Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/viro/vfs
[sfrench/cifs-2.6.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/signal.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/sched/nohz.h>
51 #include <linux/sched/debug.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/freezer.h>
54 #include <linux/compat.h>
55
56 #include <linux/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/timer.h>
59
60 #include "tick-internal.h"
61
62 /*
63  * The timer bases:
64  *
65  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
66  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
67  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
68  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
69  */
70 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
71 {
72         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
73         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
74         .clock_base =
75         {
76                 {
77                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
78                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
79                         .get_time = &ktime_get,
80                 },
81                 {
82                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
83                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
84                         .get_time = &ktime_get_real,
85                 },
86                 {
87                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
88                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
89                         .get_time = &ktime_get_boottime,
90                 },
91                 {
92                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
93                         .clockid = CLOCK_TAI,
94                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
95                 },
96         }
97 };
98
99 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
100         /* Make sure we catch unsupported clockids */
101         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
102
103         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
104         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
105         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
106         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
107 };
108
109 /*
110  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
111  * single place
112  */
113 #ifdef CONFIG_SMP
114
115 /*
116  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
117  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
118  * timer->base->cpu_base
119  */
120 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
121         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
122         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
123 };
124
125 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
126
127 /*
128  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
129  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
130  * locked, and the base itself is locked too.
131  *
132  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
133  * be found on the lists/queues.
134  *
135  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
136  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
137  * remains locked.
138  */
139 static
140 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
141                                              unsigned long *flags)
142 {
143         struct hrtimer_clock_base *base;
144
145         for (;;) {
146                 base = timer->base;
147                 if (likely(base != &migration_base)) {
148                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
149                         if (likely(base == timer->base))
150                                 return base;
151                         /* The timer has migrated to another CPU: */
152                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
153                 }
154                 cpu_relax();
155         }
156 }
157
158 /*
159  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
160  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
161  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
162  *
163  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
164  */
165 static int
166 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
167 {
168 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
169         ktime_t expires;
170
171         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
172                 return 0;
173
174         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
175         return expires <= new_base->cpu_base->expires_next;
176 #else
177         return 0;
178 #endif
179 }
180
181 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
182 static inline
183 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
184                                          int pinned)
185 {
186         if (pinned || !base->migration_enabled)
187                 return base;
188         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
189 }
190 #else
191 static inline
192 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
193                                          int pinned)
194 {
195         return base;
196 }
197 #endif
198
199 /*
200  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
201  * if:
202  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
203  *      - timer migration is enabled
204  *      - the timer callback is not running
205  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
206  *
207  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
208  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
209  * the timer callback is currently running.
210  */
211 static inline struct hrtimer_clock_base *
212 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
213                     int pinned)
214 {
215         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
216         struct hrtimer_clock_base *new_base;
217         int basenum = base->index;
218
219         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
220         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
221 again:
222         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
223
224         if (base != new_base) {
225                 /*
226                  * We are trying to move timer to new_base.
227                  * However we can't change timer's base while it is running,
228                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
229                  * the event source in the high resolution case. The softirq
230                  * code will take care of this when the timer function has
231                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
232                  * the timer is enqueued.
