arch Kconfig: Remove references to IRQ_PER_CPU
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / time / tick-sched.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/tick-sched.c
3  *
4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
7  *
8  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
9  *
10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
11  *
12  *  Distribute under GPLv2.
13  */
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <linux/hrtimer.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/kernel_stat.h>
19 #include <linux/percpu.h>
20 #include <linux/profile.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/module.h>
23
24 #include <asm/irq_regs.h>
25
26 #include "tick-internal.h"
27
28 /*
29  * Per cpu nohz control structure
30  */
31 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
32
33 /*
34  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
35  */
36 static ktime_t last_jiffies_update;
37
38 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
39 {
40         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
41 }
42
43 /*
44  * Must be called with interrupts disabled !
45  */
46 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
47 {
48         unsigned long ticks = 0;
49         ktime_t delta;
50
51         /*
52          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
53          */
54         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
55         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
56                 return;
57
58         /* Reevalute with jiffies_lock held */
59         write_seqlock(&jiffies_lock);
60
61         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
62         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
63
64                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
65                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
66                                                 tick_period);
67
68                 /* Slow path for long timeouts */
69                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
70                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
71
72                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
73
74                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
75                                                            incr * ticks);
76                 }
77                 do_timer(++ticks);
78
79                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
80                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
81         }
82         write_sequnlock(&jiffies_lock);
83 }
84
85 /*
86  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
87  */
88 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
89 {
90         ktime_t period;
91
92         write_seqlock(&jiffies_lock);
93         /* Did we start the jiffies update yet ? */
94         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
95                 last_jiffies_update = tick_next_period;
96         period = last_jiffies_update;
97         write_sequnlock(&jiffies_lock);
98         return period;
99 }
100
101
102 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
103 {
104         int cpu = smp_processor_id();
105
106 #ifdef CONFIG_NO_HZ
107         /*
108          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
109          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
110          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
111          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
112          * jiffies_lock.
113          */
114         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
115                 tick_do_timer_cpu = cpu;
116 #endif
117
118         /* Check, if the jiffies need an update */
119         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
120                 tick_do_update_jiffies64(now);
121 }
122
123 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
124 {
125 #ifdef CONFIG_NO_HZ
126         /*
127          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
128          * the watchdog as we might not schedule for a really long
129          * time. This happens on complete idle SMP systems while
130          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
131          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
132          * when we go busy again does not account too much ticks.
133          */
134         if (ts->tick_stopped) {
135                 touch_softlockup_watchdog();
136                 if (is_idle_task(current))
137                         ts->idle_jiffies++;
138         }
139 #endif
140         update_process_times(user_mode(regs));
141         profile_tick(CPU_PROFILING);
142 }
143
144 /*
145  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
146  */
147 #ifdef CONFIG_NO_HZ
148 /*
149  * NO HZ enabled ?
150  */
151 int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
152
153 /*
154  * Enable / Disable tickless mode
155  */
156 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
157 {
158         if (!strcmp(str, "off"))
159                 tick_nohz_enabled = 0;
160         else if (!strcmp(str, "on"))
161                 tick_nohz_enabled = 1;
162         else
163                 return 0;
164         return 1;
165 }
166
167 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
168
169 /**
170  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
171  *
172  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
173  *
174  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
175  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
176  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
177  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
178  */
179 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
180 {
181         int cpu = smp_processor_id();
182         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
183         unsigned long flags;
184
185         ts->idle_waketime = now;
186
187         local_irq_save(flags);
188         tick_do_update_jiffies64(now);
189         local_irq_restore(flags);
190
191         touch_softlockup_watchdog();
192 }
193
194 /*
195  * Updates the per cpu time idle statistics counters
196  */
197 static void
198 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
199 {
200         ktime_t delta;
201
202         if (ts->idle_active) {
203                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
204                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
205                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
206                 else
207                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
208                 ts->idle_entrytime = now;
209         }
210
211         if (last_update_time)
212                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
213
214 }
215
216 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
217 {
218         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
219
220         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
221         ts->idle_active = 0;
222
223         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
224 }
225
226 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
227 {
228         ktime_t now = ktime_get();
229
230         ts->idle_entrytime = now;
231         ts->idle_active = 1;
232         sched_clock_idle_sleep_event();
233         return now;
234 }
235
236 /**
237  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
238  * @cpu: CPU number to query
239  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
240  * counters if NULL.
