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