233                  */
234                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
235                         return base;
236
237                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
238                 timer->base = &migration_base;
239                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
240                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
241
242                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
243                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
244                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
245                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
246                         new_cpu_base = this_cpu_base;
247                         timer->base = base;
248                         goto again;
249                 }
250                 timer->base = new_base;
251         } else {
252                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
253                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
254                         new_cpu_base = this_cpu_base;
255                         goto again;
256                 }
257         }
258         return new_base;
259 }
260
261 #else /* CONFIG_SMP */
262
263 static inline struct hrtimer_clock_base *
264 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
265 {
266         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
267
268         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
269
270         return base;
271 }
272
273 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
274
275 #endif  /* !CONFIG_SMP */
276
277 /*
278  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
279  * too large for inlining:
280  */
281 #if BITS_PER_LONG < 64
282 /*
283  * Divide a ktime value by a nanosecond value
284  */
285 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
286 {
287         int sft = 0;
288         s64 dclc;
289         u64 tmp;
290
291         dclc = ktime_to_ns(kt);
292         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
293
294         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
295         while (div >> 32) {
296                 sft++;
297                 div >>= 1;
298         }
299         tmp >>= sft;
300         do_div(tmp, (unsigned long) div);
301         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
302 }
303 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
304 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
305
306 /*
307  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
308  */
309 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
310 {
311         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
312
313         /*
314          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
315          * return to user space in a timespec:
316          */
317         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
318                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
319
320         return res;
321 }
322
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
324
325 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
326
327 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
328
329 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
330 {
331         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
332 }
333
334 /*
335  * fixup_init is called when:
336  * - an active object is initialized
337  */
338 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
339 {
340         struct hrtimer *timer = addr;
341
342         switch (state) {
343         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
344                 hrtimer_cancel(timer);
345                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
346                 return true;
347         default:
348                 return false;
349         }
350 }
351
352 /*
353  * fixup_activate is called when:
354  * - an active object is activated
355  * - an unknown non-static object is activated
356  */
357 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
358 {
359         switch (state) {
360         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
361                 WARN_ON(1);
362
363         default:
364                 return false;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * fixup_free is called when:
370  * - an active object is freed
371  */
372 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
373 {
374         struct hrtimer *timer = addr;
375
376         switch (state) {
377         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
378                 hrtimer_cancel(timer);
379                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
380                 return true;
381         default:
382                 return false;
383         }
384 }
385
386 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
387         .name           = "hrtimer",
388         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
389         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
390         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
391         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
392 };
393
394 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
395 {
396         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
397 }
398
399 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
400 {
401         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
402 }
403
404 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
405 {
406         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
407 }
408
409 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
410 {
411         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
412 }
413
414 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
415                            enum hrtimer_mode mode);
416
417 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
418                            enum hrtimer_mode mode)
419 {
420         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
421         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
424
425 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
426 {
427         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
430
431 #else
432 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
433 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
434 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
435 #endif
436
437 static inline void
438 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
439            enum hrtimer_mode mode)
440 {
441         debug_hrtimer_init(timer);
442         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
443 }
444
445 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
446 {
447         debug_hrtimer_activate(timer);
448         trace_hrtimer_start(timer);
449 }
450
451 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
452 {
453         debug_hrtimer_deactivate(timer);
454         trace_hrtimer_cancel(timer);
455 }
456
457 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
458 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
459                                              struct hrtimer *timer)
460 {
461 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
462         cpu_base->next_timer = timer;
463 #endif
464 }
465
466 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
467 {
468         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
469         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
470         ktime_t expires, expires_next = KTIME_MAX;
471
472         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
473         for (; active; base++, active >>= 1) {
474                 struct timerqueue_node *next;
475                 struct hrtimer *timer;
476
477                 if (!(active & 0x01))
478                         continue;
479
480                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
481                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
482                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
483                 if (expires < expires_next) {
484                         expires_next = expires;
485                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
486                 }
487         }
488         /*
489          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
490          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
491          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
492          */
493         if (expires_next < 0)
494                 expires_next = 0;
495         return expires_next;
496 }
497 #endif
498
499 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
500 {
501         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
502         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
503         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
504
505         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
506                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
507 }
508
509 /* High resolution timer related functions */
510 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
511
512 /*
513  * High resolution timer enabled ?
514  */
515 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
516 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
518
519 /*
520  * Enable / Disable high resolution mode
521  */
522 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
523 {
524         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
525 }
526
527 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
528
529 /*
530  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
531  */
532 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
533 {
534         return hrtimer_hres_enabled;
535 }
536
537 /*
538  * Is the high resolution mode active ?
539  */
540 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
541 {
542         return cpu_base->hres_active;
543 }
544
545 static inline int hrtimer_hres_active(void)
546 {
547         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
548 }
549
550 /*
551  * Reprogram the event source with checking both queues for the
552  * next event
553  * Called with interrupts disabled and base->lock held
554  */
555 static void
556 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
557 {
558         ktime_t expires_next;
559
560         if (!cpu_base->hres_active)
561                 return;
562
563         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
564
565         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
566                 return;
567
568         cpu_base->expires_next = expires_next;
569
570         /*
571          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
572          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
573          * system to make progress. That also prevents the following
574          * scenario:
575          * T1 expires 50ms from now
576          * T2 expires 5s from now
577          *
578          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
579          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
580          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
581          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
582          * fires.
