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, ktime_t now)
 275 {
 276         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
 277         ktime_t last_update, expires;
 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         /*
 286          * If this cpu is offline and it is the one which updates
 287          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
 288          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
 289          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
 290          * invoked.
 291          */
 292         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
 293                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 294                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 295         }
 296
 297         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 298                 return;
 299
 300         if (need_resched())
 301                 return;
 302
 303         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
 304                 static int ratelimit;
 305
 306                 if (ratelimit < 10) {
 307                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 308                                (unsigned int) local_softirq_pending());
 309                         ratelimit++;
 310                 }
 311                 return;
 312         }
 313
 314         ts->idle_calls++;
 315         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 316         do {
 317                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 318                 last_update = last_jiffies_update;
 319                 last_jiffies = jiffies;
 320                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
 321         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 322
 323         if (rcu_needs_cpu(cpu) || printk_needs_cpu(cpu) ||
 324             arch_needs_cpu(cpu)) {
 325                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
 326                 delta_jiffies = 1;
 327         } else {
 328                 /* Get the next timer wheel timer */
 329                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 330                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 331         }
 332         /*
 333          * Do not stop the tick, if we are only one off
 334          * or if the cpu is required for rcu
 335          */
 336         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 337                 goto out;
 338
 339         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 340         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 341
 342                 /*
 343                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 344                  * give up the assignment and let it be taken by the
 345                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 346                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 347                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 348                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
 349                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
 350                  * the one which had the do_timer() duty last, we
 351                  * limit the sleep time to the timekeeping
 352                  * max_deferement value which we retrieved
 353                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
 354                  */
 355                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
 356                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
 357                         ts->do_timer_last = 1;
 358                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
 359                         time_delta = KTIME_MAX;
 360                         ts->do_timer_last = 0;
 361                 } else if (!ts->do_timer_last) {
 362                         time_delta = KTIME_MAX;
 363                 }
 364
 365                 /*
 366                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 367                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
 368                  * that there is no timer pending or at least extremely
 369                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
 370                  * case we set the expiry to the end of time.
 371                  */
 372                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
 373                         /*
 374                          * Calculate the time delta for the next timer event.
 375                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
 376                          * permitted by the current clocksource then adjust
 377                          * the time delta accordingly to ensure the
 378                          * clocksource does not wrap.
 379                          */
 380                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
 381                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
 382                 }
 383
 384                 if (time_delta < KTIME_MAX)
 385                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
 386                 else
 387                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
 388
 389                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
 390                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
 391                         goto out;
 392
 393                 /*
 394                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 395                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 396                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 397                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 398                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 399                  */
 400                 if (!ts->tick_stopped) {
 401                         select_nohz_load_balancer(1);
 402
 403                         ts->idle_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
 404                         ts->tick_stopped = 1;
 405                 }
 406
 407                 ts->idle_sleeps++;
 408
 409                 /* Mark expires */
 410                 ts->idle_expires = expires;
 411
 412                 /*
 413                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
 414                  * in this case we simply stop the tick timer.
 415                  */
 416                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
 417                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
 418                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 419                         goto out;
 420                 }
 421
 422                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 423                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 424                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 425                         /* Check, if the timer was already in the past */
 426                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 427                                 goto out;
 428                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
 429                                 goto out;
 430                 /*
 431                  * We are past the event already. So we crossed a
 432                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 433                  * softirq.
 434                  */
 435                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 436         }
 437         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 438 out:
 439         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 440         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 441         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
 442 }
 443
 444 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
 445 {
 446         ktime_t now;
 447         int was_stopped = ts->tick_stopped;
 448
 449         now = tick_nohz_start_idle(smp_processor_id(), ts);
 450         tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now);
 451
 452         if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
 453                 ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
 454 }
 455
 456 /**
 457  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
 458  *
 459  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 460  * Called when we start the idle loop.
 461  *
 462  * The arch is responsible of calling:
 463  *
 464  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
 465  *  to sleep.
 466  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
 467  */
 468 void tick_nohz_idle_enter(void)
 469 {
 470         struct tick_sched *ts;
 471
 472         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
 473
 474         /*
 475          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
 476          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
 477          * State will be updated to busy during the first busy tick after
 478          * exiting idle.
