]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/time/tick-sched.c
0f411a4690a0cae8fc52adce31b37e1b14ff119b
[karo-tx-linux.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/signal.h>
22 #include <linux/sched/clock.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/irq_work.h>
25 #include <linux/posix-timers.h>
26 #include <linux/context_tracking.h>
27
28 #include <asm/irq_regs.h>
29
30 #include "tick-internal.h"
31
32 #include <trace/events/timer.h>
33
34 /*
35  * Per-CPU nohz control structure
36  */
37 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
38
39 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
40 {
41         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
42 }
43
44 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
45 /*
46  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
47  */
48 static ktime_t last_jiffies_update;
49
50 /*
51  * Must be called with interrupts disabled !
52  */
53 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
54 {
55         unsigned long ticks = 0;
56         ktime_t delta;
57
58         /*
59          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
60          */
61         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
62         if (delta < tick_period)
63                 return;
64
65         /* Reevaluate with jiffies_lock held */
66         write_seqlock(&jiffies_lock);
67
68         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
69         if (delta >= tick_period) {
70
71                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
72                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
73                                                 tick_period);
74
75                 /* Slow path for long timeouts */
76                 if (unlikely(delta >= tick_period)) {
77                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
78
79                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
80
81                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
82                                                            incr * ticks);
83                 }
84                 do_timer(++ticks);
85
86                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
87                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
88         } else {
89                 write_sequnlock(&jiffies_lock);
90                 return;
91         }
92         write_sequnlock(&jiffies_lock);
93         update_wall_time();
94 }
95
96 /*
97  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
98  */
99 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
100 {
101         ktime_t period;
102
103         write_seqlock(&jiffies_lock);
104         /* Did we start the jiffies update yet ? */
105         if (last_jiffies_update == 0)
106                 last_jiffies_update = tick_next_period;
107         period = last_jiffies_update;
108         write_sequnlock(&jiffies_lock);
109         return period;
110 }
111
112
113 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
114 {
115         int cpu = smp_processor_id();
116
117 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
118         /*
119          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
120          * concurrency: This happens only when the CPU in charge went
121          * into a long sleep. If two CPUs happen to assign themselves to
122          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
123          * jiffies_lock.
124          */
125         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
126             && !tick_nohz_full_cpu(cpu))
127                 tick_do_timer_cpu = cpu;
128 #endif
129
130         /* Check, if the jiffies need an update */
131         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
132                 tick_do_update_jiffies64(now);
133 }
134
135 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
136 {
137 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
138         /*
139          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
140          * the watchdog as we might not schedule for a really long
141          * time. This happens on complete idle SMP systems while
142          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
143          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
144          * when we go busy again does not account too much ticks.
145          */
146         if (ts->tick_stopped) {
147                 touch_softlockup_watchdog_sched();
148                 if (is_idle_task(current))
149                         ts->idle_jiffies++;
150         }
151 #endif
152         update_process_times(user_mode(regs));
153         profile_tick(CPU_PROFILING);
154 }
155 #endif
156
157 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
158 cpumask_var_t tick_nohz_full_mask;
159 cpumask_var_t housekeeping_mask;
160 bool tick_nohz_full_running;
161 static atomic_t tick_dep_mask;
162
163 static bool check_tick_dependency(atomic_t *dep)
164 {
165         int val = atomic_read(dep);
166
167         if (val & TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER) {
168                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER);
169                 return true;
170         }
171
172         if (val & TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS) {
173                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS);
174                 return true;
175         }
176
177         if (val & TICK_DEP_MASK_SCHED) {
178                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_SCHED);
179                 return true;
180         }
181
182         if (val & TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE) {
183                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE);
184                 return true;
185         }
186
187         return false;
188 }
189
190 static bool can_stop_full_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
191 {
192         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
193
194         if (unlikely(!cpu_online(cpu)))
195                 return false;
196
197         if (check_tick_dependency(&tick_dep_mask))
198                 return false;
199
200         if (check_tick_dependency(&ts->tick_dep_mask))
201                 return false;
202
203         if (check_tick_dependency(&current->tick_dep_mask))
204                 return false;
205
206         if (check_tick_dependency(&current->signal->tick_dep_mask))
207                 return false;
208
209         return true;
210 }
211
212 static void nohz_full_kick_func(struct irq_work *work)
213 {
214         /* Empty, the tick restart happens on tick_nohz_irq_exit() */
215 }
216
217 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, nohz_full_kick_work) = {
218         .func = nohz_full_kick_func,
219 };
220
221 /*
222  * Kick this CPU if it's full dynticks in order to force it to
223  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
224  * This kick, unlike tick_nohz_full_kick_cpu() and tick_nohz_full_kick_all(),
225  * is NMI safe.