583          */
584         if (cpu_base->hang_detected)
585                 return;
586
587         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
588 }
589
590 /*
591  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
592  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
593  * which the clock event device was armed.
594  *
595  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
596  */
597 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
598                               struct hrtimer_clock_base *base)
599 {
600         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
601         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
602
603         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
604
605         /*
606          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
607          * the other cpus clock event device.
608          */
609         if (base->cpu_base != cpu_base)
610                 return;
611
612         /*
613          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
614          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
615          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
616          * context so we don't need an extra check for a running
617          * callback.
618          */
619         if (cpu_base->in_hrtirq)
620                 return;
621
622         /*
623          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
624          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
625          */
626         if (expires < 0)
627                 expires = 0;
628
629         if (expires >= cpu_base->expires_next)
630                 return;
631
632         /* Update the pointer to the next expiring timer */
633         cpu_base->next_timer = timer;
634
635         /*
636          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
637          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
638          * which we enforced in the hang detection. We want the system
639          * to make progress.
640          */
641         if (cpu_base->hang_detected)
642                 return;
643
644         /*
645          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
646          * events which are already in the past.
647          */
648         cpu_base->expires_next = expires;
649         tick_program_event(expires, 1);
650 }
651
652 /*
653  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
654  */
655 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
656 {
657         base->expires_next = KTIME_MAX;
658         base->hres_active = 0;
659 }
660
661 /*
662  * Retrigger next event is called after clock was set
663  *
664  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
665  */
666 static void retrigger_next_event(void *arg)
667 {
668         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
669
670         if (!base->hres_active)
671                 return;
672
673         raw_spin_lock(&base->lock);
674         hrtimer_update_base(base);
675         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
676         raw_spin_unlock(&base->lock);
677 }
678
679 /*
680  * Switch to high resolution mode
681  */
682 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
683 {
684         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
685
686         if (tick_init_highres()) {
687                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
688                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
689                 return;
690         }
691         base->hres_active = 1;
692         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
693
694         tick_setup_sched_timer();
695         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
696         retrigger_next_event(NULL);
697 }
698
699 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
700 {
701         clock_was_set();
702 }
703
704 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
705
706 /*
707  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
708  * interrupt device on all cpus.
709  */
710 void clock_was_set_delayed(void)
711 {
712         schedule_work(&hrtimer_work);
713 }
714
715 #else
716
717 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
718 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
719 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
720 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
721 static inline void
722 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
723 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
724                                     struct hrtimer_clock_base *base)
725 {
726         return 0;
727 }
728 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
729 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
730
731 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
732
733 /*
734  * Clock realtime was set
735  *
736  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
737  * clock.
738  *
739  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
740  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
741  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
742  * call the high resolution interrupt code.
743  */
744 void clock_was_set(void)
745 {
746 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
747         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
748         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
749 #endif
750         timerfd_clock_was_set();
751 }
752
753 /*
754  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
755  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
756  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
757  * must be deferred.
758  */
759 void hrtimers_resume(void)
760 {
761         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
762                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
763
764         /* Retrigger on the local CPU */
765         retrigger_next_event(NULL);
766         /* And schedule a retrigger for all others */
767         clock_was_set_delayed();
768 }
769
770 /*
771  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
772  */
773 static inline
774 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
775 {
776         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
777 }
778
779 /**
780  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
781  * @timer:      hrtimer to forward
782  * @now:        forward past this time
783  * @interval:   the interval to forward
784  *
785  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
786  * Returns the number of overruns.
787  *
788  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
789  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
790  * running the callback and the caller needs to take care of
791  * serialization.
792  *
793  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
794  * the timer.
