x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[cascardo/linux.git] / kernel / time / hrtimer.c
1 /*
2  *  linux/kernel/hrtimer.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  *  High-resolution kernel timers
9  *
10  *  In contrast to the low-resolution timeout API implemented in
11  *  kernel/timer.c, hrtimers provide finer resolution and accuracy
12  *  depending on system configuration and capabilities.
13  *
14  *  These timers are currently used for:
15  *   - itimers
16  *   - POSIX timers
17  *   - nanosleep
18  *   - precise in-kernel timing
19  *
20  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
21  *
22  *  Credits:
23  *      based on kernel/timer.c
24  *
25  *      Help, testing, suggestions, bugfixes, improvements were
26  *      provided by:
27  *
28  *      George Anzinger, Andrew Morton, Steven Rostedt, Roman Zippel
29  *      et. al.
30  *
31  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
32  */
33
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/export.h>
36 #include <linux/percpu.h>
37 #include <linux/hrtimer.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/syscalls.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/interrupt.h>
42 #include <linux/tick.h>
43 #include <linux/seq_file.h>
44 #include <linux/err.h>
45 #include <linux/debugobjects.h>
46 #include <linux/sched.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/timer.h>
51 #include <linux/freezer.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54
55 #include <trace/events/timer.h>
56
57 #include "tick-internal.h"
58
59 /*
60  * The timer bases:
61  *
62  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
63  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
64  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
65  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
66  */
67 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
68 {
69         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
70         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
71         .clock_base =
72         {
73                 {
74                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
75                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
76                         .get_time = &ktime_get,
77                 },
78                 {
79                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
80                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
81                         .get_time = &ktime_get_real,
82                 },
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
85                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
86                         .get_time = &ktime_get_boottime,
87                 },
88                 {
89                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
90                         .clockid = CLOCK_TAI,
91                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
92                 },
93         }
94 };
95
96 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
97         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
98         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
99         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
100         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
101 };
102
103 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
104 {
105         return hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
106 }
107
108 /*
109  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
110  * single place
111  */
112 #ifdef CONFIG_SMP
113
114 /*
115  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
116  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
117  * timer->base->cpu_base
118  */
119 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
120         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
121         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
122 };
123
124 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
125
126 /*
127  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
128  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
129  * locked, and the base itself is locked too.
130  *
131  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
132  * be found on the lists/queues.
133  *
134  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
135  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
136  * remains locked.
137  */
138 static
139 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
140                                              unsigned long *flags)
141 {
142         struct hrtimer_clock_base *base;
143
144         for (;;) {
145                 base = timer->base;
146                 if (likely(base != &migration_base)) {
147                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
148                         if (likely(base == timer->base))
149                                 return base;
150                         /* The timer has migrated to another CPU: */
151                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
152                 }
153                 cpu_relax();
154         }
155 }
156
157 /*
158  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
159  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
160  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
161  *
162  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
163  */
164 static int
165 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
166 {
167 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
168         ktime_t expires;
169
170         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
171                 return 0;
172
173         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
174         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
175 #else
176         return 0;
177 #endif
178 }
179
180 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
181 static inline
182 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
183                                          int pinned)
184 {
185         if (pinned || !base->migration_enabled)
186                 return base;
187         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
188 }
189 #else
190 static inline
191 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
192                                          int pinned)
193 {
194         return base;
195 }
196 #endif
197
198 /*
199  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
200  * if:
201  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
202  *      - timer migration is enabled
203  *      - the timer callback is not running
204  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
205  *
206  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
207  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
208  * the timer callback is currently running.
209  */
210 static inline struct hrtimer_clock_base *
211 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
212                     int pinned)
213 {
214         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
215         struct hrtimer_clock_base *new_base;
216         int basenum = base->index;
217
218         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
219         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
220 again:
221         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
222
223         if (base != new_base) {
224                 /*
225                  * We are trying to move timer to new_base.
226                  * However we can't change timer's base while it is running,
227                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
228                  * the event source in the high resolution case. The softirq
229                  * code will take care of this when the timer function has
230                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
231                  * the timer is enqueued.
