Merge branch 'rework/misc-cleanups' into for-linus
[platform/kernel/linux-rpi.git] / kernel / time / tick-sched.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
4  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
5  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
6  *
7  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
8  *
9  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
10  */
11 #include <linux/cpu.h>
12 #include <linux/err.h>
13 #include <linux/hrtimer.h>
14 #include <linux/interrupt.h>
15 #include <linux/kernel_stat.h>
16 #include <linux/percpu.h>
17 #include <linux/nmi.h>
18 #include <linux/profile.h>
19 #include <linux/sched/signal.h>
20 #include <linux/sched/clock.h>
21 #include <linux/sched/stat.h>
22 #include <linux/sched/nohz.h>
23 #include <linux/sched/loadavg.h>
24 #include <linux/module.h>
25 #include <linux/irq_work.h>
26 #include <linux/posix-timers.h>
27 #include <linux/context_tracking.h>
28 #include <linux/mm.h>
29
30 #include <asm/irq_regs.h>
31
32 #include "tick-internal.h"
33
34 #include <trace/events/timer.h>
35
36 /*
37  * Per-CPU nohz control structure
38  */
39 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
40
41 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
42 {
43         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
44 }
45
46 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
47 /*
48  * The time, when the last jiffy update happened. Write access must hold
49  * jiffies_lock and jiffies_seq. tick_nohz_next_event() needs to get a
50  * consistent view of jiffies and last_jiffies_update.
51  */
52 static ktime_t last_jiffies_update;
53
54 /*
55  * Must be called with interrupts disabled !
56  */
57 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
58 {
59         unsigned long ticks = 1;
60         ktime_t delta, nextp;
61
62         /*
63          * 64bit can do a quick check without holding jiffies lock and
64          * without looking at the sequence count. The smp_load_acquire()
65          * pairs with the update done later in this function.
66          *
67          * 32bit cannot do that because the store of tick_next_period
68          * consists of two 32bit stores and the first store could move it
69          * to a random point in the future.
70          */
71         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
72                 if (ktime_before(now, smp_load_acquire(&tick_next_period)))
73                         return;
74         } else {
75                 unsigned int seq;
76
77                 /*
78                  * Avoid contention on jiffies_lock and protect the quick
79                  * check with the sequence count.
80                  */
81                 do {
82                         seq = read_seqcount_begin(&jiffies_seq);
83                         nextp = tick_next_period;
84                 } while (read_seqcount_retry(&jiffies_seq, seq));
85
86                 if (ktime_before(now, nextp))
87                         return;
88         }
89
90         /* Quick check failed, i.e. update is required. */
91         raw_spin_lock(&jiffies_lock);
92         /*
93          * Reevaluate with the lock held. Another CPU might have done the
94          * update already.
95          */
96         if (ktime_before(now, tick_next_period)) {
97                 raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
98                 return;
99         }
100
101         write_seqcount_begin(&jiffies_seq);
102
103         delta = ktime_sub(now, tick_next_period);
104         if (unlikely(delta >= TICK_NSEC)) {
105                 /* Slow path for long idle sleep times */
106                 s64 incr = TICK_NSEC;
107
108                 ticks += ktime_divns(delta, incr);
109
110                 last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
111                                                    incr * ticks);
112         } else {
113                 last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
114                                                    TICK_NSEC);
115         }
116
117         /* Advance jiffies to complete the jiffies_seq protected job */
118         jiffies_64 += ticks;
119
120         /*
121          * Keep the tick_next_period variable up to date.
122          */
123         nextp = ktime_add_ns(last_jiffies_update, TICK_NSEC);
124
125         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
126                 /*
127                  * Pairs with smp_load_acquire() in the lockless quick
128                  * check above and ensures that the update to jiffies_64 is
129                  * not reordered vs. the store to tick_next_period, neither
130                  * by the compiler nor by the CPU.
131                  */
132                 smp_store_release(&tick_next_period, nextp);
133         } else {
134                 /*
135                  * A plain store is good enough on 32bit as the quick check
136                  * above is protected by the sequence count.
137                  */
138                 tick_next_period = nextp;
139         }
140
141         /*
142          * Release the sequence count. calc_global_load() below is not
143          * protected by it, but jiffies_lock needs to be held to prevent
144          * concurrent invocations.
145          */
146         write_seqcount_end(&jiffies_seq);
147
148         calc_global_load();
149
150         raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
151         update_wall_time();
152 }
153
154 /*
155  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
156  */
157 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
158 {
159         ktime_t period;
160
161         raw_spin_lock(&jiffies_lock);
162         write_seqcount_begin(&jiffies_seq);
163         /* Did we start the jiffies update yet ? */
164         if (last_jiffies_update == 0) {
165                 u32 rem;
166
167                 /*
168                  * Ensure that the tick is aligned to a multiple of
169                  * TICK_NSEC.
170                  */
171                 div_u64_rem(tick_next_period, TICK_NSEC, &rem);
172                 if (rem)
173                         tick_next_period += TICK_NSEC - rem;
174
175                 last_jiffies_update = tick_next_period;
176         }
177         period = last_jiffies_update;
178         write_seqcount_end(&jiffies_seq);
179         raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
180         return period;
181 }
182
183 #define MAX_STALLED_JIFFIES 5
184
185 static void tick_sched_do_timer(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
186 {
187         int cpu = smp_processor_id();
188
189 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
190         /*
191          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
192          * concurrency: This happens only when the CPU in charge went
193          * into a long sleep. If two CPUs happen to assign themselves to
194          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
195          * jiffies_lock.