226  */
227 static void tick_nohz_full_kick(void)
228 {
229         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
230                 return;
231
232         irq_work_queue(this_cpu_ptr(&nohz_full_kick_work));
233 }
234
235 /*
236  * Kick the CPU if it's full dynticks in order to force it to
237  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
238  */
239 void tick_nohz_full_kick_cpu(int cpu)
240 {
241         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
242                 return;
243
244         irq_work_queue_on(&per_cpu(nohz_full_kick_work, cpu), cpu);
245 }
246
247 /*
248  * Kick all full dynticks CPUs in order to force these to re-evaluate
249  * their dependency on the tick and restart it if necessary.
250  */
251 static void tick_nohz_full_kick_all(void)
252 {
253         int cpu;
254
255         if (!tick_nohz_full_running)
256                 return;
257
258         preempt_disable();
259         for_each_cpu_and(cpu, tick_nohz_full_mask, cpu_online_mask)
260                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
261         preempt_enable();
262 }
263
264 static void tick_nohz_dep_set_all(atomic_t *dep,
265                                   enum tick_dep_bits bit)
266 {
267         int prev;
268
269         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), dep);
270         if (!prev)
271                 tick_nohz_full_kick_all();
272 }
273
274 /*
275  * Set a global tick dependency. Used by perf events that rely on freq and
276  * by unstable clock.
277  */
278 void tick_nohz_dep_set(enum tick_dep_bits bit)
279 {
280         tick_nohz_dep_set_all(&tick_dep_mask, bit);
281 }
282
283 void tick_nohz_dep_clear(enum tick_dep_bits bit)
284 {
285         atomic_andnot(BIT(bit), &tick_dep_mask);
286 }
287
288 /*
289  * Set per-CPU tick dependency. Used by scheduler and perf events in order to
290  * manage events throttling.
291  */
292 void tick_nohz_dep_set_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
293 {
294         int prev;
295         struct tick_sched *ts;
296
297         ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
298
299         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
300         if (!prev) {
301                 preempt_disable();
302                 /* Perf needs local kick that is NMI safe */
303                 if (cpu == smp_processor_id()) {
304                         tick_nohz_full_kick();
305                 } else {
306                         /* Remote irq work not NMI-safe */
307                         if (!WARN_ON_ONCE(in_nmi()))
308                                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
309                 }
310                 preempt_enable();
311         }
312 }
313
314 void tick_nohz_dep_clear_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
315 {
316         struct tick_sched *ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
317
318         atomic_andnot(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
319 }
320
321 /*
322  * Set a per-task tick dependency. Posix CPU timers need this in order to elapse
323  * per task timers.
324  */
325 void tick_nohz_dep_set_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
326 {
327         /*
328          * We could optimize this with just kicking the target running the task
329          * if that noise matters for nohz full users.
330          */
331         tick_nohz_dep_set_all(&tsk->tick_dep_mask, bit);
332 }
333
334 void tick_nohz_dep_clear_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
335 {
336         atomic_andnot(BIT(bit), &tsk->tick_dep_mask);
337 }
338
339 /*
340  * Set a per-taskgroup tick dependency. Posix CPU timers need this in order to elapse
341  * per process timers.
342  */
343 void tick_nohz_dep_set_signal(struct signal_struct *sig, enum tick_dep_bits bit)
344 {
345         tick_nohz_dep_set_all(&sig->tick_dep_mask, bit);
346 }
347
348 void tick_nohz_dep_clear_signal(struct signal_struct *sig, enum tick_dep_bits bit)
349 {
350         atomic_andnot(BIT(bit), &sig->tick_dep_mask);
351 }
352
353 /*
354  * Re-evaluate the need for the tick as we switch the current task.
355  * It might need the tick due to per task/process properties:
356  * perf events, posix CPU timers, ...