232                  */
233                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
234                         return base;
235
236                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
237                 timer->base = &migration_base;
238                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
239                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
240
241                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
242                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
243                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
244                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
245                         new_cpu_base = this_cpu_base;
246                         timer->base = base;
247                         goto again;
248                 }
249                 timer->base = new_base;
250         } else {
251                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
252                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
253                         new_cpu_base = this_cpu_base;
254                         goto again;
255                 }
256         }
257         return new_base;
258 }
259
260 #else /* CONFIG_SMP */
261
262 static inline struct hrtimer_clock_base *
263 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
264 {
265         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
266
267         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
268
269         return base;
270 }
271
272 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
273
274 #endif  /* !CONFIG_SMP */
275
276 /*
277  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
278  * too large for inlining:
279  */
280 #if BITS_PER_LONG < 64
281 /*
282  * Divide a ktime value by a nanosecond value
283  */
284 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
285 {
286         int sft = 0;
287         s64 dclc;
288         u64 tmp;
289
290         dclc = ktime_to_ns(kt);
291         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
292
293         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
294         while (div >> 32) {
295                 sft++;
296                 div >>= 1;
297         }
298         tmp >>= sft;
299         do_div(tmp, (unsigned long) div);
300         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
301 }
302 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
303 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
304
305 /*
306  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
307  */
308 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
309 {
310         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
311
312         /*
313          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
314          * return to user space in a timespec:
315          */
316         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
317                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
318
319         return res;
320 }
321
322 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
323
324 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
325
326 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
327
328 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
329 {
330         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
331 }
332
333 /*
334  * fixup_init is called when:
335  * - an active object is initialized
336  */
337 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
338 {
339         struct hrtimer *timer = addr;
340
341         switch (state) {
342         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
343                 hrtimer_cancel(timer);
344                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
345                 return true;
346         default:
347                 return false;
348         }
349 }
350
351 /*
352  * fixup_activate is called when:
353  * - an active object is activated
354  * - an unknown non-static object is activated
355  */
356 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         switch (state) {
359         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
360                 WARN_ON(1);
361
362         default:
363                 return false;
364         }
365 }
366
367 /*
368  * fixup_free is called when:
369  * - an active object is freed
370  */
371 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
372 {
373         struct hrtimer *timer = addr;
374
375         switch (state) {
376         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
377                 hrtimer_cancel(timer);
378                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
379                 return true;
380         default:
381                 return false;
382         }
383 }
384
385 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
386         .name           = "hrtimer",
387         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
388         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
389         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
390         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
391 };
392
393 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
394 {
395         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
396 }
397
398 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
399 {
400         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
401 }
402
403 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
404 {
405         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
406 }
407
408 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
409 {
410         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
411 }
412
413 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
414                            enum hrtimer_mode mode);
415
416 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
417                            enum hrtimer_mode mode)
418 {
419         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
420         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
421 }
422 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
423
424 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
425 {
426         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
427 }
428 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
429
430 #else
431 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
432 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
433 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
434 #endif
435
436 static inline void
437 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
438            enum hrtimer_mode mode)
439 {
440         debug_hrtimer_init(timer);
441         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
442 }
443
444 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
445 {
446         debug_hrtimer_activate(timer);
447         trace_hrtimer_start(timer);
448 }
449
450 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
451 {
452         debug_hrtimer_deactivate(timer);
453         trace_hrtimer_cancel(timer);
454 }
455
456 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
457 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
458                                              struct hrtimer *timer)
459 {
460 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
461         cpu_base->next_timer = timer;
462 #endif
463 }
464
465 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
466 {
467         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
468         ktime_t expires, expires_next = { .tv64 = KTIME_MAX };
469         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
470
471         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
472         for (; active; base++, active >>= 1) {
473                 struct timerqueue_node *next;
474                 struct hrtimer *timer;
475
476                 if (!(active & 0x01))
477                         continue;
478
479                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
480                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
481                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
482                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64) {
483                         expires_next = expires;
484                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
485                 }
486         }
487         /*
488          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
489          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
490          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
491          */
492         if (expires_next.tv64 < 0)
493                 expires_next.tv64 = 0;
494         return expires_next;
495 }
496 #endif
497
498 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
499 {
500         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
501         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
502         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
503
504         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
505                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
506 }
507
508 /* High resolution timer related functions */
509 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
510
511 /*
512  * High resolution timer enabled ?
