Merge branch 'nohz/printk-v8' into irq/core
[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 #include <linux/irq_work.h>
24
25 #include <asm/irq_regs.h>
26
27 #include "tick-internal.h"
28
29 /*
30  * Per cpu nohz control structure
31  */
32 DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
33
34 /*
35  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
36  */
37 static ktime_t last_jiffies_update;
38
39 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
40 {
41         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
42 }
43
44 /*
45  * Must be called with interrupts disabled !
46  */
47 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
48 {
49         unsigned long ticks = 0;
50         ktime_t delta;
51
52         /*
53          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
54          */
55         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
56         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
57                 return;
58
59         /* Reevalute with jiffies_lock held */
60         write_seqlock(&jiffies_lock);
61
62         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
63         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
64
65                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
66                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
67                                                 tick_period);
68
69                 /* Slow path for long timeouts */
70                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
71                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
72
73                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
74
75                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
76                                                            incr * ticks);
77                 }
78                 do_timer(++ticks);
79
80                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
81                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
82         }
83         write_sequnlock(&jiffies_lock);
84 }
85
86 /*
87  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
88  */
89 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
90 {
91         ktime_t period;
92
93         write_seqlock(&jiffies_lock);
94         /* Did we start the jiffies update yet ? */
95         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
96                 last_jiffies_update = tick_next_period;
97         period = last_jiffies_update;
98         write_sequnlock(&jiffies_lock);
99         return period;
100 }
101
102
103 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
104 {
105         int cpu = smp_processor_id();
106
107 #ifdef CONFIG_NO_HZ
108         /*
109          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
110          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
111          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
112          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
113          * jiffies_lock.
114          */
115         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
116                 tick_do_timer_cpu = cpu;
117 #endif
118
119         /* Check, if the jiffies need an update */
120         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
121                 tick_do_update_jiffies64(now);
122 }
123
124 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
125 {
126 #ifdef CONFIG_NO_HZ
127         /*
128          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
129          * the watchdog as we might not schedule for a really long
130          * time. This happens on complete idle SMP systems while
131          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
132          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
133          * when we go busy again does not account too much ticks.
134          */
135         if (ts->tick_stopped) {
136                 touch_softlockup_watchdog();
137                 if (is_idle_task(current))
138                         ts->idle_jiffies++;
139         }
140 #endif
141         update_process_times(user_mode(regs));
142         profile_tick(CPU_PROFILING);
143 }
144
145 /*
146  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
147  */
148 #ifdef CONFIG_NO_HZ
149 /*
150  * NO HZ enabled ?
151  */
152 int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
153
154 /*
155  * Enable / Disable tickless mode
156  */
157 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
158 {
159         if (!strcmp(str, "off"))
160                 tick_nohz_enabled = 0;
161         else if (!strcmp(str, "on"))
162                 tick_nohz_enabled = 1;
163         else
164                 return 0;
165         return 1;
166 }
167
168 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
169
170 /**
171  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
172  *
173  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
174  *
175  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
176  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
177  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
178  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
179  */
180 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
181 {
182         int cpu = smp_processor_id();
183         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
184         unsigned long flags;
185
186         ts->idle_waketime = now;
187
188         local_irq_save(flags);
189         tick_do_update_jiffies64(now);
190         local_irq_restore(flags);
191
192         touch_softlockup_watchdog();
193 }
194
195 /*
196  * Updates the per cpu time idle statistics counters
197  */
198 static void
199 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
200 {
201         ktime_t delta;
202
203         if (ts->idle_active) {
204                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
205                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
206                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
207                 else
208                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
209                 ts->idle_entrytime = now;
210         }
211
212         if (last_update_time)
213                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
214
215 }
216
217 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
218 {
219         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
220
221         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
222         ts->idle_active = 0;
223
224         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
225 }
226
227 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
228 {
229         ktime_t now = ktime_get();
230
231         ts->idle_entrytime = now;
232         ts->idle_active = 1;
233         sched_clock_idle_sleep_event();
234         return now;
235 }
236
237 /**
238  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
239  * @cpu: CPU number to query
240  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
241  * counters if NULL.
242  *
243  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
244  * CPU, in microseconds.