357  */
358 void __tick_nohz_task_switch(void)
359 {
360         unsigned long flags;
361         struct tick_sched *ts;
362
363         local_irq_save(flags);
364
365         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
366                 goto out;
367
368         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
369
370         if (ts->tick_stopped) {
371                 if (atomic_read(&current->tick_dep_mask) ||
372                     atomic_read(&current->signal->tick_dep_mask))
373                         tick_nohz_full_kick();
374         }
375 out:
376         local_irq_restore(flags);
377 }
378
379 /* Parse the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
380 static int __init tick_nohz_full_setup(char *str)
381 {
382         alloc_bootmem_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask);
383         if (cpulist_parse(str, tick_nohz_full_mask) < 0) {
384                 pr_warn("NO_HZ: Incorrect nohz_full cpumask\n");
385                 free_bootmem_cpumask_var(tick_nohz_full_mask);
386                 return 1;
387         }
388         tick_nohz_full_running = true;
389
390         return 1;
391 }
392 __setup("nohz_full=", tick_nohz_full_setup);
393
394 static int tick_nohz_cpu_down(unsigned int cpu)
395 {
396         /*
397          * The boot CPU handles housekeeping duty (unbound timers,
398          * workqueues, timekeeping, ...) on behalf of full dynticks
399          * CPUs. It must remain online when nohz full is enabled.
400          */
401         if (tick_nohz_full_running && tick_do_timer_cpu == cpu)
402                 return -EBUSY;
403         return 0;
404 }
405
406 static int tick_nohz_init_all(void)
407 {
408         int err = -1;
409
410 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL
411         if (!alloc_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask, GFP_KERNEL)) {
412                 WARN(1, "NO_HZ: Can't allocate full dynticks cpumask\n");
413                 return err;
414         }
415         err = 0;
416         cpumask_setall(tick_nohz_full_mask);
417         tick_nohz_full_running = true;
418 #endif
419         return err;
420 }
421
422 void __init tick_nohz_init(void)
423 {
424         int cpu, ret;
425
426         if (!tick_nohz_full_running) {
427                 if (tick_nohz_init_all() < 0)
428                         return;
429         }
430
431         if (!alloc_cpumask_var(&housekeeping_mask, GFP_KERNEL)) {
432                 WARN(1, "NO_HZ: Can't allocate not-full dynticks cpumask\n");
433                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
434                 tick_nohz_full_running = false;
435                 return;
436         }
437
438         /*
439          * Full dynticks uses irq work to drive the tick rescheduling on safe
440          * locking contexts. But then we need irq work to raise its own
441          * interrupts to avoid circular dependency on the tick
442          */
443         if (!arch_irq_work_has_interrupt()) {
444                 pr_warn("NO_HZ: Can't run full dynticks because arch doesn't support irq work self-IPIs\n");
445                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
446                 cpumask_copy(housekeeping_mask, cpu_possible_mask);
447                 tick_nohz_full_running = false;
448                 return;
449         }
450
451         cpu = smp_processor_id();
452
453         if (cpumask_test_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)) {
454                 pr_warn("NO_HZ: Clearing %d from nohz_full range for timekeeping\n",
455                         cpu);
456                 cpumask_clear_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask);
457         }
458
459         cpumask_andnot(housekeeping_mask,
460                        cpu_possible_mask, tick_nohz_full_mask);
461
462         for_each_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)
463                 context_tracking_cpu_set(cpu);
464
465         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
466                                         "kernel/nohz:predown", NULL,
467                                         tick_nohz_cpu_down);
468         WARN_ON(ret < 0);
469         pr_info("NO_HZ: Full dynticks CPUs: %*pbl.\n",
470                 cpumask_pr_args(tick_nohz_full_mask));
471
472         /*
473          * We need at least one CPU to handle housekeeping work such
474          * as timekeeping, unbound timers, workqueues, ...
475          */
476         WARN_ON_ONCE(cpumask_empty(housekeeping_mask));
477 }
478 #endif
479
480 /*
481  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
482  */
483 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
484 /*
485  * NO HZ enabled ?