513  */
514 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
515 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
516 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
517
518 /*
519  * Enable / Disable high resolution mode
520  */
521 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
522 {
523         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
524 }
525
526 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
527
528 /*
529  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
530  */
531 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
532 {
533         return hrtimer_hres_enabled;
534 }
535
536 /*
537  * Is the high resolution mode active ?
538  */
539 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
540 {
541         return cpu_base->hres_active;
542 }
543
544 static inline int hrtimer_hres_active(void)
545 {
546         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
547 }
548
549 /*
550  * Reprogram the event source with checking both queues for the
551  * next event
552  * Called with interrupts disabled and base->lock held
553  */
554 static void
555 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
556 {
557         ktime_t expires_next;
558
559         if (!cpu_base->hres_active)
560                 return;
561
562         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
563
564         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
565                 return;
566
567         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
568
569         /*
570          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
571          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
572          * system to make progress. That also prevents the following
573          * scenario:
574          * T1 expires 50ms from now
575          * T2 expires 5s from now
576          *
577          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
578          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
579          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
580          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
581          * fires.
582          */
583         if (cpu_base->hang_detected)
584                 return;
585
586         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
587 }
588
589 /*
590  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
591  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
592  * which the clock event device was armed.
593  *
594  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
595  */
596 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
597                               struct hrtimer_clock_base *base)
598 {
599         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
600         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
601
602         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
603
604         /*
605          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
606          * the other cpus clock event device.
607          */
608         if (base->cpu_base != cpu_base)
609                 return;
610
611         /*
612          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
613          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
614          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
615          * context so we don't need an extra check for a running
616          * callback.
617          */
618         if (cpu_base->in_hrtirq)
619                 return;
620
621         /*
622          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
623          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
624          */
625         if (expires.tv64 < 0)
626                 expires.tv64 = 0;
627
628         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
629                 return;
630
631         /* Update the pointer to the next expiring timer */
632         cpu_base->next_timer = timer;
633
634         /*
635          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
636          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
637          * which we enforced in the hang detection. We want the system
638          * to make progress.
639          */
640         if (cpu_base->hang_detected)
641                 return;
642
643         /*
644          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
645          * events which are already in the past.
646          */
647         cpu_base->expires_next = expires;
648         tick_program_event(expires, 1);
649 }
650
651 /*
652  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
653  */
654 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
655 {
656         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
657         base->hres_active = 0;
658 }
659
660 /*
661  * Retrigger next event is called after clock was set
662  *
663  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
664  */
665 static void retrigger_next_event(void *arg)
666 {
667         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
668
669         if (!base->hres_active)
670                 return;
671
672         raw_spin_lock(&base->lock);
673         hrtimer_update_base(base);
674         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
675         raw_spin_unlock(&base->lock);
676 }
677
678 /*
679  * Switch to high resolution mode
680  */
681 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
682 {
683         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
684
685         if (tick_init_highres()) {
686                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
687                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
688                 return;
689         }
690         base->hres_active = 1;
691         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
692
693         tick_setup_sched_timer();
694         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
695         retrigger_next_event(NULL);
696 }
697
698 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
699 {
700         clock_was_set();
701 }
702
703 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
704
705 /*
706  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
707  * interrupt device on all cpus.
708  */
709 void clock_was_set_delayed(void)
710 {
711         schedule_work(&hrtimer_work);
712 }
713
714 #else
715
716 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
717 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
718 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
719 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
720 static inline void
721 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
722 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
723                                     struct hrtimer_clock_base *base)
724 {
725         return 0;
726 }
727 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
728 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
729
730 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
731
732 /*
733  * Clock realtime was set
734  *
735  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
736  * clock.
737  *
738  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
739  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
740  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
741  * call the high resolution interrupt code.
742  */
743 void clock_was_set(void)
744 {
745 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
746         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
747         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
748 #endif
749         timerfd_clock_was_set();
750 }
751
752 /*
753  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
754  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
755  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
756  * must be deferred.