245  *
246  * This time is measured via accounting rather than sampling,
247  * and is as accurate as ktime_get() is.
248  *
249  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
250  */
251 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
252 {
253         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
254         ktime_t now, idle;
255
256         if (!tick_nohz_enabled)
257                 return -1;
258
259         now = ktime_get();
260         if (last_update_time) {
261                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
262                 idle = ts->idle_sleeptime;
263         } else {
264                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
265                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
266
267                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
268                 } else {
269                         idle = ts->idle_sleeptime;
270                 }
271         }
272
273         return ktime_to_us(idle);
274
275 }
276 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
277
278 /**
279  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
280  * @cpu: CPU number to query
281  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
282  * counters if NULL.
283  *
284  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
285  * CPU, in microseconds.
286  *
287  * This time is measured via accounting rather than sampling,
288  * and is as accurate as ktime_get() is.
289  *
290  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
291  */
292 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
293 {
294         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
295         ktime_t now, iowait;
296
297         if (!tick_nohz_enabled)
298                 return -1;
299
300         now = ktime_get();
301         if (last_update_time) {
302                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
303                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
304         } else {
305                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
306                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
307
308                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
309                 } else {
310                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
311                 }
312         }
313
314         return ktime_to_us(iowait);
315 }
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
317
318 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
319                                          ktime_t now, int cpu)
320 {
321         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
322         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
323         unsigned long rcu_delta_jiffies;
324         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
325         u64 time_delta;
326
327         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
328         do {
329                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
330                 last_update = last_jiffies_update;
331                 last_jiffies = jiffies;
332                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
333         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
334
335         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) ||
336             arch_needs_cpu(cpu) || irq_work_needs_cpu()) {
337                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
338                 delta_jiffies = 1;
339         } else {
340                 /* Get the next timer wheel timer */
341                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
342                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
343                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
344                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
345                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
346                 }
347         }
348         /*
349          * Do not stop the tick, if we are only one off
350          * or if the cpu is required for rcu
351          */
352         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
353                 goto out;
354
355         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
356         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
357
358                 /*
359                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
360                  * give up the assignment and let it be taken by the
361                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
362                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
363                  * jiffies might be stale and do_timer() never
364                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
365                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
366                  * the one which had the do_timer() duty last, we
367                  * limit the sleep time to the timekeeping
368                  * max_deferement value which we retrieved
369                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
370                  */
371                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
372                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
373                         ts->do_timer_last = 1;
374                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
375                         time_delta = KTIME_MAX;
376                         ts->do_timer_last = 0;
377                 } else if (!ts->do_timer_last) {
378                         time_delta = KTIME_MAX;
379                 }
380
381                 /*
382                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
383                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
384                  * that there is no timer pending or at least extremely
385                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
386                  * case we set the expiry to the end of time.
387                  */
388                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
389                         /*
390                          * Calculate the time delta for the next timer event.
391                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
392                          * permitted by the current clocksource then adjust
393                          * the time delta accordingly to ensure the
394                          * clocksource does not wrap.
395                          */
396                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
397                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
398                 }
399
400                 if (time_delta < KTIME_MAX)
401                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
402                 else
403                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
404
405                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
406                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
407                         goto out;
408
409                 ret = expires;
410
411                 /*
412                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
413                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
414                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
415                  * first call we save the current tick time, so we can restart
416                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
417                  */
418                 if (!ts->tick_stopped) {
419                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
420                         calc_load_enter_idle();
421
422                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
423                         ts->tick_stopped = 1;
424                 }
425
426                 /*
427                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
428                  * in this case we simply stop the tick timer.
429                  */
430                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
431                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
432                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
433                         goto out;
434                 }
435
436                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
437                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
438                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
439                         /* Check, if the timer was already in the past */
440                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
441                                 goto out;
442                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
443                                 goto out;
444                 /*
445                  * We are past the event already. So we crossed a
446                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
447                  * softirq.
448                  */
449                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
450         }
451         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
452 out:
453         ts->next_jiffies = next_jiffies;
454         ts->last_jiffies = last_jiffies;
455         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
456
457         return ret;
458 }
459
460 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
461 {
462         /*
463          * If this cpu is offline and it is the one which updates
464          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
465          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
466          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
467          * invoked.