486  */
487 bool tick_nohz_enabled __read_mostly  = true;
488 unsigned long tick_nohz_active  __read_mostly;
489 /*
490  * Enable / Disable tickless mode
491  */
492 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
493 {
494         return (kstrtobool(str, &tick_nohz_enabled) == 0);
495 }
496
497 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
498
499 int tick_nohz_tick_stopped(void)
500 {
501         return __this_cpu_read(tick_cpu_sched.tick_stopped);
502 }
503
504 /**
505  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
506  *
507  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
508  *
509  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
510  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
511  * value. We do this unconditionally on any CPU, as we don't know whether the
512  * CPU, which has the update task assigned is in a long sleep.
513  */
514 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
515 {
516         unsigned long flags;
517
518         __this_cpu_write(tick_cpu_sched.idle_waketime, now);
519
520         local_irq_save(flags);
521         tick_do_update_jiffies64(now);
522         local_irq_restore(flags);
523
524         touch_softlockup_watchdog_sched();
525 }
526
527 /*
528  * Updates the per-CPU time idle statistics counters
529  */
530 static void
531 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
532 {
533         ktime_t delta;
534
535         if (ts->idle_active) {
536                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
537                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
538                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
539                 else
540                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
541                 ts->idle_entrytime = now;
542         }
543
544         if (last_update_time)
545                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
546
547 }
548
549 static void tick_nohz_stop_idle(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
550 {
551         update_ts_time_stats(smp_processor_id(), ts, now, NULL);
552         ts->idle_active = 0;
553
554         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
555 }
556
557 static ktime_t tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
558 {
559         ktime_t now = ktime_get();
560
561         ts->idle_entrytime = now;
562         ts->idle_active = 1;
563         sched_clock_idle_sleep_event();
564         return now;
565 }
566
567 /**
568  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a CPU
569  * @cpu: CPU number to query
570  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
571  * counters if NULL.
572  *
573  * Return the cumulative idle time (since boot) for a given
574  * CPU, in microseconds.
575  *
576  * This time is measured via accounting rather than sampling,
577  * and is as accurate as ktime_get() is.
578  *
579  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
580  */
581 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
582 {
583         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
584         ktime_t now, idle;
585
586         if (!tick_nohz_active)
587                 return -1;
588
589         now = ktime_get();
590         if (last_update_time) {
591                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
592                 idle = ts->idle_sleeptime;
593         } else {
594                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
595                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
596
597                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
598                 } else {
599                         idle = ts->idle_sleeptime;
600                 }
601         }
602
603         return ktime_to_us(idle);
604
605 }
606 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
607
608 /**
609  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a CPU
610  * @cpu: CPU number to query
611  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
612  * counters if NULL.
613  *
614  * Return the cumulative iowait time (since boot) for a given
615  * CPU, in microseconds.
616  *
617  * This time is measured via accounting rather than sampling,
618  * and is as accurate as ktime_get() is.
619  *
620  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
621  */
622 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
623 {
624         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
625         ktime_t now, iowait;
626
627         if (!tick_nohz_active)
628                 return -1;
629
630         now = ktime_get();
631         if (last_update_time) {
632                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
633                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
634         } else {
635                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
636                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
637
638                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
639                 } else {
640                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
641                 }
642         }
643
644         return ktime_to_us(iowait);
645 }
646 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
647
648 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
649 {
650         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
651         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
652
653         /* Forward the time to expire in the future */
654         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
655
656         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
657                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
658         else
659                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
660 }
661
662 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
663                                          ktime_t now, int cpu)
664 {
665         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
666         u64 basemono, next_tick, next_tmr, next_rcu, delta, expires;
667         unsigned long seq, basejiff;
668         ktime_t tick;
669
670         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
671         do {
672                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
673                 basemono = last_jiffies_update;
674                 basejiff = jiffies;
675         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
676         ts->last_jiffies = basejiff;
677
678         if (rcu_needs_cpu(basemono, &next_rcu) ||
679             arch_needs_cpu() || irq_work_needs_cpu()) {
680                 next_tick = basemono + TICK_NSEC;
681         } else {
682                 /*
683                  * Get the next pending timer. If high resolution
684                  * timers are enabled this only takes the timer wheel
685                  * timers into account. If high resolution timers are
686                  * disabled this also looks at the next expiring
687                  * hrtimer.
