expires.tv64 > 0LL) {
 509                         ts->idle_sleeps++;
 510                         ts->idle_expires = expires;
 511                 }
 512
 513                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
 514                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
 515         }
 516 }
 517
 518 /**
 519  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
 520  *
 521  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 522  * Called when we start the idle loop.
 523  *
 524  * The arch is responsible of calling:
 525  *
 526  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
 527  *  to sleep.
 528  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
 529  */
 530 void tick_nohz_idle_enter(void)
 531 {
 532         struct tick_sched *ts;
 533
 534         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
 535
 536         /*
 537          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
 538          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
 539          * State will be updated to busy during the first busy tick after
 540          * exiting idle.
 541          */
 542         set_cpu_sd_state_idle();
 543
 544         local_irq_disable();
 545
 546         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 547         /*
 548          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
 549          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
 550          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
 551          */
 552         ts->inidle = 1;
 553         __tick_nohz_idle_enter(ts);
 554
 555         local_irq_enable();
 556 }
 557
 558 /**
 559  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
 560  *
 561  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
 562  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
 563  * an RCU callback, etc...
 564  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
 565  */
 566 void tick_nohz_irq_exit(void)
 567 {
 568         unsigned long flags;
 569         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 570
 571         if (!ts->inidle)
 572                 return;
 573
 574         local_irq_save(flags);
 575
 576         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states */
 577         menu_hrtimer_cancel();
 578         __tick_nohz_idle_enter(ts);
 579
 580         local_irq_restore(flags);
 581 }
 582
 583 /**
 584  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 585  *
 586  * Called from power state control code with interrupts disabled
 587  */
 588 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 589 {
 590         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 591
 592         return ts->sleep_length;
 593 }
 594
 595 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 596 {
 597         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 598         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
 599
 600         while (1) {
 601                 /* Forward the time to expire in the future */
 602                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 603
 604                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 605                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 606                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 607                         /* Check, if the timer was already in the past */
 608                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 609                                 break;
 610                 } else {
 611                         if (!tick_program_event(
 612                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 613                                 break;
 614                 }
 615                 /* Reread time and update jiffies */
 616                 now = ktime_get();
 617                 tick_do_update_jiffies64(now);
 618         }
 619 }
 620
 621 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 622 {
 623         /* Update jiffies first */
 624         tick_do_update_jiffies64(now);
 625         update_cpu_load_nohz();
 626
 627         calc_load_exit_idle();
 628         touch_softlockup_watchdog();
 629         /*
 630          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 631          */
 632         ts->tick_stopped  = 0;
 633         ts->idle_exittime = now;
 634
 635         tick_nohz_restart(ts, now);
 636 }
 637
 638 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
 639 {
 640 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 641         unsigned long ticks;
 642
 643         if (vtime_accounting_enabled())
 644                 return;
 645         /*
 646          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 647          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 648          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 649          */
 650         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 651         /*
 652          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 653          */
 654         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 655                 account_idle_ticks(ticks);
 656 #endif
 657 }
 658
 659 /**
 660  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
 661  *
 662  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 663  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
 664  * can use RCU again after this function is called.
 665  */
 666 void tick_nohz_idle_exit(void)
 667 {
 668         int cpu = smp_processor_id();
 669         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 670         ktime_t now;
 671
 672         local_irq_disable();
 673
 674         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
 675
 676         ts->inidle = 0;
 677
 678         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
 679         menu_hrtimer_cancel();
 680         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
 681                 now = ktime_get();
 682
 683         if (ts->idle_active)
 684                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 685
 686         if (ts->tick_stopped) {
 687                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
 688                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
 689         }
 690
 691         local_irq_enable();
 692 }
 693
 694 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 695 {
 696         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 697         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 698 }
 699
 700 /*
 701  * The nohz low res interrupt handler
 702  */
 703 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 704 {
 705         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 706         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 707         ktime_t now = ktime_get();
 708
 709         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 710
 711         tick_sched_do_timer(now);
 712         tick_sched_handle(ts, regs);
 713
 714         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 715                 now = ktime_get();
 716                 tick_do_update_jiffies64(now);
 717         }
 718 }
 719
 720 /**
 721  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 722  */
 723 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 724 {
 725         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 726         ktime_t next;
 727
 728         if (!tick_nohz_enabled)
 729                 return;
 730
 731         local_irq_disable();
 732         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 733                 local_irq_enable();
 734                 return;
 735         }
 736
 737         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 738
 739         /*
 740          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 741          * hrtimer_forward with the highres code.