196          *
197          * If nohz_full is enabled, this should not happen because the
198          * tick_do_timer_cpu never relinquishes.
199          */
200         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)) {
201 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
202                 WARN_ON_ONCE(tick_nohz_full_running);
203 #endif
204                 tick_do_timer_cpu = cpu;
205         }
206 #endif
207
208         /* Check, if the jiffies need an update */
209         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
210                 tick_do_update_jiffies64(now);
211
212         /*
213          * If jiffies update stalled for too long (timekeeper in stop_machine()
214          * or VMEXIT'ed for several msecs), force an update.
215          */
216         if (ts->last_tick_jiffies != jiffies) {
217                 ts->stalled_jiffies = 0;
218                 ts->last_tick_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
219         } else {
220                 if (++ts->stalled_jiffies == MAX_STALLED_JIFFIES) {
221                         tick_do_update_jiffies64(now);
222                         ts->stalled_jiffies = 0;
223                         ts->last_tick_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
224                 }
225         }
226
227         if (ts->inidle)
228                 ts->got_idle_tick = 1;
229 }
230
231 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
232 {
233 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
234         /*
235          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
236          * the watchdog as we might not schedule for a really long
237          * time. This happens on complete idle SMP systems while
238          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
239          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
240          * when we go busy again does not account too much ticks.
241          */
242         if (ts->tick_stopped) {
243                 touch_softlockup_watchdog_sched();
244                 if (is_idle_task(current))
245                         ts->idle_jiffies++;
246                 /*
247                  * In case the current tick fired too early past its expected
248                  * expiration, make sure we don't bypass the next clock reprogramming
249                  * to the same deadline.
250                  */
251                 ts->next_tick = 0;
252         }
253 #endif
254         update_process_times(user_mode(regs));
255         profile_tick(CPU_PROFILING);
256 }
257 #endif
258
259 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
260 cpumask_var_t tick_nohz_full_mask;
261 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_full_mask);
262 bool tick_nohz_full_running;
263 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_full_running);
264 static atomic_t tick_dep_mask;
265
266 static bool check_tick_dependency(atomic_t *dep)
267 {
268         int val = atomic_read(dep);
269
270         if (val & TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER) {
271                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER);
272                 return true;
273         }
274
275         if (val & TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS) {
276                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS);
277                 return true;
278         }
279
280         if (val & TICK_DEP_MASK_SCHED) {
281                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_SCHED);
282                 return true;
283         }
284
285         if (val & TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE) {
286                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE);
287                 return true;
288         }
289
290         if (val & TICK_DEP_MASK_RCU) {
291                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_RCU);
292                 return true;
293         }
294
295         if (val & TICK_DEP_MASK_RCU_EXP) {
296                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_RCU_EXP);
297                 return true;
298         }
299
300         return false;
301 }
302
303 static bool can_stop_full_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
304 {
305         lockdep_assert_irqs_disabled();
306
307         if (unlikely(!cpu_online(cpu)))
308                 return false;
309
310         if (check_tick_dependency(&tick_dep_mask))
311                 return false;
312
313         if (check_tick_dependency(&ts->tick_dep_mask))
314                 return false;
315
316         if (check_tick_dependency(&current->tick_dep_mask))
317                 return false;
318
319         if (check_tick_dependency(&current->signal->tick_dep_mask))
320                 return false;
321
322         return true;
323 }
324
325 static void nohz_full_kick_func(struct irq_work *work)
326 {
327         /* Empty, the tick restart happens on tick_nohz_irq_exit() */
328 }
329
330 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, nohz_full_kick_work) =
331         IRQ_WORK_INIT_HARD(nohz_full_kick_func);
332
333 /*
334  * Kick this CPU if it's full dynticks in order to force it to
335  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
336  * This kick, unlike tick_nohz_full_kick_cpu() and tick_nohz_full_kick_all(),
337  * is NMI safe.
338  */
339 static void tick_nohz_full_kick(void)
340 {
341         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
342                 return;
343
344         irq_work_queue(this_cpu_ptr(&nohz_full_kick_work));
345 }
346
347 /*
348  * Kick the CPU if it's full dynticks in order to force it to
349  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
350  */
351 void tick_nohz_full_kick_cpu(int cpu)
352 {
353         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
354                 return;
355
356         irq_work_queue_on(&per_cpu(nohz_full_kick_work, cpu), cpu);
357 }
358
359 static void tick_nohz_kick_task(struct task_struct *tsk)
360 {
361         int cpu;
362
363         /*
364          * If the task is not running, run_posix_cpu_timers()
365          * has nothing to elapse, IPI can then be spared.
366          *
367          * activate_task()                      STORE p->tick_dep_mask
368          *   STORE p->on_rq
369          * __schedule() (switch to task 'p')    smp_mb() (atomic_fetch_or())
370          *   LOCK rq->lock                      LOAD p->on_rq
371          *   smp_mb__after_spin_lock()
372          *   tick_nohz_task_switch()
373          *     LOAD p->tick_dep_mask
374          */
375         if (!sched_task_on_rq(tsk))
376                 return;
377
378         /*
379          * If the task concurrently migrates to another CPU,
380          * we guarantee it sees the new tick dependency upon
381          * schedule.