688                  */
689                 next_tmr = get_next_timer_interrupt(basejiff, basemono);
690                 ts->next_timer = next_tmr;
691                 /* Take the next rcu event into account */
692                 next_tick = next_rcu < next_tmr ? next_rcu : next_tmr;
693         }
694
695         /*
696          * If the tick is due in the next period, keep it ticking or
697          * force prod the timer.
698          */
699         delta = next_tick - basemono;
700         if (delta <= (u64)TICK_NSEC) {
701                 tick = 0;
702
703                 /*
704                  * Tell the timer code that the base is not idle, i.e. undo
705                  * the effect of get_next_timer_interrupt():
706                  */
707                 timer_clear_idle();
708                 /*
709                  * We've not stopped the tick yet, and there's a timer in the
710                  * next period, so no point in stopping it either, bail.
711                  */
712                 if (!ts->tick_stopped)
713                         goto out;
714
715                 /*
716                  * If, OTOH, we did stop it, but there's a pending (expired)
717                  * timer reprogram the timer hardware to fire now.
718                  *
719                  * We will not restart the tick proper, just prod the timer
720                  * hardware into firing an interrupt to process the pending
721                  * timers. Just like tick_irq_exit() will not restart the tick
722                  * for 'normal' interrupts.
723                  *
724                  * Only once we exit the idle loop will we re-enable the tick,
725                  * see tick_nohz_idle_exit().
726                  */
727                 if (delta == 0) {
728                         tick_nohz_restart(ts, now);
729                         goto out;
730                 }
731         }
732
733         /*
734          * If this CPU is the one which updates jiffies, then give up
735          * the assignment and let it be taken by the CPU which runs
736          * the tick timer next, which might be this CPU as well. If we
737          * don't drop this here the jiffies might be stale and
738          * do_timer() never invoked. Keep track of the fact that it
739          * was the one which had the do_timer() duty last. If this CPU
740          * is the one which had the do_timer() duty last, we limit the
741          * sleep time to the timekeeping max_deferment value.
742          * Otherwise we can sleep as long as we want.
743          */
744         delta = timekeeping_max_deferment();
745         if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
746                 tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
747                 ts->do_timer_last = 1;
748         } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
749                 delta = KTIME_MAX;
750                 ts->do_timer_last = 0;
751         } else if (!ts->do_timer_last) {
752                 delta = KTIME_MAX;
753         }
754
755 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
756         /* Limit the tick delta to the maximum scheduler deferment */
757         if (!ts->inidle)
758                 delta = min(delta, scheduler_tick_max_deferment());
759 #endif
760
761         /* Calculate the next expiry time */
762         if (delta < (KTIME_MAX - basemono))
763                 expires = basemono + delta;
764         else
765                 expires = KTIME_MAX;
766
767         expires = min_t(u64, expires, next_tick);
768         tick = expires;
769
770         /* Skip reprogram of event if its not changed */
771         if (ts->tick_stopped && (expires == dev->next_event))
772                 goto out;
773
774         /*
775          * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
776          * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
777          * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
778          * first call we save the current tick time, so we can restart
779          * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
780          */
781         if (!ts->tick_stopped) {
782                 nohz_balance_enter_idle(cpu);
783                 calc_load_enter_idle();
784                 cpu_load_update_nohz_start();
785
786                 ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
787                 ts->tick_stopped = 1;
788                 trace_tick_stop(1, TICK_DEP_MASK_NONE);
789         }
790
791         /*
792          * If the expiration time == KTIME_MAX, then we simply stop
793          * the tick timer.