241  *
242  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
243  * CPU, in microseconds.
244  *
245  * This time is measured via accounting rather than sampling,
246  * and is as accurate as ktime_get() is.
247  *
248  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
249  */
250 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
251 {
252         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
253         ktime_t now, idle;
254
255         if (!tick_nohz_enabled)
256                 return -1;
257
258         now = ktime_get();
259         if (last_update_time) {
260                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
261                 idle = ts->idle_sleeptime;
262         } else {
263                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
264                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
265
266                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
267                 } else {
268                         idle = ts->idle_sleeptime;
269                 }
270         }
271
272         return ktime_to_us(idle);
273
274 }
275 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
276
277 /**
278  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
279  * @cpu: CPU number to query
280  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
281  * counters if NULL.
282  *
283  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
284  * CPU, in microseconds.
285  *
286  * This time is measured via accounting rather than sampling,
287  * and is as accurate as ktime_get() is.
288  *
289  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
290  */
291 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
292 {
293         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
294         ktime_t now, iowait;
295
296         if (!tick_nohz_enabled)
297                 return -1;
298
299         now = ktime_get();
300         if (last_update_time) {
301                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
302                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
303         } else {
304                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
305                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
306
307                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
308                 } else {
309                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
310                 }
311         }
312
313         return ktime_to_us(iowait);
314 }
315 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
316
317 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
318                                          ktime_t now, int cpu)
319 {
320         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
321         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
322         unsigned long rcu_delta_jiffies;
323         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
324         u64 time_delta;
325
326         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
327         do {
328                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
329                 last_update = last_jiffies_update;
330                 last_jiffies = jiffies;
331                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
332         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
333
334         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) || printk_needs_cpu(cpu) ||
335             arch_needs_cpu(cpu)) {
336                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
337                 delta_jiffies = 1;
338         } else {
339                 /* Get the next timer wheel timer */
340                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
341                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
342                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
343                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
344                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
345                 }
346         }
347         /*
348          * Do not stop the tick, if we are only one off
349          * or if the cpu is required for rcu
350          */
351         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
352                 goto out;
353
354         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
355         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
356
357                 /*
358                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
359                  * give up the assignment and let it be taken by the
360                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
361                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
362                  * jiffies might be stale and do_timer() never
363                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
364                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
365                  * the one which had the do_timer() duty last, we
366                  * limit the sleep time to the timekeeping
367                  * max_deferement value which we retrieved
368                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
369                  */
370                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
371                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
372                         ts->do_timer_last = 1;
373                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
374                         time_delta = KTIME_MAX;
375                         ts->do_timer_last = 0;
376                 } else if (!ts->do_timer_last) {
377                         time_delta = KTIME_MAX;
378                 }
379
380                 /*
381                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
382                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
383                  * that there is no timer pending or at least extremely
384                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
385                  * case we set the expiry to the end of time.
386                  */
387                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
388                         /*
389                          * Calculate the time delta for the next timer event.
390                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
391                          * permitted by the current clocksource then adjust
392                          * the time delta accordingly to ensure the
393                          * clocksource does not wrap.
394                          */
395                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
396                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
397                 }
398
399                 if (time_delta < KTIME_MAX)
400                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
401                 else
402                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
403
404                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
405                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
406                         goto out;
407
408                 ret = expires;
409
410                 /*
411                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
412                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
413                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
414                  * first call we save the current tick time, so we can restart
415                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
416                  */
417                 if (!ts->tick_stopped) {
418                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
419                         calc_load_enter_idle();
420
421                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
422                         ts->tick_stopped = 1;
423                 }
424
425                 /*
426                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
427                  * in this case we simply stop the tick timer.
428                  */
429                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
430                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
431                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
432                         goto out;
433                 }
434
435                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
436                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
437                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
438                         /* Check, if the timer was already in the past */
439                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
440                                 goto out;
441                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
442                                 goto out;
443                 /*
444                  * We are past the event already. So we crossed a
445                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
446                  * softirq.