 742          */
 743         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 744         /* Get the next period */
 745         next = tick_init_jiffy_update();
 746
 747         for (;;) {
 748                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 749                 if (!tick_program_event(next, 0))
 750                         break;
 751                 next = ktime_add(next, tick_period);
 752         }
 753         local_irq_enable();
 754 }
 755
 756 /*
 757  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
 758  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
 759  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
 760  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
 761  * the first place.
 762  *
 763  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
 764  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
 765  * when idle is left.
 766  */
 767 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
 768 {
 769 #if 0
 770         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
 771
 772         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 773         ktime_t delta;
 774
 775         /*
 776          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
 777          * already reached or less/equal than the tick period.
 778          */
 779         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
 780         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
 781                 return;
 782
 783         tick_nohz_restart(ts, now);
 784 #endif
 785 }
 786
 787 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
 788 {
 789         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 790         ktime_t now;
 791
 792         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
 793                 return;
 794         now = ktime_get();
 795         if (ts->idle_active)
 796                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 797         if (ts->tick_stopped) {
 798                 tick_nohz_update_jiffies(now);
 799                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
 800         }
 801 }
 802
 803 #else
 804
 805 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 806 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
 807
 808 #endif /* NO_HZ */
 809
 810 /*
 811  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
 812  */
 813 void tick_check_idle(int cpu)
 814 {
 815         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
 816         tick_check_nohz(cpu);
 817 }
 818
 819 /*
 820  * High resolution timer specific code
 821  */
 822 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 823 /*
 824  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
 825  * Called with interrupts disabled.
 826  */
 827 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 828 {
 829         struct tick_sched *ts =
 830                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 831         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 832         ktime_t now = ktime_get();
 833
 834         tick_sched_do_timer(now);
 835
 836         /*
 837          * Do not call, when we are not in irq context and have
 838          * no valid regs pointer
 839          */
 840         if (regs)
 841                 tick_sched_handle(ts, regs);
 842
 843         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 844
 845         return HRTIMER_RESTART;
 846 }
 847
 848 static int sched_skew_tick;
 849
 850 static int __init skew_tick(char *str)
 851 {
 852         get_option(&str, &sched_skew_tick);
 853
 854         return 0;
 855 }
 856 early_param("skew_tick", skew_tick);
 857
 858 /**
 859  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 860  */
 861 void tick_setup_sched_timer(void)
 862 {
 863         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 864         ktime_t now = ktime_get();
 865
 866         /*
 867          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 868          */
 869         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 870         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 871
 872         /* Get the next period (per cpu) */
 873         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
 874
 875         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
 876         if (sched_skew_tick) {
 877                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
 878                 do_div(offset, num_possible_cpus());
 879                 offset *= smp_processor_id();
 880                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
 881         }
 882
 883         for (;;) {
 884                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 885                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 886                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 887                 /* Check, if the timer was already in the past */
 888                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 889                         break;
 890                 now = ktime_get();
 891         }
 892
 893 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 894         if (tick_nohz_enabled)
 895                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 896 #endif
 897 }
 898 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 899
 900 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 901 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 902 {
 903         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 904
 905 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 906         if (ts->sched_timer.base)
 907                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 908 # endif
 909
 910         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 911 }
 912 #endif
 913
 914 /**
 915  * Async notification about clocksource changes
 916  */
 917 void tick_clock_notify(void)
 918 {
 919         int cpu;
 920
 921         for_each_possible_cpu(cpu)
 922                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 923 }
 924
 925 /*
 926  * Async notification about clock event changes
 927  */
 928 void tick_oneshot_notify(void)
 929 {
 930         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 931
 932         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 933 }
 934
 935 /**
 936  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 937  *
 938  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 939  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 940  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 941  * or runtime).
 942  */
 943 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 944 {
 945         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 946
 947         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 948                 return 0;
 949
 950         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 951                 return 0;
 952
 953         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
 954                 return 0;
 955
 956         if (!allow_nohz)
 957                 return 1;
 958
 959         tick_nohz_switch_to_nohz();
 960         return 0;
 961 }