794          */
795         if (unlikely(expires == KTIME_MAX)) {
796                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
797                         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
798                 goto out;
799         }
800
801         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
802                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, tick, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
803         else
804                 tick_program_event(tick, 1);
805 out:
806         /* Update the estimated sleep length */
807         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
808         return tick;
809 }
810
811 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
812 {
813         /* Update jiffies first */
814         tick_do_update_jiffies64(now);
815         cpu_load_update_nohz_stop();
816
817         /*
818          * Clear the timer idle flag, so we avoid IPIs on remote queueing and
819          * the clock forward checks in the enqueue path:
820          */
821         timer_clear_idle();
822
823         calc_load_exit_idle();
824         touch_softlockup_watchdog_sched();
825         /*
826          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
827          */
828         ts->tick_stopped  = 0;
829         ts->idle_exittime = now;
830
831         tick_nohz_restart(ts, now);
832 }
833
834 static void tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts)
835 {
836 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
837         int cpu = smp_processor_id();
838
839         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
840                 return;
841
842         if (!ts->tick_stopped && ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)
843                 return;
844
845         if (can_stop_full_tick(cpu, ts))
846                 tick_nohz_stop_sched_tick(ts, ktime_get(), cpu);
847         else if (ts->tick_stopped)
848                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, ktime_get());
849 #endif
850 }
851
852 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
853 {
854         /*
855          * If this CPU is offline and it is the one which updates
856          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
857          * the CPU which runs the tick timer next. If we don't drop
858          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
859          * invoked.
860          */
861         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
862                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
863                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
864                 return false;
865         }
866
867         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)) {
868                 ts->sleep_length = NSEC_PER_SEC / HZ;
869                 return false;
870         }
871
872         if (need_resched())
873                 return false;
874
875         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
876                 static int ratelimit;
877
878                 if (ratelimit < 10 &&
879                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
880                         pr_warn("NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
881                                 (unsigned int) local_softirq_pending());
882                         ratelimit++;
883                 }
884                 return false;
885         }
886
887         if (tick_nohz_full_enabled()) {
888                 /*
889                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
890                  * if there are full dynticks CPUs around
891                  */
892                 if (tick_do_timer_cpu == cpu)
893                         return false;
894                 /*
895                  * Boot safety: make sure the timekeeping duty has been
896                  * assigned before entering dyntick-idle mode,
897                  */
898                 if (tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
899                         return false;
900         }
901
902         return true;
903 }
904
905 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
906 {
907         ktime_t now, expires;
908         int cpu = smp_processor_id();
909
910         now = tick_nohz_start_idle(ts);
911
912         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
913                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
914
915                 ts->idle_calls++;
916
917                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
918                 if (expires > 0LL) {
919                         ts->idle_sleeps++;
920                         ts->idle_expires = expires;
921                 }
922
923                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
924                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
925         }
926 }
927
928 /**
929  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
930  *
931  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
932  * Called when we start the idle loop.
933  *
934  * The arch is responsible of calling:
935  *
936  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
937  *  to sleep.
938  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
939  */
940 void tick_nohz_idle_enter(void)
941 {
942         struct tick_sched *ts;
943
944         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
945
946         /*
947          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
948          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
949          * State will be updated to busy during the first busy tick after
950          * exiting idle.
951          */
952         set_cpu_sd_state_idle();
953
954         local_irq_disable();
955
956         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
957         ts->inidle = 1;
958         __tick_nohz_idle_enter(ts);
959
960         local_irq_enable();
961 }
962
963 /**
964  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
965  *
966  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
967  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
968  * an RCU callback, etc...
969  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
970  */
971 void tick_nohz_irq_exit(void)
972 {
973         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
974
975         if (ts->inidle)
976                 __tick_nohz_idle_enter(ts);
977         else
978                 tick_nohz_full_update_tick(ts);
979 }
980
981 /**
982  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
983  *
984  * Called from power state control code with interrupts disabled
985  */
986 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
987 {
988         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
989
990         return ts->sleep_length;
991 }
992
993 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
994 {
995 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
996         unsigned long ticks;
997
998         if (vtime_accounting_cpu_enabled())
999                 return;
1000         /*
1001          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
1002          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
1003          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
1004          */
1005         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
1006         /*
1007          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
1008          */
1009         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
1010                 account_idle_ticks(ticks);
1011 #endif
1012 }
1013
1014 /**
1015  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
1016  *
1017  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
1018  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
1019  * can use RCU again after this function is called.
