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