795  */
796 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
797 {
798         u64 orun = 1;
799         ktime_t delta;
800
801         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
802
803         if (delta < 0)
804                 return 0;
805
806         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
807                 return 0;
808
809         if (interval < hrtimer_resolution)
810                 interval = hrtimer_resolution;
811
812         if (unlikely(delta >= interval)) {
813                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
814
815                 orun = ktime_divns(delta, incr);
816                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
817                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
818                         return orun;
819                 /*
820                  * This (and the ktime_add() below) is the
821                  * correction for exact:
822                  */
823                 orun++;
824         }
825         hrtimer_add_expires(timer, interval);
826
827         return orun;
828 }
829 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
830
831 /*
832  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
833  *
834  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
835  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
836  *
837  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
838  */
839 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
840                            struct hrtimer_clock_base *base)
841 {
842         debug_activate(timer);
843
844         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
845
846         timer->state = HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
847
848         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
849 }
850
851 /*
852  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
853  *
854  * Caller must hold the base lock.
855  *
856  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
857  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
858  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
859  * anyway (e.g. timer interrupt)
860  */
861 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
862                              struct hrtimer_clock_base *base,
863                              u8 newstate, int reprogram)
864 {
865         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
866         u8 state = timer->state;
867
868         timer->state = newstate;
869         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
870                 return;
871
872         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
873                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
874
875 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
876         /*
877          * Note: If reprogram is false we do not update
878          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
879          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
880          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
881          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
882          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
883          */
884         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
885                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
886 #endif
887 }
888
889 /*
890  * remove hrtimer, called with base lock held
891  */
892 static inline int
893 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
894 {
895         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
896                 u8 state = timer->state;
897                 int reprogram;
898
899                 /*
900                  * Remove the timer and force reprogramming when high
901                  * resolution mode is active and the timer is on the current
902                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
903                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
904                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
905                  * rare case and less expensive than a smp call.
906                  */
907                 debug_deactivate(timer);
908                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
909
910                 if (!restart)
911                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
912
913                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
914                 return 1;
915         }
916         return 0;
917 }
918
919 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
920                                             const enum hrtimer_mode mode)
921 {
922 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
923         /*
924          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
925          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
926          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
927          */
928         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
929         if (timer->is_rel)
930                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
931 #endif
932         return tim;
933 }
934
935 /**
936  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
937  * @timer:      the timer to be added
938  * @tim:        expiry time
939  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
940  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
941  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
942  */
943 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
944                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
945 {
946         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
947         unsigned long flags;
948         int leftmost;
949
950         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
951
952         /* Remove an active timer from the queue: */
953         remove_hrtimer(timer, base, true);
954
955         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
956                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
957
958         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
959
960         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
961
962         /* Switch the timer base, if necessary: */
963         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
964
965         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
966         if (!leftmost)
967                 goto unlock;
968
969         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
970                 /*
971                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
972                  * on dynticks target.
973                  */
974                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
975                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
976         } else {
977                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
978         }
979 unlock:
980         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
981 }
982 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
983
984 /**
985  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
986  * @timer:      hrtimer to stop
987  *
988  * Returns:
989  *  0 when the timer was not active
990  *  1 when the timer was active
991  * -1 when the timer is currently executing the callback function and
992  *    cannot be stopped
993  */
994 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
995 {
996         struct hrtimer_clock_base *base;
997         unsigned long flags;
998         int ret = -1;
999
1000         /*
1001          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1002          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1003          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1004          * so we can avoid taking it.
1005          */
1006         if (!hrtimer_active(timer))
1007                 return 0;
1008
1009         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1010
1011         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1012                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1013
1014         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1015
1016         return ret;
1017
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1020
1021 /**
1022  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1023  * @timer:      the timer to be cancelled
1024  *
1025  * Returns:
1026  *  0 when the timer was not active
1027  *  1 when the timer was active
1028  */
1029 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1030 {
1031         for (;;) {
1032                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1033
1034                 if (ret >= 0)
1035                         return ret;
1036                 cpu_relax();
1037         }
1038 }
1039 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1040
1041 /**
1042  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1043  * @timer:      the timer to read
1044  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1045  */
1046 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1047 {
1048         unsigned long flags;
1049         ktime_t rem;
1050
1051         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1052         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1053                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1054         else
1055                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1056         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1057
1058         return rem;
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1061
1062 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1063 /**
1064  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1065  *
1066  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1067  */
1068 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1069 {
1070         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1071         u64 expires = KTIME_MAX;
1072         unsigned long flags;
1073
1074         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1075
1076         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1077                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1078
1079         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1080
1081         return expires;
1082 }
1083 #endif
1084
1085 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1086 {
1087         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1088                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1089
1090                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1091                         return base;
1092         }
1093         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1094         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1095 }
1096
1097 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1098                            enum hrtimer_mode mode)
1099 {
1100         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1101         int base;
1102
1103         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1104
1105         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1106
1107         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1108                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1109
1110         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1111         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1112         timerqueue_init(&timer->node);
1113 }
1114
1115 /**
1116  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1117  * @timer:      the timer to be initialized
1118  * @clock_id:   the clock to be used
1119  * @mode:       timer mode abs/rel
1120  */
1121 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1122                   enum hrtimer_mode mode)
1123 {
1124         debug_init(timer, clock_id, mode);
1125         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1128
1129 /*
1130  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1131  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1132  * to another cpu.