382          *
383          * set_task_cpu(p, cpu);
384          *   STORE p->cpu = @cpu
385          * __schedule() (switch to task 'p')
386          *   LOCK rq->lock
387          *   smp_mb__after_spin_lock()          STORE p->tick_dep_mask
388          *   tick_nohz_task_switch()            smp_mb() (atomic_fetch_or())
389          *      LOAD p->tick_dep_mask           LOAD p->cpu
390          */
391         cpu = task_cpu(tsk);
392
393         preempt_disable();
394         if (cpu_online(cpu))
395                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
396         preempt_enable();
397 }
398
399 /*
400  * Kick all full dynticks CPUs in order to force these to re-evaluate
401  * their dependency on the tick and restart it if necessary.
402  */
403 static void tick_nohz_full_kick_all(void)
404 {
405         int cpu;
406
407         if (!tick_nohz_full_running)
408                 return;
409
410         preempt_disable();
411         for_each_cpu_and(cpu, tick_nohz_full_mask, cpu_online_mask)
412                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
413         preempt_enable();
414 }
415
416 static void tick_nohz_dep_set_all(atomic_t *dep,
417                                   enum tick_dep_bits bit)
418 {
419         int prev;
420
421         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), dep);
422         if (!prev)
423                 tick_nohz_full_kick_all();
424 }
425
426 /*
427  * Set a global tick dependency. Used by perf events that rely on freq and
428  * by unstable clock.
429  */
430 void tick_nohz_dep_set(enum tick_dep_bits bit)
431 {
432         tick_nohz_dep_set_all(&tick_dep_mask, bit);
433 }
434
435 void tick_nohz_dep_clear(enum tick_dep_bits bit)
436 {
437         atomic_andnot(BIT(bit), &tick_dep_mask);
438 }
439
440 /*
441  * Set per-CPU tick dependency. Used by scheduler and perf events in order to
442  * manage events throttling.
443  */
444 void tick_nohz_dep_set_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
445 {
446         int prev;
447         struct tick_sched *ts;
448
449         ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
450
451         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
452         if (!prev) {
453                 preempt_disable();
454                 /* Perf needs local kick that is NMI safe */
455                 if (cpu == smp_processor_id()) {
456                         tick_nohz_full_kick();
457                 } else {
458                         /* Remote irq work not NMI-safe */
459                         if (!WARN_ON_ONCE(in_nmi()))
460                                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
461                 }
462                 preempt_enable();
463         }
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_set_cpu);
466
467 void tick_nohz_dep_clear_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
468 {
469         struct tick_sched *ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
470
471         atomic_andnot(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
472 }
473 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_clear_cpu);
474
475 /*
476  * Set a per-task tick dependency. RCU need this. Also posix CPU timers
477  * in order to elapse per task timers.
478  */
479 void tick_nohz_dep_set_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
480 {
481         if (!atomic_fetch_or(BIT(bit), &tsk->tick_dep_mask))
482                 tick_nohz_kick_task(tsk);
483 }
484 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_set_task);
485
486 void tick_nohz_dep_clear_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
487 {
488         atomic_andnot(BIT(bit), &tsk->tick_dep_mask);
489 }
490 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_clear_task);
491
492 /*
493  * Set a per-taskgroup tick dependency. Posix CPU timers need this in order to elapse
494  * per process timers.
495  */
496 void tick_nohz_dep_set_signal(struct task_struct *tsk,
497                               enum tick_dep_bits bit)
498 {
499         int prev;
500         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
501
502         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), &sig->tick_dep_mask);
503         if (!prev) {
504                 struct task_struct *t;
505
506                 lockdep_assert_held(&tsk->sighand->siglock);
507                 __for_each_thread(sig, t)
508                         tick_nohz_kick_task(t);
509         }
510 }
511
512 void tick_nohz_dep_clear_signal(struct signal_struct *sig, enum tick_dep_bits bit)
513 {
514         atomic_andnot(BIT(bit), &sig->tick_dep_mask);
515 }
516
517 /*
518  * Re-evaluate the need for the tick as we switch the current task.
519  * It might need the tick due to per task/process properties:
520  * perf events, posix CPU timers, ...
521  */
522 void __tick_nohz_task_switch(void)
523 {
524         struct tick_sched *ts;
525
526         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
527                 return;
528
529         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
530
531         if (ts->tick_stopped) {
532                 if (atomic_read(&current->tick_dep_mask) ||
533                     atomic_read(&current->signal->tick_dep_mask))
534                         tick_nohz_full_kick();
535         }
536 }
537
538 /* Get the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
539 void __init tick_nohz_full_setup(cpumask_var_t cpumask)
540 {
541         alloc_bootmem_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask);
542         cpumask_copy(tick_nohz_full_mask, cpumask);
543         tick_nohz_full_running = true;
544 }
545
546 bool tick_nohz_cpu_hotpluggable(unsigned int cpu)
547 {
548         /*
549          * The tick_do_timer_cpu CPU handles housekeeping duty (unbound
550          * timers, workqueues, timekeeping, ...) on behalf of full dynticks
551          * CPUs. It must remain online when nohz full is enabled.
