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