1133  *
1134  * It is important for this function to not return a false negative.
1135  */
1136 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1137 {
1138         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1139         unsigned int seq;
1140
1141         do {
1142                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1143                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1144
1145                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1146                     cpu_base->running == timer)
1147                         return true;
1148
1149         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1150                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1151
1152         return false;
1153 }
1154 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1155
1156 /*
1157  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1158  * distinct sections:
1159  *
1160  *  - queued:   the timer is queued
1161  *  - callback: the timer is being ran
1162  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1163  *
1164  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1165  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1166  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1167  * insufficient for that.
1168  *
1169  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1170  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1171  * __run_hrtimer() invocations.
1172  */
1173
1174 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1175                           struct hrtimer_clock_base *base,
1176                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1177 {
1178         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1179         int restart;
1180
1181         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1182
1183         debug_deactivate(timer);
1184         cpu_base->running = timer;
1185
1186         /*
1187          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1188          *
1189          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1190          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1191          * timer->state == INACTIVE.
1192          */
1193         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1194
1195         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1196         fn = timer->function;
1197
1198         /*
1199          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1200          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1201          * timer. If its not restarted it does not matter.
1202          */
1203         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1204                 timer->is_rel = false;
1205
1206         /*
1207          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1208          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1209          * the timer base.
1210          */
1211         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1212         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1213         restart = fn(timer);
1214         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1215         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1216
1217         /*
1218          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1219          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1220          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1221          *
1222          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1223          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1224          * for us already.
1225          */
1226         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1227             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1228                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1229
1230         /*
1231          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1232          *
1233          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1234          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1235          * timer->state == INACTIVE.
1236          */
1237         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1238
1239         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1240         cpu_base->running = NULL;
1241 }
1242
1243 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1244 {
1245         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1246         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1247
1248         for (; active; base++, active >>= 1) {
1249                 struct timerqueue_node *node;
1250                 ktime_t basenow;
1251
1252                 if (!(active & 0x01))
1253                         continue;
1254
1255                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1256
1257                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1258                         struct hrtimer *timer;
1259
1260                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1261
1262                         /*
1263                          * The immediate goal for using the softexpires is
1264                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1265                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1266                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1267                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1268                          * overlapping intervals and instead use the simple
1269                          * BST we already have.
1270                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1271                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1272                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1273                          */
1274                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1275                                 break;
1276
1277                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1278                 }
1279         }
1280 }
1281
1282 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1283
1284 /*
1285  * High resolution timer interrupt
1286  * Called with interrupts disabled
1287  */
1288 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1289 {
1290         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1291         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1292         int retries = 0;
1293
1294         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1295         cpu_base->nr_events++;
1296         dev->next_event = KTIME_MAX;
1297
1298         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1299         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1300 retry:
1301         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1302         /*
1303          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1304          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1305          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1306          * timers which run their callback and need to be requeued on
1307          * this CPU.
1308          */
1309         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1310
1311         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1312
1313         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1314         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1315         /*
1316          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1317          * against it.
1318          */
1319         cpu_base->expires_next = expires_next;
1320         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1321         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1322
1323         /* Reprogramming necessary ? */
1324         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1325                 cpu_base->hang_detected = 0;
1326                 return;
1327         }
1328
1329         /*
1330          * The next timer was already expired due to:
1331          * - tracing
1332          * - long lasting callbacks
1333          * - being scheduled away when running in a VM
1334          *
1335          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1336          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1337          * overreacting on some spurious event.