552          */
553         if (tick_nohz_full_running && tick_do_timer_cpu == cpu)
554                 return false;
555         return true;
556 }
557
558 static int tick_nohz_cpu_down(unsigned int cpu)
559 {
560         return tick_nohz_cpu_hotpluggable(cpu) ? 0 : -EBUSY;
561 }
562
563 void __init tick_nohz_init(void)
564 {
565         int cpu, ret;
566
567         if (!tick_nohz_full_running)
568                 return;
569
570         /*
571          * Full dynticks uses irq work to drive the tick rescheduling on safe
572          * locking contexts. But then we need irq work to raise its own
573          * interrupts to avoid circular dependency on the tick
574          */
575         if (!arch_irq_work_has_interrupt()) {
576                 pr_warn("NO_HZ: Can't run full dynticks because arch doesn't support irq work self-IPIs\n");
577                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
578                 tick_nohz_full_running = false;
579                 return;
580         }
581
582         if (IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP_SMP) &&
583                         !IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP_SMP_NONZERO_CPU)) {
584                 cpu = smp_processor_id();
585
586                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)) {
587                         pr_warn("NO_HZ: Clearing %d from nohz_full range "
588                                 "for timekeeping\n", cpu);
589                         cpumask_clear_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask);
590                 }
591         }
592
593         for_each_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)
594                 ct_cpu_track_user(cpu);
595
596         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
597                                         "kernel/nohz:predown", NULL,
598                                         tick_nohz_cpu_down);
599         WARN_ON(ret < 0);
600         pr_info("NO_HZ: Full dynticks CPUs: %*pbl.\n",
601                 cpumask_pr_args(tick_nohz_full_mask));
602 }
603 #endif
604
605 /*
606  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
607  */
608 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
609 /*
610  * NO HZ enabled ?
611  */
612 bool tick_nohz_enabled __read_mostly  = true;
613 unsigned long tick_nohz_active  __read_mostly;
614 /*
615  * Enable / Disable tickless mode
616  */
617 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
618 {
619         return (kstrtobool(str, &tick_nohz_enabled) == 0);
620 }
621
622 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
623
624 bool tick_nohz_tick_stopped(void)
625 {
626         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
627
628         return ts->tick_stopped;
629 }
630
631 bool tick_nohz_tick_stopped_cpu(int cpu)
632 {
633         struct tick_sched *ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
634
635         return ts->tick_stopped;
636 }
637
638 /**
639  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
640  *
641  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
642  *
643  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
644  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
645  * value. We do this unconditionally on any CPU, as we don't know whether the
646  * CPU, which has the update task assigned is in a long sleep.
647  */
648 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
649 {
650         unsigned long flags;
651
652         __this_cpu_write(tick_cpu_sched.idle_waketime, now);
653
654         local_irq_save(flags);
655         tick_do_update_jiffies64(now);
656         local_irq_restore(flags);
657
658         touch_softlockup_watchdog_sched();
659 }
660
661 static void tick_nohz_stop_idle(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
662 {
663         ktime_t delta;
664
665         if (WARN_ON_ONCE(!ts->idle_active))
666                 return;
667
668         delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
669
670         write_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
671         if (nr_iowait_cpu(smp_processor_id()) > 0)
672                 ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
673         else
674                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
675
676         ts->idle_entrytime = now;
677         ts->idle_active = 0;
678         write_seqcount_end(&ts->idle_sleeptime_seq);
679
680         sched_clock_idle_wakeup_event();
681 }
682
683 static void tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
684 {
685         write_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
686         ts->idle_entrytime = ktime_get();
687         ts->idle_active = 1;
688         write_seqcount_end(&ts->idle_sleeptime_seq);
689
690         sched_clock_idle_sleep_event();
691 }
692
693 static u64 get_cpu_sleep_time_us(struct tick_sched *ts, ktime_t *sleeptime,
694                                  bool compute_delta, u64 *last_update_time)
695 {
696         ktime_t now, idle;
697         unsigned int seq;
698
699         if (!tick_nohz_active)
700                 return -1;
701
702         now = ktime_get();
703         if (last_update_time)
704                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
705
706         do {
707                 seq = read_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
708
709                 if (ts->idle_active && compute_delta) {
710                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
711
712                         idle = ktime_add(*sleeptime, delta);
713                 } else {
714                         idle = *sleeptime;
715                 }
716         } while (read_seqcount_retry(&ts->idle_sleeptime_seq, seq));
717
718         return ktime_to_us(idle);
719
720 }
721
722 /**
723  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a CPU
724  * @cpu: CPU number to query
725  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
726  * counters if NULL.
727  *
728  * Return the cumulative idle time (since boot) for a given
729  * CPU, in microseconds. Note this is partially broken due to
730  * the counter of iowait tasks that can be remotely updated without
731  * any synchronization. Therefore it is possible to observe backward
732  * values within two consecutive reads.
733  *
734  * This time is measured via accounting rather than sampling,
735  * and is as accurate as ktime_get() is.
736  *
737  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
738  */
739 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
740 {
741         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
742
743         return get_cpu_sleep_time_us(ts, &ts->idle_sleeptime,
744                                      !nr_iowait_cpu(cpu), last_update_time);
745 }
746 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
747
748 /**
749  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a CPU
750  * @cpu: CPU number to query
751  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
752  * counters if NULL.
753  *
754  * Return the cumulative iowait time (since boot) for a given
755  * CPU, in microseconds. Note this is partially broken due to
756  * the counter of iowait tasks that can be remotely updated without
757  * any synchronization. Therefore it is possible to observe backward
758  * values within two consecutive reads.
759  *
760  * This time is measured via accounting rather than sampling,
761  * and is as accurate as ktime_get() is.
762  *
763  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
764  */
765 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
766 {
767         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
768
769         return get_cpu_sleep_time_us(ts, &ts->iowait_sleeptime,
770                                      nr_iowait_cpu(cpu), last_update_time);
771 }
772 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
773
774 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
775 {
776         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
777         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
778
779         /* Forward the time to expire in the future */
780         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, TICK_NSEC);
781
782         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
783                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
784                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
785         } else {
786                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
787         }
788
789         /*
790          * Reset to make sure next tick stop doesn't get fooled by past
791          * cached clock deadline.