447                  */
448                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
449         }
450         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
451 out:
452         ts->next_jiffies = next_jiffies;
453         ts->last_jiffies = last_jiffies;
454         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
455
456         return ret;
457 }
458
459 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
460 {
461         /*
462          * If this cpu is offline and it is the one which updates
463          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
464          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
465          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
466          * invoked.
467          */
468         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
469                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
470                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
471         }
472
473         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
474                 return false;
475
476         if (need_resched())
477                 return false;
478
479         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
480                 static int ratelimit;
481
482                 if (ratelimit < 10 &&
483                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
484                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
485                                (unsigned int) local_softirq_pending());
486                         ratelimit++;
487                 }
488                 return false;
489         }
490
491         return true;
492 }
493
494 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
495 {
496         ktime_t now, expires;
497         int cpu = smp_processor_id();
498
499         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
500
501         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
502                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
503
504                 ts->idle_calls++;
505
506                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
507                 if (expires.tv64 > 0LL) {
508                         ts->idle_sleeps++;
509                         ts->idle_expires = expires;
510                 }
511
512                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
513                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
514         }
515 }
516
517 /**
518  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
519  *
520  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
521  * Called when we start the idle loop.
522  *
523  * The arch is responsible of calling:
524  *
525  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
526  *  to sleep.
527  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
528  */
529 void tick_nohz_idle_enter(void)
530 {
531         struct tick_sched *ts;
532
533         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
534
535         /*
536          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
537          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
538          * State will be updated to busy during the first busy tick after
539          * exiting idle.
540          */
541         set_cpu_sd_state_idle();
542
543         local_irq_disable();
544
545         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
546         /*
547          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
548          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
549          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
550          */
551         ts->inidle = 1;
552         __tick_nohz_idle_enter(ts);
553
554         local_irq_enable();
555 }
556
557 /**
558  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
559  *
560  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
561  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
562  * an RCU callback, etc...
563  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
564  */
565 void tick_nohz_irq_exit(void)
566 {
567         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
568
569         if (!ts->inidle)
570                 return;
571
572         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
573         menu_hrtimer_cancel();
574         __tick_nohz_idle_enter(ts);
575 }
576
577 /**
578  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
579  *
580  * Called from power state control code with interrupts disabled
581  */
582 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
583 {
584         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
585
586         return ts->sleep_length;
587 }
588
589 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
590 {
591         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
592         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
593
594         while (1) {
595                 /* Forward the time to expire in the future */
596                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
597
598                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
599                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
600                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
601                         /* Check, if the timer was already in the past */
602                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
603                                 break;
604                 } else {
605                         if (!tick_program_event(
606                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
607                                 break;
608                 }
609                 /* Reread time and update jiffies */
610                 now = ktime_get();
611                 tick_do_update_jiffies64(now);
612         }
613 }
614
615 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
616 {
617         /* Update jiffies first */
618         tick_do_update_jiffies64(now);
619         update_cpu_load_nohz();
620
621         calc_load_exit_idle();
622         touch_softlockup_watchdog();
623         /*
624          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
625          */
626         ts->tick_stopped  = 0;
627         ts->idle_exittime = now;
628
629         tick_nohz_restart(ts, now);
630 }
631
632 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
633 {
634 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
635         unsigned long ticks;
636         /*
637          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
638          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
639          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
640          */
641         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
642         /*
643          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
644          */
645         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
646                 account_idle_ticks(ticks);
647 #endif
648 }
649
650 /**
651  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
652  *
653  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
654  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
655  * can use RCU again after this function is called.
656  */
657 void tick_nohz_idle_exit(void)
658 {
659         int cpu = smp_processor_id();
660         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
661         ktime_t now;
662
663         local_irq_disable();
664
665         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
666
667         ts->inidle = 0;
668
669         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
670         menu_hrtimer_cancel();
671         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
672                 now = ktime_get();
673
674         if (ts->idle_active)
675                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
676
677         if (ts->tick_stopped) {
678                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
679                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
680         }
681
682         local_irq_enable();
683 }
684
685 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
686 {
687         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
688         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
689 }
690
691 /*
692  * The nohz low res interrupt handler
693  */
694 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
695 {
696         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
697         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
698         ktime_t now = ktime_get();
699
700         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
701
702         tick_sched_do_timer(now);
703         tick_sched_handle(ts, regs);
704
705         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
706                 now = ktime_get();
707                 tick_do_update_jiffies64(now);
708         }
709 }
710
711 /**
712  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
713  */
714 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
715 {
716         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
717         ktime_t next;
718
719         if (!tick_nohz_enabled)
720                 return;
721
722         local_irq_disable();
723         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
724                 local_irq_enable();
725                 return;
726         }
727
728         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
729
730         /*
731          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
732          * hrtimer_forward with the highres code.