468          */
469         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
470                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
471                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
472         }
473
474         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
475                 return false;
476
477         if (need_resched())
478                 return false;
479
480         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
481                 static int ratelimit;
482
483                 if (ratelimit < 10 &&
484                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
485                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
486                                (unsigned int) local_softirq_pending());
487                         ratelimit++;
488                 }
489                 return false;
490         }
491
492         return true;
493 }
494
495 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
496 {
497         ktime_t now, expires;
498         int cpu = smp_processor_id();
499
500         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
501
502         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
503                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
504
505                 ts->idle_calls++;
506
507                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
508                 if (expires.tv64 > 0LL) {
509                         ts->idle_sleeps++;
510                         ts->idle_expires = expires;
511                 }
512
513                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
514                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
515         }
516 }
517
518 /**
519  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
520  *
521  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
522  * Called when we start the idle loop.
523  *
524  * The arch is responsible of calling:
525  *
526  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
527  *  to sleep.
528  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
529  */
530 void tick_nohz_idle_enter(void)
531 {
532         struct tick_sched *ts;
533
534         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
535
536         /*
537          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
538          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
539          * State will be updated to busy during the first busy tick after
540          * exiting idle.
541          */
542         set_cpu_sd_state_idle();
543
544         local_irq_disable();
545
546         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
547         /*
548          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
549          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
550          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
551          */
552         ts->inidle = 1;
553         __tick_nohz_idle_enter(ts);
554
555         local_irq_enable();
556 }
557
558 /**
559  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
560  *
561  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
562  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
563  * an RCU callback, etc...
564  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
565  */
566 void tick_nohz_irq_exit(void)
567 {
568         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
569
570         if (!ts->inidle)
571                 return;
572
573         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
574         menu_hrtimer_cancel();
575         __tick_nohz_idle_enter(ts);
576 }
577
578 /**
579  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
580  *
581  * Called from power state control code with interrupts disabled
582  */
583 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
584 {
585         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
586
587         return ts->sleep_length;
588 }
589
590 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
591 {
592         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
593         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
594
595         while (1) {
596                 /* Forward the time to expire in the future */
597                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
598
599                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
600                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
601                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
602                         /* Check, if the timer was already in the past */
603                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
604                                 break;
605                 } else {
606                         if (!tick_program_event(
607                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
608                                 break;
609                 }
610                 /* Reread time and update jiffies */
611                 now = ktime_get();
612                 tick_do_update_jiffies64(now);
613         }
614 }
615
616 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
617 {
618         /* Update jiffies first */
619         tick_do_update_jiffies64(now);
620         update_cpu_load_nohz();
621
622         calc_load_exit_idle();
623         touch_softlockup_watchdog();
624         /*
625          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
626          */
627         ts->tick_stopped  = 0;
628         ts->idle_exittime = now;
629
630         tick_nohz_restart(ts, now);
631 }
632
633 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
634 {
635 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
636         unsigned long ticks;
637         /*
638          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
639          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
640          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
641          */
642         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
643         /*
644          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
645          */
646         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
647                 account_idle_ticks(ticks);
648 #endif
649 }
650
651 /**
652  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
653  *
654  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
655  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
656  * can use RCU again after this function is called.
657  */
658 void tick_nohz_idle_exit(void)
659 {
660         int cpu = smp_processor_id();
661         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
662         ktime_t now;
663
664         local_irq_disable();
665
666         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
667
668         ts->inidle = 0;
669
670         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
671         menu_hrtimer_cancel();
672         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
673                 now = ktime_get();
674
675         if (ts->idle_active)
676                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
677
678         if (ts->tick_stopped) {
679                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
680                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
681         }
682
683         local_irq_enable();
684 }
685
686 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
687 {
688         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
689         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
690 }
691
692 /*
693  * The nohz low res interrupt handler
694  */
695 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
696 {
697         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
698         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
699         ktime_t now = ktime_get();
700
701         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
702
703         tick_sched_do_timer(now);
704         tick_sched_handle(ts, regs);
705
706         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
707                 now = ktime_get();
708                 tick_do_update_jiffies64(now);
709         }
710 }
711
712 /**
713  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
714  */
715 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
716 {
717         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
718         ktime_t next;
719
720         if (!tick_nohz_enabled)
721                 return;
722
723         local_irq_disable();
724         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
725                 local_irq_enable();
726                 return;
727         }
728
729         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
730
731         /*
732          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
733          * hrtimer_forward with the highres code.