792          */
793         ts->next_tick = 0;
794 }
795
796 static inline bool local_timer_softirq_pending(void)
797 {
798         return local_softirq_pending() & BIT(TIMER_SOFTIRQ);
799 }
800
801 static ktime_t tick_nohz_next_event(struct tick_sched *ts, int cpu)
802 {
803         u64 basemono, next_tick, delta, expires;
804         unsigned long basejiff;
805         unsigned int seq;
806
807         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
808         do {
809                 seq = read_seqcount_begin(&jiffies_seq);
810                 basemono = last_jiffies_update;
811                 basejiff = jiffies;
812         } while (read_seqcount_retry(&jiffies_seq, seq));
813         ts->last_jiffies = basejiff;
814         ts->timer_expires_base = basemono;
815
816         /*
817          * Keep the periodic tick, when RCU, architecture or irq_work
818          * requests it.
819          * Aside of that check whether the local timer softirq is
820          * pending. If so its a bad idea to call get_next_timer_interrupt()
821          * because there is an already expired timer, so it will request
822          * immediate expiry, which rearms the hardware timer with a
823          * minimal delta which brings us back to this place
824          * immediately. Lather, rinse and repeat...
825          */
826         if (rcu_needs_cpu() || arch_needs_cpu() ||
827             irq_work_needs_cpu() || local_timer_softirq_pending()) {
828                 next_tick = basemono + TICK_NSEC;
829         } else {
830                 /*
831                  * Get the next pending timer. If high resolution
832                  * timers are enabled this only takes the timer wheel
833                  * timers into account. If high resolution timers are
834                  * disabled this also looks at the next expiring
835                  * hrtimer.
836                  */
837                 next_tick = get_next_timer_interrupt(basejiff, basemono);
838                 ts->next_timer = next_tick;
839         }
840
841         /*
842          * If the tick is due in the next period, keep it ticking or
843          * force prod the timer.
844          */
845         delta = next_tick - basemono;
846         if (delta <= (u64)TICK_NSEC) {
847                 /*
848                  * Tell the timer code that the base is not idle, i.e. undo
849                  * the effect of get_next_timer_interrupt():
850                  */
851                 timer_clear_idle();
852                 /*
853                  * We've not stopped the tick yet, and there's a timer in the
854                  * next period, so no point in stopping it either, bail.
855                  */
856                 if (!ts->tick_stopped) {
857                         ts->timer_expires = 0;
858                         goto out;
859                 }
860         }
861
862         /*
863          * If this CPU is the one which had the do_timer() duty last, we limit
864          * the sleep time to the timekeeping max_deferment value.
865          * Otherwise we can sleep as long as we want.
866          */
867         delta = timekeeping_max_deferment();
868         if (cpu != tick_do_timer_cpu &&
869             (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE || !ts->do_timer_last))
870                 delta = KTIME_MAX;
871
872         /* Calculate the next expiry time */
873         if (delta < (KTIME_MAX - basemono))
874                 expires = basemono + delta;
875         else
876                 expires = KTIME_MAX;
877
878         ts->timer_expires = min_t(u64, expires, next_tick);
879
880 out:
881         return ts->timer_expires;
882 }
883
884 static void tick_nohz_stop_tick(struct tick_sched *ts, int cpu)
885 {
886         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
887         u64 basemono = ts->timer_expires_base;
888         u64 expires = ts->timer_expires;
889         ktime_t tick = expires;
890
891         /* Make sure we won't be trying to stop it twice in a row. */
892         ts->timer_expires_base = 0;
893
894         /*
895          * If this CPU is the one which updates jiffies, then give up
896          * the assignment and let it be taken by the CPU which runs
897          * the tick timer next, which might be this CPU as well. If we
898          * don't drop this here the jiffies might be stale and
899          * do_timer() never invoked. Keep track of the fact that it
900          * was the one which had the do_timer() duty last.
901          */
902         if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
903                 tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
904                 ts->do_timer_last = 1;
905         } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
906                 ts->do_timer_last = 0;
907         }
908
909         /* Skip reprogram of event if its not changed */
910         if (ts->tick_stopped && (expires == ts->next_tick)) {
911                 /* Sanity check: make sure clockevent is actually programmed */
912                 if (tick == KTIME_MAX || ts->next_tick == hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer))
913                         return;
914
915                 WARN_ON_ONCE(1);
916                 printk_once("basemono: %llu ts->next_tick: %llu dev->next_event: %llu timer->active: %d timer->expires: %llu\n",
917                             basemono, ts->next_tick, dev->next_event,
918                             hrtimer_active(&ts->sched_timer), hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer));
919         }
920
921         /*
922          * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
923          * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
924          * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
925          * first call we save the current tick time, so we can restart
926          * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
927          */
928         if (!ts->tick_stopped) {
929                 calc_load_nohz_start();
930                 quiet_vmstat();
931
932                 ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
933                 ts->tick_stopped = 1;
934                 trace_tick_stop(1, TICK_DEP_MASK_NONE);
935         }
936
937         ts->next_tick = tick;
938
939         /*
940          * If the expiration time == KTIME_MAX, then we simply stop
941          * the tick timer.