1338          *
1339          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1340          * the current time.
1341          */
1342         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1343         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1344         cpu_base->nr_retries++;
1345         if (++retries < 3)
1346                 goto retry;
1347         /*
1348          * Give the system a chance to do something else than looping
1349          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1350          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1351          * time away.
1352          */
1353         cpu_base->nr_hangs++;
1354         cpu_base->hang_detected = 1;
1355         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1356         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1357         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1358                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1359         /*
1360          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1361          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1362          */
1363         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1364                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1365         else
1366                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1367         tick_program_event(expires_next, 1);
1368         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1369                     ktime_to_ns(delta));
1370 }
1371
1372 /* called with interrupts disabled */
1373 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1374 {
1375         struct tick_device *td;
1376
1377         if (!hrtimer_hres_active())
1378                 return;
1379
1380         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1381         if (td && td->evtdev)
1382                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1383 }
1384
1385 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1386
1387 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1388
1389 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1390
1391 /*
1392  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1393  */
1394 void hrtimer_run_queues(void)
1395 {
1396         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1397         ktime_t now;
1398
1399         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1400                 return;
1401
1402         /*
1403          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1404          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1405          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1406          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1407          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1408          */
1409         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1410                 hrtimer_switch_to_hres();
1411                 return;
1412         }
1413
1414         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1415         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1416         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1417         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * Sleep related functions:
1422  */
1423 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1424 {
1425         struct hrtimer_sleeper *t =
1426                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1427         struct task_struct *task = t->task;
1428
1429         t->task = NULL;
1430         if (task)
1431                 wake_up_process(task);
1432
1433         return HRTIMER_NORESTART;
1434 }
1435
1436 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1437 {
1438         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1439         sl->task = task;
1440 }
1441 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1442
1443 int nanosleep_copyout(struct restart_block *restart, struct timespec64 *ts)
1444 {
1445         switch(restart->nanosleep.type) {
1446 #ifdef CONFIG_COMPAT
1447         case TT_COMPAT:
1448                 if (compat_put_timespec64(ts, restart->nanosleep.compat_rmtp))
1449                         return -EFAULT;
1450                 break;
1451 #endif
1452         case TT_NATIVE:
1453                 if (put_timespec64(ts, restart->nanosleep.rmtp))
1454                         return -EFAULT;
1455                 break;
1456         default:
1457                 BUG();
1458         }
1459         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1460 }
1461
1462 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1463 {
1464         struct restart_block *restart;
1465
1466         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1467
1468         do {
1469                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1470                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1471
1472                 if (likely(t->task))
1473                         freezable_schedule();
1474
1475                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1476                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1477
1478         } while (t->task && !signal_pending(current));
1479
1480         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1481
1482         if (!t->task)
1483                 return 0;
1484
1485         restart = &current->restart_block;
1486         if (restart->nanosleep.type != TT_NONE) {
1487                 ktime_t rem = hrtimer_expires_remaining(&t->timer);
1488                 struct timespec64 rmt;
1489
1490                 if (rem <= 0)
1491                         return 0;
1492                 rmt = ktime_to_timespec64(rem);
1493
1494                 return nanosleep_copyout(restart, &rmt);
1495         }
1496         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1497 }
1498
1499 static long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1500 {
1501         struct hrtimer_sleeper t;
1502         int ret;
1503
1504         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1505                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1506         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1507
1508         ret = do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS);
1509         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1510         return ret;
1511 }
1512
1513 long hrtimer_nanosleep(const struct timespec64 *rqtp,
1514                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1515 {
1516         struct restart_block *restart;
1517         struct hrtimer_sleeper t;
1518         int ret = 0;
1519         u64 slack;
1520
1521         slack = current->timer_slack_ns;
1522         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1523                 slack = 0;
1524
1525         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1526         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec64_to_ktime(*rqtp), slack);
1527         ret = do_nanosleep(&t, mode);
1528         if (ret != -ERESTART_RESTARTBLOCK)
1529                 goto out;
1530
1531         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1532         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1533                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1534                 goto out;
1535         }
1536
1537         restart = &current->restart_block;
1538         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1539         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1540         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1541 out:
1542         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1547                 struct timespec __user *, rmtp)
1548 {
1549         struct timespec64 tu;
1550
1551         if (get_timespec64(&tu, rqtp))
1552                 return -EFAULT;
1553
1554         if (!timespec64_valid(&tu))
1555                 return -EINVAL;
1556
1557         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_NATIVE : TT_NONE;
1558         current->restart_block.nanosleep.rmtp = rmtp;
1559         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1560 }
1561
1562 #ifdef CONFIG_COMPAT
1563
1564 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct compat_timespec __user *, rqtp,
1565                        struct compat_timespec __user *, rmtp)
1566 {
1567         struct timespec64 tu;
1568
1569         if (compat_get_timespec64(&tu, rqtp))