757  */
758 void hrtimers_resume(void)
759 {
760         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
761                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
762
763         /* Retrigger on the local CPU */
764         retrigger_next_event(NULL);
765         /* And schedule a retrigger for all others */
766         clock_was_set_delayed();
767 }
768
769 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
770 {
771 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
772         if (timer->start_site)
773                 return;
774         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
775         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
776         timer->start_pid = current->pid;
777 #endif
778 }
779
780 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
781 {
782 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
783         timer->start_site = NULL;
784 #endif
785 }
786
787 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
788 {
789 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
790         if (likely(!timer_stats_active))
791                 return;
792         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
793                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
794 #endif
795 }
796
797 /*
798  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
799  */
800 static inline
801 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
802 {
803         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
804 }
805
806 /**
807  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
808  * @timer:      hrtimer to forward
809  * @now:        forward past this time
810  * @interval:   the interval to forward
811  *
812  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
813  * Returns the number of overruns.
814  *
815  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
816  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
817  * running the callback and the caller needs to take care of
818  * serialization.
819  *
820  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
821  * the timer.
822  */
823 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
824 {
825         u64 orun = 1;
826         ktime_t delta;
827
828         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
829
830         if (delta.tv64 < 0)
831                 return 0;
832
833         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
834                 return 0;
835
836         if (interval.tv64 < hrtimer_resolution)
837                 interval.tv64 = hrtimer_resolution;
838
839         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
840                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
841
842                 orun = ktime_divns(delta, incr);
843                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
844                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
845                         return orun;
846                 /*
847                  * This (and the ktime_add() below) is the
848                  * correction for exact:
849                  */
850                 orun++;
851         }
852         hrtimer_add_expires(timer, interval);
853
854         return orun;
855 }
856 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
857
858 /*
859  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
860  *
861  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
862  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
863  *
864  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
865  */
866 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
867                            struct hrtimer_clock_base *base)
868 {
869         debug_activate(timer);
870
871         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
872
873         timer->state = HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
874
875         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
876 }
877
878 /*
879  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
880  *
881  * Caller must hold the base lock.
882  *
883  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
884  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
885  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
886  * anyway (e.g. timer interrupt)
887  */
888 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
889                              struct hrtimer_clock_base *base,
890                              u8 newstate, int reprogram)
891 {
892         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
893         u8 state = timer->state;
894
895         timer->state = newstate;
896         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
897                 return;
898
899         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
900                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
901
902 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
903         /*
904          * Note: If reprogram is false we do not update
905          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
906          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
907          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
908          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
909          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
910          */
911         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
912                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
913 #endif
914 }
915
916 /*
917  * remove hrtimer, called with base lock held
918  */
919 static inline int
920 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
921 {
922         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
923                 u8 state = timer->state;
924                 int reprogram;
925
926                 /*
927                  * Remove the timer and force reprogramming when high
928                  * resolution mode is active and the timer is on the current
929                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
930                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
931                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
932                  * rare case and less expensive than a smp call.
933                  */
934                 debug_deactivate(timer);
935                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
936                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
937
938                 if (!restart)
939                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
940
941                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
942                 return 1;
943         }
944         return 0;
945 }
946
947 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
948                                             const enum hrtimer_mode mode)
949 {
950 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
951         /*
952          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
953          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
954          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
955          */
956         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
957         if (timer->is_rel)
958                 tim = ktime_add_safe(tim, ktime_set(0, hrtimer_resolution));
959 #endif
960         return tim;
961 }
962
963 /**
964  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
965  * @timer:      the timer to be added
966  * @tim:        expiry time
967  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
968  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
969  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
970  */
971 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
972                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
973 {
974         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
975         unsigned long flags;
976         int leftmost;
977
978         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
979
980         /* Remove an active timer from the queue: */
981         remove_hrtimer(timer, base, true);
982
983         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
984                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
985
986         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
987
988         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
989
990         /* Switch the timer base, if necessary: */
991         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
992
993         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
994
995         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
996         if (!leftmost)
997                 goto unlock;
998
999         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
1000                 /*
1001                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
1002                  * on dynticks target.
1003                  */
1004                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
1005                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
1006         } else {
1007                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
1008         }
1009 unlock:
1010         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1013
1014 /**
1015  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1016  * @timer:      hrtimer to stop
1017  *
1018  * Returns:
1019  *  0 when the timer was not active
1020  *  1 when the timer was active
1021  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1022  *    cannot be stopped
1023  */
1024 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1025 {
1026         struct hrtimer_clock_base *base;
1027         unsigned long flags;
1028         int ret = -1;
1029
1030         /*
1031          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1032          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1033          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1034          * so we can avoid taking it.