942          */
943         if (unlikely(expires == KTIME_MAX)) {
944                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
945                         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
946                 else
947                         tick_program_event(KTIME_MAX, 1);
948                 return;
949         }
950
951         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
952                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, tick,
953                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
954         } else {
955                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick);
956                 tick_program_event(tick, 1);
957         }
958 }
959
960 static void tick_nohz_retain_tick(struct tick_sched *ts)
961 {
962         ts->timer_expires_base = 0;
963 }
964
965 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
966 static void tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts, int cpu)
967 {
968         if (tick_nohz_next_event(ts, cpu))
969                 tick_nohz_stop_tick(ts, cpu);
970         else
971                 tick_nohz_retain_tick(ts);
972 }
973 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
974
975 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
976 {
977         /* Update jiffies first */
978         tick_do_update_jiffies64(now);
979
980         /*
981          * Clear the timer idle flag, so we avoid IPIs on remote queueing and
982          * the clock forward checks in the enqueue path:
983          */
984         timer_clear_idle();
985
986         calc_load_nohz_stop();
987         touch_softlockup_watchdog_sched();
988         /*
989          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
990          */
991         ts->tick_stopped  = 0;
992         tick_nohz_restart(ts, now);
993 }
994
995 static void __tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts,
996                                          ktime_t now)
997 {
998 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
999         int cpu = smp_processor_id();
1000
1001         if (can_stop_full_tick(cpu, ts))
1002                 tick_nohz_stop_sched_tick(ts, cpu);
1003         else if (ts->tick_stopped)
1004                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1005 #endif
1006 }
1007
1008 static void tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts)
1009 {
1010         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
1011                 return;
1012
1013         if (!ts->tick_stopped && ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)
1014                 return;
1015
1016         __tick_nohz_full_update_tick(ts, ktime_get());
1017 }
1018
1019 /*
1020  * A pending softirq outside an IRQ (or softirq disabled section) context
1021  * should be waiting for ksoftirqd to handle it. Therefore we shouldn't
1022  * reach here due to the need_resched() early check in can_stop_idle_tick().
1023  *
1024  * However if we are between CPUHP_AP_SMPBOOT_THREADS and CPU_TEARDOWN_CPU on the
1025  * cpu_down() process, softirqs can still be raised while ksoftirqd is parked,
1026  * triggering the below since wakep_softirqd() is ignored.
1027  *
1028  */
1029 static bool report_idle_softirq(void)
1030 {
1031         static int ratelimit;
1032         unsigned int pending = local_softirq_pending();
1033
1034         if (likely(!pending))
1035                 return false;
1036
1037         /* Some softirqs claim to be safe against hotplug and ksoftirqd parking */
1038         if (!cpu_active(smp_processor_id())) {
1039                 pending &= ~SOFTIRQ_HOTPLUG_SAFE_MASK;
1040                 if (!pending)
1041                         return false;
1042         }
1043
1044         if (ratelimit >= 10)
1045                 return false;
1046
1047         /* On RT, softirqs handling may be waiting on some lock */
1048         if (local_bh_blocked())
1049                 return false;
1050
1051         pr_warn("NOHZ tick-stop error: local softirq work is pending, handler #%02x!!!\n",
1052                 pending);
1053         ratelimit++;
1054
1055         return true;
1056 }
1057
1058 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
1059 {
1060         /*
1061          * If this CPU is offline and it is the one which updates
1062          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
1063          * the CPU which runs the tick timer next. If we don't drop
1064          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
1065          * invoked.
1066          */
1067         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
1068                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
1069                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
1070                 /*
1071                  * Make sure the CPU doesn't get fooled by obsolete tick
1072                  * deadline if it comes back online later.
1073                  */
1074                 ts->next_tick = 0;
1075                 return false;
1076         }
1077
1078         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
1079                 return false;
1080
1081         if (need_resched())
1082                 return false;
1083
1084         if (unlikely(report_idle_softirq()))
1085                 return false;
1086
1087         if (tick_nohz_full_enabled()) {
1088                 /*
1089                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
1090                  * if there are full dynticks CPUs around
1091                  */
1092                 if (tick_do_timer_cpu == cpu)
1093                         return false;
1094
1095                 /* Should not happen for nohz-full */
1096                 if (WARN_ON_ONCE(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
1097                         return false;
1098         }
1099
1100         return true;
1101 }
1102
1103 /**
1104  * tick_nohz_idle_stop_tick - stop the idle tick from the idle task
1105  *
1106  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
1107  */
1108 void tick_nohz_idle_stop_tick(void)
1109 {
1110         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1111         int cpu = smp_processor_id();
1112         ktime_t expires;
1113
1114         /*
1115          * If tick_nohz_get_sleep_length() ran tick_nohz_next_event(), the
1116          * tick timer expiration time is known already.
1117          */
1118         if (ts->timer_expires_base)
1119                 expires = ts->timer_expires;
1120         else if (can_stop_idle_tick(cpu, ts))
1121                 expires = tick_nohz_next_event(ts, cpu);
1122         else
1123                 return;
1124
1125         ts->idle_calls++;
1126
1127         if (expires > 0LL) {
1128                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
1129
1130                 tick_nohz_stop_tick(ts, cpu);
1131
1132                 ts->idle_sleeps++;
1133                 ts->idle_expires = expires;
1134
1135                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped) {
1136                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
1137                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
1138                 }
1139         } else {
1140                 tick_nohz_retain_tick(ts);
1141         }
1142 }
1143
1144 void tick_nohz_idle_retain_tick(void)
1145 {
1146         tick_nohz_retain_tick(this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched));
1147         /*
1148          * Undo the effect of get_next_timer_interrupt() called from
1149          * tick_nohz_next_event().