 479          */
 480         set_cpu_sd_state_idle();
 481
 482         local_irq_disable();
 483
 484         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 485         /*
 486          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
 487          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
 488          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
 489          */
 490         ts->inidle = 1;
 491         __tick_nohz_idle_enter(ts);
 492
 493         local_irq_enable();
 494 }
 495
 496 /**
 497  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
 498  *
 499  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
 500  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
 501  * an RCU callback, etc...
 502  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
 503  */
 504 void tick_nohz_irq_exit(void)
 505 {
 506         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 507
 508         if (!ts->inidle)
 509                 return;
 510
 511         __tick_nohz_idle_enter(ts);
 512 }
 513
 514 /**
 515  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
 516  *
 517  * Called from power state control code with interrupts disabled
 518  */
 519 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
 520 {
 521         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 522
 523         return ts->sleep_length;
 524 }
 525
 526 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 527 {
 528         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 529         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->idle_tick);
 530
 531         while (1) {
 532                 /* Forward the time to expire in the future */
 533                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 534
 535                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 536                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 537                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 538                         /* Check, if the timer was already in the past */
 539                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 540                                 break;
 541                 } else {
 542                         if (!tick_program_event(
 543                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
 544                                 break;
 545                 }
 546                 /* Reread time and update jiffies */
 547                 now = ktime_get();
 548                 tick_do_update_jiffies64(now);
 549         }
 550 }
 551
 552 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 553 {
 554         /* Update jiffies first */
 555         select_nohz_load_balancer(0);
 556         tick_do_update_jiffies64(now);
 557         update_cpu_load_nohz();
 558
 559         touch_softlockup_watchdog();
 560         /*
 561          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 562          */
 563         ts->tick_stopped  = 0;
 564         ts->idle_exittime = now;
 565
 566         tick_nohz_restart(ts, now);
 567 }
 568
 569 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
 570 {
 571 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 572         unsigned long ticks;
 573         /*
 574          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 575          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 576          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 577          */
 578         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 579         /*
 580          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 581          */
 582         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
 583                 account_idle_ticks(ticks);
 584 #endif
 585 }
 586
 587 /**
 588  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
 589  *
 590  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 591  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
 592  * can use RCU again after this function is called.
 593  */
 594 void tick_nohz_idle_exit(void)
 595 {
 596         int cpu = smp_processor_id();
 597         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 598         ktime_t now;
 599
 600         local_irq_disable();
 601
 602         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
 603
 604         ts->inidle = 0;
 605
 606         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
 607                 now = ktime_get();
 608
 609         if (ts->idle_active)
 610                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 611
 612         if (ts->tick_stopped) {
 613                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
 614                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
 615         }
 616
 617         local_irq_enable();
 618 }
 619
 620 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 621 {
 622         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 623         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
 624 }
 625
 626 /*
 627  * The nohz low res interrupt handler
 628  */
 629 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 630 {
 631         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 632         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 633         int cpu = smp_processor_id();
 634         ktime_t now = ktime_get();
 635
 636         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 637
 638         /*
 639          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 640          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 641          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 642          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 643          * xtime_lock.
 644          */
 645         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 646                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 647
 648         /* Check, if the jiffies need an update */
 649         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 650                 tick_do_update_jiffies64(now);
 651
 652         /*
 653          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 654          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 655          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 656          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 657          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 658          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 659          */
 660         if (ts->tick_stopped) {
 661                 touch_softlockup_watchdog();
 662                 ts->idle_jiffies++;
 663         }
 664
 665         update_process_times(user_mode(regs));
 666         profile_tick(CPU_PROFILING);
 667
 668         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 669                 now = ktime_get();
 670                 tick_do_update_jiffies64(now);
 671         }
 672 }
 673
 674 /**
 675  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 676  */
 677 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 678 {
 679         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 680         ktime_t next;
 681
 682         if (!tick_nohz_enabled)
 683                 return;
 684
 685         local_irq_disable();
 686         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 687                 local_irq_enable();
 688                 return;
 689         }
 690
 691         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 692
 693         /*
 694          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 695          * hrtimer_forward with the highres code.
 696          */
 697         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 698         /* Get the next period */
 699         next = tick_init_jiffy_update();
 700
 701         for (;;) {
 702                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
 703                 if (!tick_program_event(next, 0))
 704                         break;
 705                 next = ktime_add(next, tick_period);
 706         }
 707         local_irq_enable();
 708 }
 709
 710 /*
 711  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
 712  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
 713  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
 714  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
 715  * the first place.