733          */
734         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
735         /* Get the next period */
736         next = tick_init_jiffy_update();
737
738         for (;;) {
739                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
740                 if (!tick_program_event(next, 0))
741                         break;
742                 next = ktime_add(next, tick_period);
743         }
744         local_irq_enable();
745 }
746
747 /*
748  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
749  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
750  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
751  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
752  * the first place.
753  *
754  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
755  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
756  * when idle is left.
757  */
758 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
759 {
760 #if 0
761         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
762
763         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
764         ktime_t delta;
765
766         /*
767          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
768          * already reached or less/equal than the tick period.
769          */
770         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
771         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
772                 return;
773
774         tick_nohz_restart(ts, now);
775 #endif
776 }
777
778 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
779 {
780         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
781         ktime_t now;
782
783         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
784                 return;
785         now = ktime_get();
786         if (ts->idle_active)
787                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
788         if (ts->tick_stopped) {
789                 tick_nohz_update_jiffies(now);
790                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
791         }
792 }
793
794 #else
795
796 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
797 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
798
799 #endif /* NO_HZ */
800
801 /*
802  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
803  */
804 void tick_check_idle(int cpu)
805 {
806         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
807         tick_check_nohz(cpu);
808 }
809
810 /*
811  * High resolution timer specific code
812  */
813 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
814 /*
815  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
816  * Called with interrupts disabled.
817  */
818 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
819 {
820         struct tick_sched *ts =
821                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
822         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
823         ktime_t now = ktime_get();
824
825         tick_sched_do_timer(now);
826
827         /*
828          * Do not call, when we are not in irq context and have
829          * no valid regs pointer
830          */
831         if (regs)
832                 tick_sched_handle(ts, regs);
833
834         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
835
836         return HRTIMER_RESTART;
837 }
838
839 static int sched_skew_tick;
840
841 static int __init skew_tick(char *str)
842 {
843         get_option(&str, &sched_skew_tick);
844
845         return 0;
846 }
847 early_param("skew_tick", skew_tick);
848
849 /**
850  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
851  */
852 void tick_setup_sched_timer(void)
853 {
854         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
855         ktime_t now = ktime_get();
856
857         /*
858          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
859          */
860         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
861         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
862
863         /* Get the next period (per cpu) */
864         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
865
866         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
867         if (sched_skew_tick) {
868                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
869                 do_div(offset, num_possible_cpus());
870                 offset *= smp_processor_id();
871                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
872         }
873
874         for (;;) {
875                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
876                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
877                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
878                 /* Check, if the timer was already in the past */
879                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
880                         break;
881                 now = ktime_get();
882         }
883
884 #ifdef CONFIG_NO_HZ
885         if (tick_nohz_enabled)
886                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
887 #endif
888 }
889 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
890
891 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
892 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
893 {
894         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
895
896 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
897         if (ts->sched_timer.base)
898                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
899 # endif
900
901         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
902 }
903 #endif
904
905 /**
906  * Async notification about clocksource changes
907  */
908 void tick_clock_notify(void)
909 {
910         int cpu;
911
912         for_each_possible_cpu(cpu)
913                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
914 }
915
916 /*
917  * Async notification about clock event changes
918  */
919 void tick_oneshot_notify(void)
920 {
921         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
922
923         set_bit(0, &ts->check_clocks);
924 }
925
926 /**
927  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
928  *
929  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
930  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
931  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
932  * or runtime).
933  */
934 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
935 {
936         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
937
938         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
939                 return 0;
940
941         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
942                 return 0;
943
944         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
945                 return 0;
946
947         if (!allow_nohz)
948                 return 1;
949
950         tick_nohz_switch_to_nohz();
951         return 0;
952 }