1150          */
1151         timer_clear_idle();
1152 }
1153
1154 /**
1155  * tick_nohz_idle_enter - prepare for entering idle on the current CPU
1156  *
1157  * Called when we start the idle loop.
1158  */
1159 void tick_nohz_idle_enter(void)
1160 {
1161         struct tick_sched *ts;
1162
1163         lockdep_assert_irqs_enabled();
1164
1165         local_irq_disable();
1166
1167         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1168
1169         WARN_ON_ONCE(ts->timer_expires_base);
1170
1171         ts->inidle = 1;
1172         tick_nohz_start_idle(ts);
1173
1174         local_irq_enable();
1175 }
1176
1177 /**
1178  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
1179  *
1180  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
1181  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
1182  * an RCU callback, etc...
1183  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
1184  */
1185 void tick_nohz_irq_exit(void)
1186 {
1187         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1188
1189         if (ts->inidle)
1190                 tick_nohz_start_idle(ts);
1191         else
1192                 tick_nohz_full_update_tick(ts);
1193 }
1194
1195 /**
1196  * tick_nohz_idle_got_tick - Check whether or not the tick handler has run
1197  */
1198 bool tick_nohz_idle_got_tick(void)
1199 {
1200         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1201
1202         if (ts->got_idle_tick) {
1203                 ts->got_idle_tick = 0;
1204                 return true;
1205         }
1206         return false;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * tick_nohz_get_next_hrtimer - return the next expiration time for the hrtimer
1211  * or the tick, whatever that expires first. Note that, if the tick has been
1212  * stopped, it returns the next hrtimer.
1213  *
1214  * Called from power state control code with interrupts disabled
1215  */
1216 ktime_t tick_nohz_get_next_hrtimer(void)
1217 {
1218         return __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev)->next_event;
1219 }
1220
1221 /**
1222  * tick_nohz_get_sleep_length - return the expected length of the current sleep
1223  * @delta_next: duration until the next event if the tick cannot be stopped
1224  *
1225  * Called from power state control code with interrupts disabled.
1226  *
1227  * The return value of this function and/or the value returned by it through the
1228  * @delta_next pointer can be negative which must be taken into account by its
1229  * callers.
1230  */
1231 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(ktime_t *delta_next)
1232 {
1233         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
1234         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1235         int cpu = smp_processor_id();
1236         /*
1237          * The idle entry time is expected to be a sufficient approximation of
1238          * the current time at this point.
1239          */
1240         ktime_t now = ts->idle_entrytime;
1241         ktime_t next_event;
1242
1243         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
1244
1245         *delta_next = ktime_sub(dev->next_event, now);
1246
1247         if (!can_stop_idle_tick(cpu, ts))
1248                 return *delta_next;
1249
1250         next_event = tick_nohz_next_event(ts, cpu);
1251         if (!next_event)
1252                 return *delta_next;
1253
1254         /*
1255          * If the next highres timer to expire is earlier than next_event, the
1256          * idle governor needs to know that.
1257          */
1258         next_event = min_t(u64, next_event,
1259                            hrtimer_next_event_without(&ts->sched_timer));
1260
1261         return ktime_sub(next_event, now);
1262 }
1263
1264 /**
1265  * tick_nohz_get_idle_calls_cpu - return the current idle calls counter value
1266  * for a particular CPU.
1267  *
1268  * Called from the schedutil frequency scaling governor in scheduler context.
1269  */
1270 unsigned long tick_nohz_get_idle_calls_cpu(int cpu)
1271 {
1272         struct tick_sched *ts = tick_get_tick_sched(cpu);
1273
1274         return ts->idle_calls;
1275 }
1276
1277 /**
1278  * tick_nohz_get_idle_calls - return the current idle calls counter value
1279  *
1280  * Called from the schedutil frequency scaling governor in scheduler context.
1281  */
1282 unsigned long tick_nohz_get_idle_calls(void)
1283 {
1284         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1285
1286         return ts->idle_calls;
1287 }
1288
1289 static void tick_nohz_account_idle_time(struct tick_sched *ts,
1290                                         ktime_t now)
1291 {
1292         unsigned long ticks;
1293
1294         ts->idle_exittime = now;
1295
1296         if (vtime_accounting_enabled_this_cpu())
1297                 return;
1298         /*
1299          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
1300          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
1301          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
1302          */
1303         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
1304         /*
1305          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
1306          */
1307         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
1308                 account_idle_ticks(ticks);
1309 }
1310
1311 void tick_nohz_idle_restart_tick(void)
1312 {
1313         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1314
1315         if (ts->tick_stopped) {
1316                 ktime_t now = ktime_get();
1317                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1318                 tick_nohz_account_idle_time(ts, now);
1319         }
1320 }
1321
1322 static void tick_nohz_idle_update_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
1323 {
1324         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
1325                 __tick_nohz_full_update_tick(ts, now);
1326         else
1327                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1328
1329         tick_nohz_account_idle_time(ts, now);
1330 }
1331
1332 /**
1333  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
1334  *
1335  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
1336  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
1337  * can use RCU again after this function is called.