 716  *
 717  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
 718  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
 719  * when idle is left.
 720  */
 721 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
 722 {
 723 #if 0
 724         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
 725
 726         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 727         ktime_t delta;
 728
 729         /*
 730          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
 731          * already reached or less/equal than the tick period.
 732          */
 733         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
 734         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
 735                 return;
 736
 737         tick_nohz_restart(ts, now);
 738 #endif
 739 }
 740
 741 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
 742 {
 743         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 744         ktime_t now;
 745
 746         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
 747                 return;
 748         now = ktime_get();
 749         if (ts->idle_active)
 750                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
 751         if (ts->tick_stopped) {
 752                 tick_nohz_update_jiffies(now);
 753                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
 754         }
 755 }
 756
 757 #else
 758
 759 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 760 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
 761
 762 #endif /* NO_HZ */
 763
 764 /*
 765  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
 766  */
 767 void tick_check_idle(int cpu)
 768 {
 769         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
 770         tick_check_nohz(cpu);
 771 }
 772
 773 /*
 774  * High resolution timer specific code
 775  */
 776 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 777 /*
 778  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
 779  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 780  */
 781 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 782 {
 783         struct tick_sched *ts =
 784                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 785         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 786         ktime_t now = ktime_get();
 787         int cpu = smp_processor_id();
 788
 789 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 790         /*
 791          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 792          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 793          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 794          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 795          * xtime_lock.
 796          */
 797         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
 798                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 799 #endif
 800
 801         /* Check, if the jiffies need an update */
 802         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 803                 tick_do_update_jiffies64(now);
 804
 805         /*
 806          * Do not call, when we are not in irq context and have
 807          * no valid regs pointer
 808          */
 809         if (regs) {
 810                 /*
 811                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 812                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 813                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 814                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 815                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 816                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 817                  */
 818                 if (ts->tick_stopped) {
 819                         touch_softlockup_watchdog();
 820                         if (idle_cpu(cpu))
 821                                 ts->idle_jiffies++;
 822                 }
 823                 update_process_times(user_mode(regs));
 824                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 825         }
 826
 827         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 828
 829         return HRTIMER_RESTART;
 830 }
 831
 832 static int sched_skew_tick;
 833
 834 static int __init skew_tick(char *str)
 835 {
 836         get_option(&str, &sched_skew_tick);
 837
 838         return 0;
 839 }
 840 early_param("skew_tick", skew_tick);
 841
 842 /**
 843  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 844  */
 845 void tick_setup_sched_timer(void)
 846 {
 847         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 848         ktime_t now = ktime_get();
 849
 850         /*
 851          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 852          */
 853         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 854         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 855
 856         /* Get the next period (per cpu) */
 857         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
 858
 859         /* Offset the tick to avert xtime_lock contention. */
 860         if (sched_skew_tick) {
 861                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
 862                 do_div(offset, num_possible_cpus());
 863                 offset *= smp_processor_id();
 864                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
 865         }
 866
 867         for (;;) {
 868                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 869                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
 870                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
 871                 /* Check, if the timer was already in the past */
 872                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 873                         break;
 874                 now = ktime_get();
 875         }
 876
 877 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 878         if (tick_nohz_enabled)
 879                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 880 #endif
 881 }
 882 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 883
 884 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 885 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 886 {
 887         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 888
 889 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 890         if (ts->sched_timer.base)
 891                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 892 # endif
 893
 894         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 895 }
 896 #endif
 897
 898 /**
 899  * Async notification about clocksource changes
 900  */
 901 void tick_clock_notify(void)
 902 {
 903         int cpu;
 904
 905         for_each_possible_cpu(cpu)
 906                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 907 }
 908
 909 /*
 910  * Async notification about clock event changes
 911  */
 912 void tick_oneshot_notify(void)
 913 {
 914         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 915
 916         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 917 }
 918
 919 /**
 920  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 921  *
 922  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 923  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 924  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 925  * or runtime).
 926  */
 927 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 928 {
 929         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 930
 931         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 932                 return 0;
 933
 934         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 935                 return 0;
 936
 937         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
 938                 return 0;
 939
 940         if (!allow_nohz)
 941                 return 1;
 942
 943         tick_nohz_switch_to_nohz();
 944         return 0;
 945 }