1035          */
1036         if (!hrtimer_active(timer))
1037                 return 0;
1038
1039         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1040
1041         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1042                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1043
1044         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1045
1046         return ret;
1047
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1050
1051 /**
1052  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1053  * @timer:      the timer to be cancelled
1054  *
1055  * Returns:
1056  *  0 when the timer was not active
1057  *  1 when the timer was active
1058  */
1059 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1060 {
1061         for (;;) {
1062                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1063
1064                 if (ret >= 0)
1065                         return ret;
1066                 cpu_relax();
1067         }
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1070
1071 /**
1072  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1073  * @timer:      the timer to read
1074  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1075  */
1076 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1077 {
1078         unsigned long flags;
1079         ktime_t rem;
1080
1081         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1082         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1083                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1084         else
1085                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1086         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1087
1088         return rem;
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1091
1092 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1093 /**
1094  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1095  *
1096  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1097  */
1098 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1099 {
1100         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1101         u64 expires = KTIME_MAX;
1102         unsigned long flags;
1103
1104         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1105
1106         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1107                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base).tv64;
1108
1109         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1110
1111         return expires;
1112 }
1113 #endif
1114
1115 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1116                            enum hrtimer_mode mode)
1117 {
1118         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1119         int base;
1120
1121         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1122
1123         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1124
1125         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1126                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1127
1128         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1129         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1130         timerqueue_init(&timer->node);
1131
1132 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1133         timer->start_site = NULL;
1134         timer->start_pid = -1;
1135         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1136 #endif
1137 }
1138
1139 /**
1140  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1141  * @timer:      the timer to be initialized
1142  * @clock_id:   the clock to be used
1143  * @mode:       timer mode abs/rel
1144  */
1145 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1146                   enum hrtimer_mode mode)
1147 {
1148         debug_init(timer, clock_id, mode);
1149         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1152
1153 /*
1154  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1155  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1156  * to another cpu.
1157  *
1158  * It is important for this function to not return a false negative.
1159  */
1160 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1161 {
1162         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1163         unsigned int seq;
1164
1165         do {
1166                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1167                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1168
1169                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1170                     cpu_base->running == timer)
1171                         return true;
1172
1173         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1174                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1175
1176         return false;
1177 }
1178 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1179
1180 /*
1181  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1182  * distinct sections:
1183  *
1184  *  - queued:   the timer is queued
1185  *  - callback: the timer is being ran
1186  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1187  *
1188  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1189  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1190  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1191  * insufficient for that.
1192  *
1193  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1194  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1195  * __run_hrtimer() invocations.
1196  */
1197
1198 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1199                           struct hrtimer_clock_base *base,
1200                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1201 {
1202         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1203         int restart;
1204
1205         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1206
1207         debug_deactivate(timer);
1208         cpu_base->running = timer;
1209
1210         /*
1211          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1212          *
1213          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1214          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1215          * timer->state == INACTIVE.
1216          */
1217         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1218
1219         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1220         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1221         fn = timer->function;
1222
1223         /*
1224          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1225          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1226          * timer. If its not restarted it does not matter.
1227          */
1228         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1229                 timer->is_rel = false;
1230
1231         /*
1232          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1233          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1234          * the timer base.
1235          */
1236         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1237         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1238         restart = fn(timer);
1239         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1240         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1241
1242         /*
1243          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1244          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1245          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1246          *
1247          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1248          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1249          * for us already.
1250          */
1251         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1252             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1253                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1254
1255         /*
1256          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1257          *
1258          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1259          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1260          * timer->state == INACTIVE.
1261          */
1262         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1263
1264         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1265         cpu_base->running = NULL;
1266 }
1267
1268 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1269 {
1270         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1271         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1272
1273         for (; active; base++, active >>= 1) {
1274                 struct timerqueue_node *node;
1275                 ktime_t basenow;
1276
1277                 if (!(active & 0x01))
1278                         continue;
1279
1280                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1281
1282                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1283                         struct hrtimer *timer;
1284
1285                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1286
1287                         /*
1288                          * The immediate goal for using the softexpires is
1289                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1290                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1291                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1292                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1293                          * overlapping intervals and instead use the simple
1294                          * BST we already have.