1338  */
1339 void tick_nohz_idle_exit(void)
1340 {
1341         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1342         bool idle_active, tick_stopped;
1343         ktime_t now;
1344
1345         local_irq_disable();
1346
1347         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
1348         WARN_ON_ONCE(ts->timer_expires_base);
1349
1350         ts->inidle = 0;
1351         idle_active = ts->idle_active;
1352         tick_stopped = ts->tick_stopped;
1353
1354         if (idle_active || tick_stopped)
1355                 now = ktime_get();
1356
1357         if (idle_active)
1358                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1359
1360         if (tick_stopped)
1361                 tick_nohz_idle_update_tick(ts, now);
1362
1363         local_irq_enable();
1364 }
1365
1366 /*
1367  * The nohz low res interrupt handler
1368  */
1369 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
1370 {
1371         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1372         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1373         ktime_t now = ktime_get();
1374
1375         dev->next_event = KTIME_MAX;
1376
1377         tick_sched_do_timer(ts, now);
1378         tick_sched_handle(ts, regs);
1379
1380         if (unlikely(ts->tick_stopped)) {
1381                 /*
1382                  * The clockevent device is not reprogrammed, so change the
1383                  * clock event device to ONESHOT_STOPPED to avoid spurious
1384                  * interrupts on devices which might not be truly one shot.
1385                  */
1386                 tick_program_event(KTIME_MAX, 1);
1387                 return;
1388         }
1389
1390         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, TICK_NSEC);
1391         tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1392 }
1393
1394 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode)
1395 {
1396         if (!tick_nohz_enabled)
1397                 return;
1398         ts->nohz_mode = mode;
1399         /* One update is enough */
1400         if (!test_and_set_bit(0, &tick_nohz_active))
1401                 timers_update_nohz();
1402 }
1403
1404 /**
1405  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
1406  */
1407 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
1408 {
1409         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1410         ktime_t next;
1411
1412         if (!tick_nohz_enabled)
1413                 return;
1414
1415         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler))
1416                 return;
1417
1418         /*
1419          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
1420          * hrtimer_forward with the highres code.
1421          */
1422         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1423         /* Get the next period */
1424         next = tick_init_jiffy_update();
1425
1426         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
1427         hrtimer_forward_now(&ts->sched_timer, TICK_NSEC);
1428         tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1429         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_LOWRES);
1430 }
1431
1432 static inline void tick_nohz_irq_enter(void)
1433 {
1434         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1435         ktime_t now;
1436
1437         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
1438                 return;
1439         now = ktime_get();
1440         if (ts->idle_active)
1441                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1442         /*
1443          * If all CPUs are idle. We may need to update a stale jiffies value.
1444          * Note nohz_full is a special case: a timekeeper is guaranteed to stay
1445          * alive but it might be busy looping with interrupts disabled in some
1446          * rare case (typically stop machine). So we must make sure we have a
1447          * last resort.
1448          */
1449         if (ts->tick_stopped)
1450                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1451 }
1452
1453 #else
1454
1455 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1456 static inline void tick_nohz_irq_enter(void) { }
1457 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode) { }
1458
1459 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1460
1461 /*
1462  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
1463  */
1464 void tick_irq_enter(void)
1465 {
1466         tick_check_oneshot_broadcast_this_cpu();
1467         tick_nohz_irq_enter();
1468 }
1469
1470 /*
1471  * High resolution timer specific code
1472  */
1473 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1474 /*
1475  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
1476  * Called with interrupts disabled.
1477  */
1478 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
1479 {
1480         struct tick_sched *ts =
1481                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
1482         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1483         ktime_t now = ktime_get();
1484
1485         tick_sched_do_timer(ts, now);
1486
1487         /*
1488          * Do not call, when we are not in irq context and have
1489          * no valid regs pointer
1490          */
1491         if (regs)
1492                 tick_sched_handle(ts, regs);
1493         else
1494                 ts->next_tick = 0;
1495
1496         /* No need to reprogram if we are in idle or full dynticks mode */
1497         if (unlikely(ts->tick_stopped))
1498                 return HRTIMER_NORESTART;
1499
1500         hrtimer_forward(timer, now, TICK_NSEC);
1501
1502         return HRTIMER_RESTART;
1503 }
1504
1505 static int sched_skew_tick;
1506
1507 static int __init skew_tick(char *str)
1508 {
1509         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1510
1511         return 0;
1512 }
1513 early_param("skew_tick", skew_tick);
1514
1515 /**
1516  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1517  */
1518 void tick_setup_sched_timer(void)
1519 {
1520         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1521         ktime_t now = ktime_get();
1522
1523         /*
1524          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
1525          */
1526         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1527         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
1528
1529         /* Get the next period (per-CPU) */
1530         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1531
1532         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
1533         if (sched_skew_tick) {
1534                 u64 offset = TICK_NSEC >> 1;
1535                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1536                 offset *= smp_processor_id();
1537                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1538         }
1539
1540         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, TICK_NSEC);
1541         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
1542         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_HIGHRES);
1543 }
1544 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
1545
1546 #if defined CONFIG_NO_HZ_COMMON || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1547 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
1548 {
1549         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1550
1551 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1552         if (ts->sched_timer.base)
1553                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1554 # endif
1555
1556         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1557 }
1558 #endif
1559
1560 /*
1561  * Async notification about clocksource changes
1562  */
1563 void tick_clock_notify(void)
1564 {
1565         int cpu;
1566
1567         for_each_possible_cpu(cpu)
1568                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Async notification about clock event changes
1573  */
1574 void tick_oneshot_notify(void)
1575 {
1576         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1577
1578         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
1583  *
1584  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
1585  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
1586  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1587  * or runtime). Called with interrupts disabled.
1588  */
1589 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1590 {
1591         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1592
1593         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1594                 return 0;
1595
1596         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1597                 return 0;
1598
1599         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1600                 return 0;
1601
1602         if (!allow_nohz)
1603                 return 1;
1604
1605         tick_nohz_switch_to_nohz();
1606         return 0;
1607 }