734          */
735         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
736         /* Get the next period */
737         next = tick_init_jiffy_update();
738
739         for (;;) {
740                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
741                 if (!tick_program_event(next, 0))
742                         break;
743                 next = ktime_add(next, tick_period);
744         }
745         local_irq_enable();
746 }
747
748 /*
749  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
750  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
751  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
752  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
753  * the first place.
754  *
755  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
756  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
757  * when idle is left.
758  */
759 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
760 {
761 #if 0
762         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
763
764         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
765         ktime_t delta;
766
767         /*
768          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
769          * already reached or less/equal than the tick period.
770          */
771         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
772         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
773                 return;
774
775         tick_nohz_restart(ts, now);
776 #endif
777 }
778
779 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
780 {
781         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
782         ktime_t now;
783
784         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
785                 return;
786         now = ktime_get();
787         if (ts->idle_active)
788                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
789         if (ts->tick_stopped) {
790                 tick_nohz_update_jiffies(now);
791                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
792         }
793 }
794
795 #else
796
797 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
798 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
799
800 #endif /* NO_HZ */
801
802 /*
803  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
804  */
805 void tick_check_idle(int cpu)
806 {
807         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
808         tick_check_nohz(cpu);
809 }
810
811 /*
812  * High resolution timer specific code
813  */
814 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
815 /*
816  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
817  * Called with interrupts disabled.
818  */
819 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
820 {
821         struct tick_sched *ts =
822                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
823         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
824         ktime_t now = ktime_get();
825
826         tick_sched_do_timer(now);
827
828         /*
829          * Do not call, when we are not in irq context and have
830          * no valid regs pointer
831          */
832         if (regs)
833                 tick_sched_handle(ts, regs);
834
835         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
836
837         return HRTIMER_RESTART;
838 }
839
840 static int sched_skew_tick;
841
842 static int __init skew_tick(char *str)
843 {
844         get_option(&str, &sched_skew_tick);
845
846         return 0;
847 }
848 early_param("skew_tick", skew_tick);
849
850 /**
851  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
852  */
853 void tick_setup_sched_timer(void)
854 {
855         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
856         ktime_t now = ktime_get();
857
858         /*
859          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
860          */
861         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
862         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
863
864         /* Get the next period (per cpu) */
865         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
866
867         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
868         if (sched_skew_tick) {
869                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
870                 do_div(offset, num_possible_cpus());
871                 offset *= smp_processor_id();
872                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
873         }
874
875         for (;;) {
876                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
877                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
878                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
879                 /* Check, if the timer was already in the past */
880                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
881                         break;
882                 now = ktime_get();
883         }
884
885 #ifdef CONFIG_NO_HZ
886         if (tick_nohz_enabled)
887                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
888 #endif
889 }
890 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
891
892 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
893 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
894 {
895         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
896
897 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
898         if (ts->sched_timer.base)
899                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
900 # endif
901
902         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
903 }
904 #endif
905
906 /**
907  * Async notification about clocksource changes
908  */
909 void tick_clock_notify(void)
910 {
911         int cpu;
912
913         for_each_possible_cpu(cpu)
914                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
915 }
916
917 /*
918  * Async notification about clock event changes
919  */
920 void tick_oneshot_notify(void)
921 {
922         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
923
924         set_bit(0, &ts->check_clocks);
925 }
926
927 /**
928  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
929  *
930  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
931  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
932  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
933  * or runtime).
934  */
935 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
936 {
937         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
938
939         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
940                 return 0;
941
942         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
943                 return 0;
944
945         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
946                 return 0;
947
948         if (!allow_nohz)
949                 return 1;
950
951         tick_nohz_switch_to_nohz();
952         return 0;
953 }