1295                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1296                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1297                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1298                          */
1299                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1300                                 break;
1301
1302                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1303                 }
1304         }
1305 }
1306
1307 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1308
1309 /*
1310  * High resolution timer interrupt
1311  * Called with interrupts disabled
1312  */
1313 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1314 {
1315         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1316         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1317         int retries = 0;
1318
1319         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1320         cpu_base->nr_events++;
1321         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1322
1323         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1324         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1325 retry:
1326         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1327         /*
1328          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1329          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1330          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1331          * timers which run their callback and need to be requeued on
1332          * this CPU.
1333          */
1334         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1335
1336         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1337
1338         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1339         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1340         /*
1341          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1342          * against it.
1343          */
1344         cpu_base->expires_next = expires_next;
1345         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1346         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1347
1348         /* Reprogramming necessary ? */
1349         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1350                 cpu_base->hang_detected = 0;
1351                 return;
1352         }
1353
1354         /*
1355          * The next timer was already expired due to:
1356          * - tracing
1357          * - long lasting callbacks
1358          * - being scheduled away when running in a VM
1359          *
1360          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1361          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1362          * overreacting on some spurious event.
1363          *
1364          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1365          * the current time.
1366          */
1367         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1368         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1369         cpu_base->nr_retries++;
1370         if (++retries < 3)
1371                 goto retry;
1372         /*
1373          * Give the system a chance to do something else than looping
1374          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1375          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1376          * time away.
1377          */
1378         cpu_base->nr_hangs++;
1379         cpu_base->hang_detected = 1;
1380         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1381         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1382         if ((unsigned int)delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time)
1383                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta.tv64;
1384         /*
1385          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1386          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1387          */
1388         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1389                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1390         else
1391                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1392         tick_program_event(expires_next, 1);
1393         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1394                     ktime_to_ns(delta));
1395 }
1396
1397 /*
1398  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1399  * disabled.
1400  */
1401 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1402 {
1403         struct tick_device *td;
1404
1405         if (!hrtimer_hres_active())
1406                 return;
1407
1408         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1409         if (td && td->evtdev)
1410                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1411 }
1412
1413 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1414
1415 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1416
1417 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1418
1419 /*
1420  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1421  */
1422 void hrtimer_run_queues(void)
1423 {
1424         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1425         ktime_t now;
1426
1427         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1428                 return;
1429
1430         /*
1431          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1432          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1433          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1434          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1435          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1436          */
1437         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1438                 hrtimer_switch_to_hres();
1439                 return;
1440         }
1441
1442         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1443         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1444         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1445         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * Sleep related functions:
1450  */
1451 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1452 {
1453         struct hrtimer_sleeper *t =
1454                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1455         struct task_struct *task = t->task;
1456
1457         t->task = NULL;
1458         if (task)
1459                 wake_up_process(task);
1460
1461         return HRTIMER_NORESTART;
1462 }
1463
1464 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1465 {
1466         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1467         sl->task = task;
1468 }
1469 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1470
1471 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1472 {
1473         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1474
1475         do {
1476                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1477                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1478
1479                 if (likely(t->task))
1480                         freezable_schedule();
1481
1482                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1483                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1484
1485         } while (t->task && !signal_pending(current));
1486
1487         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1488
1489         return t->task == NULL;
1490 }
1491
1492 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1493 {
1494         struct timespec rmt;
1495         ktime_t rem;
1496
1497         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1498         if (rem.tv64 <= 0)
1499                 return 0;
1500         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1501
1502         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1503                 return -EFAULT;
1504
1505         return 1;
1506 }
1507
1508 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1509 {
1510         struct hrtimer_sleeper t;
1511         struct timespec __user  *rmtp;
1512         int ret = 0;
1513
1514         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1515                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1516         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1517
1518         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1519                 goto out;
1520
1521         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1522         if (rmtp) {
1523                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1524                 if (ret <= 0)
1525                         goto out;
1526         }
1527
1528         /* The other values in restart are already filled in */
1529         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1530 out:
1531         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1532         return ret;
1533 }
1534
1535 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1536                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1537 {
1538         struct restart_block *restart;
1539         struct hrtimer_sleeper t;
1540         int ret = 0;