1570                 return -EFAULT;
1571
1572         if (!timespec64_valid(&tu))
1573                 return -EINVAL;
1574
1575         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_COMPAT : TT_NONE;
1576         current->restart_block.nanosleep.compat_rmtp = rmtp;
1577         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1578 }
1579 #endif
1580
1581 /*
1582  * Functions related to boot-time initialization:
1583  */
1584 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1585 {
1586         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1587         int i;
1588
1589         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1590                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1591                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1592         }
1593
1594         cpu_base->cpu = cpu;
1595         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1596         return 0;
1597 }
1598
1599 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1600
1601 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1602                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1603 {
1604         struct hrtimer *timer;
1605         struct timerqueue_node *node;
1606
1607         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1608                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1609                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1610                 debug_deactivate(timer);
1611
1612                 /*
1613                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1614                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1615                  * under us on another CPU
1616                  */
1617                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1618                 timer->base = new_base;
1619                 /*
1620                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1621                  * reprogram the event device in case the timer
1622                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1623                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1624                  * sort out already expired timers and reprogram the
1625                  * event device.
1626                  */
1627                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1628         }
1629 }
1630
1631 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1632 {
1633         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1634         int i;
1635
1636         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1637         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1638
1639         local_irq_disable();
1640         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1641         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1642         /*
1643          * The caller is globally serialized and nobody else
1644          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1645          */
1646         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1647         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1648
1649         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1650                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1651                                      &new_base->clock_base[i]);
1652         }
1653
1654         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1655         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1656
1657         /* Check, if we got expired work to do */
1658         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1659         local_irq_enable();
1660         return 0;
1661 }
1662
1663 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1664
1665 void __init hrtimers_init(void)
1666 {
1667         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1668 }
1669
1670 /**
1671  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1672  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1673  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1674  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1675  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1676  */
1677 int __sched
1678 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1679                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1680 {
1681         struct hrtimer_sleeper t;
1682
1683         /*
1684          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1685          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1686          */
1687         if (expires && *expires == 0) {
1688                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1689                 return 0;
1690         }
1691
1692         /*
1693          * A NULL parameter means "infinite"
1694          */
1695         if (!expires) {
1696                 schedule();
1697                 return -EINTR;
1698         }
1699
1700         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1701         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1702
1703         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1704
1705         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1706
1707         if (likely(t.task))
1708                 schedule();
1709
1710         hrtimer_cancel(&t.timer);
1711         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1712
1713         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1714
1715         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1716 }
1717
1718 /**
1719  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1720  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1721  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1722  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1723  *
1724  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1725  * elapsed. The routine will return immediately unless
1726  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1727  *
1728  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1729  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1730  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1731  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1732  *
1733  * You can set the task state as follows -
1734  *
1735  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1736  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1737  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1738  *
1739  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1740  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1741  * up.
1742  *
1743  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1744  * routine returns.
1745  *
1746  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1747  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1748  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1749  */
1750 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1751                                      const enum hrtimer_mode mode)
1752 {
1753         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1754                                               CLOCK_MONOTONIC);
1755 }
1756 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1757
1758 /**
1759  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1760  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1761  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1762  *
1763  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1764  * elapsed. The routine will return immediately unless
1765  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1766  *
1767  * You can set the task state as follows -
1768  *
1769  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1770  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1771  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1772  *
1773  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1774  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1775  * up.
1776  *
1777  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1778  * routine returns.
1779  *
1780  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1781  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1782  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1783  */
1784 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1785                                const enum hrtimer_mode mode)
1786 {
1787         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);