1541         u64 slack;
1542
1543         slack = current->timer_slack_ns;
1544         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1545                 slack = 0;
1546
1547         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1548         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1549         if (do_nanosleep(&t, mode))
1550                 goto out;
1551
1552         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1553         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1554                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1555                 goto out;
1556         }
1557
1558         if (rmtp) {
1559                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1560                 if (ret <= 0)
1561                         goto out;
1562         }
1563
1564         restart = &current->restart_block;
1565         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1566         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1567         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1568         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1569
1570         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1571 out:
1572         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1577                 struct timespec __user *, rmtp)
1578 {
1579         struct timespec tu;
1580
1581         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1582                 return -EFAULT;
1583
1584         if (!timespec_valid(&tu))
1585                 return -EINVAL;
1586
1587         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * Functions related to boot-time initialization:
1592  */
1593 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1594 {
1595         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1596         int i;
1597
1598         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1599                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1600                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1601         }
1602
1603         cpu_base->cpu = cpu;
1604         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1605         return 0;
1606 }
1607
1608 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1609
1610 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1611                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1612 {
1613         struct hrtimer *timer;
1614         struct timerqueue_node *node;
1615
1616         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1617                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1618                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1619                 debug_deactivate(timer);
1620
1621                 /*
1622                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1623                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1624                  * under us on another CPU
1625                  */
1626                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1627                 timer->base = new_base;
1628                 /*
1629                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1630                  * reprogram the event device in case the timer
1631                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1632                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1633                  * sort out already expired timers and reprogram the
1634                  * event device.
1635                  */
1636                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1637         }
1638 }
1639
1640 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1641 {
1642         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1643         int i;
1644
1645         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1646         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1647
1648         local_irq_disable();
1649         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1650         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1651         /*
1652          * The caller is globally serialized and nobody else
1653          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1654          */
1655         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1656         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1657
1658         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1659                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1660                                      &new_base->clock_base[i]);
1661         }
1662
1663         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1664         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1665
1666         /* Check, if we got expired work to do */
1667         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1668         local_irq_enable();
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1673
1674 void __init hrtimers_init(void)
1675 {
1676         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1677 }
1678
1679 /**
1680  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1681  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1682  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1683  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1684  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1685  */
1686 int __sched
1687 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1688                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1689 {
1690         struct hrtimer_sleeper t;
1691
1692         /*
1693          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1694          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1695          */
1696         if (expires && !expires->tv64) {
1697                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1698                 return 0;
1699         }
1700
1701         /*
1702          * A NULL parameter means "infinite"
1703          */
1704         if (!expires) {
1705                 schedule();
1706                 return -EINTR;
1707         }
1708
1709         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1710         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1711
1712         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1713
1714         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1715
1716         if (likely(t.task))
1717                 schedule();
1718
1719         hrtimer_cancel(&t.timer);
1720         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1721
1722         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1723
1724         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1725 }
1726
1727 /**
1728  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1729  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1730  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1731  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1732  *
1733  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1734  * elapsed. The routine will return immediately unless
1735  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1736  *
1737  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1738  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1739  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1740  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1741  *
1742  * You can set the task state as follows -
1743  *
1744  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1745  * pass before the routine returns.
1746  *
1747  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1748  * delivered to the current task.
1749  *
1750  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1751  * routine returns.
1752  *
1753  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1754  */
1755 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1756                                      const enum hrtimer_mode mode)
1757 {
1758         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1759                                               CLOCK_MONOTONIC);
1760 }
1761 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1762
1763 /**
1764  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1765  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1766  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1767  *
1768  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1769  * elapsed. The routine will return immediately unless
1770  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1771  *
1772  * You can set the task state as follows -
1773  *
1774  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1775  * pass before the routine returns.
1776  *
1777  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1778  * delivered to the current task.
1779  *
1780  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1781  * routine returns.
1782  *
1783  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1784  */
1785 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1786                                const enum hrtimer_mode mode)
1787 {
1788         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);