1020  */
1021 void tick_nohz_idle_exit(void)
1022 {
1023         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1024         ktime_t now;
1025
1026         local_irq_disable();
1027
1028         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
1029
1030         ts->inidle = 0;
1031
1032         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
1033                 now = ktime_get();
1034
1035         if (ts->idle_active)
1036                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1037
1038         if (ts->tick_stopped) {
1039                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1040                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
1041         }
1042
1043         local_irq_enable();
1044 }
1045
1046 /*
1047  * The nohz low res interrupt handler
1048  */
1049 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
1050 {
1051         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1052         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1053         ktime_t now = ktime_get();
1054
1055         dev->next_event = KTIME_MAX;
1056
1057         tick_sched_do_timer(now);
1058         tick_sched_handle(ts, regs);
1059
1060         /* No need to reprogram if we are running tickless  */
1061         if (unlikely(ts->tick_stopped))
1062                 return;
1063
1064         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
1065         tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1066 }
1067
1068 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode)
1069 {
1070         if (!tick_nohz_enabled)
1071                 return;
1072         ts->nohz_mode = mode;
1073         /* One update is enough */
1074         if (!test_and_set_bit(0, &tick_nohz_active))
1075                 timers_update_migration(true);
1076 }
1077
1078 /**
1079  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
1080  */
1081 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
1082 {
1083         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1084         ktime_t next;
1085
1086         if (!tick_nohz_enabled)
1087                 return;
1088
1089         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler))
1090                 return;
1091
1092         /*
1093          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
1094          * hrtimer_forward with the highres code.
1095          */
1096         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
1097         /* Get the next period */
1098         next = tick_init_jiffy_update();
1099
1100         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
1101         hrtimer_forward_now(&ts->sched_timer, tick_period);
1102         tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1103         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_LOWRES);
1104 }
1105
1106 static inline void tick_nohz_irq_enter(void)
1107 {
1108         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1109         ktime_t now;
1110
1111         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
1112                 return;
1113         now = ktime_get();
1114         if (ts->idle_active)
1115                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1116         if (ts->tick_stopped)
1117                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1118 }
1119
1120 #else
1121
1122 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1123 static inline void tick_nohz_irq_enter(void) { }
1124 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode) { }
1125
1126 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1127
1128 /*
1129  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
1130  */
1131 void tick_irq_enter(void)
1132 {
1133         tick_check_oneshot_broadcast_this_cpu();
1134         tick_nohz_irq_enter();
1135 }
1136
1137 /*
1138  * High resolution timer specific code
1139  */
1140 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1141 /*
1142  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
1143  * Called with interrupts disabled.
1144  */
1145 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
1146 {
1147         struct tick_sched *ts =
1148                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
1149         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1150         ktime_t now = ktime_get();
1151
1152         tick_sched_do_timer(now);
1153
1154         /*
1155          * Do not call, when we are not in irq context and have
1156          * no valid regs pointer
1157          */
1158         if (regs)
1159                 tick_sched_handle(ts, regs);
1160
1161         /* No need to reprogram if we are in idle or full dynticks mode */
1162         if (unlikely(ts->tick_stopped))
1163                 return HRTIMER_NORESTART;
1164
1165         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
1166
1167         return HRTIMER_RESTART;
1168 }
1169
1170 static int sched_skew_tick;
1171
1172 static int __init skew_tick(char *str)
1173 {
1174         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1175
1176         return 0;
1177 }
1178 early_param("skew_tick", skew_tick);
1179
1180 /**
1181  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1182  */
1183 void tick_setup_sched_timer(void)
1184 {
1185         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1186         ktime_t now = ktime_get();
1187
1188         /*
1189          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
1190          */
1191         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
1192         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
1193
1194         /* Get the next period (per-CPU) */
1195         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1196
1197         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
1198         if (sched_skew_tick) {
1199                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
1200                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1201                 offset *= smp_processor_id();
1202                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1203         }
1204
1205         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
1206         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
1207         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_HIGHRES);
1208 }
1209 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
1210
1211 #if defined CONFIG_NO_HZ_COMMON || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1212 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
1213 {
1214         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1215
1216 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1217         if (ts->sched_timer.base)
1218                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1219 # endif
1220
1221         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1222 }
1223 #endif
1224
1225 /**
1226  * Async notification about clocksource changes
1227  */
1228 void tick_clock_notify(void)
1229 {
1230         int cpu;
1231
1232         for_each_possible_cpu(cpu)
1233                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1234 }
1235
1236 /*
1237  * Async notification about clock event changes
1238  */
1239 void tick_oneshot_notify(void)
1240 {
1241         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1242
1243         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1244 }
1245
1246 /**
1247  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
1248  *
1249  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
1250  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
1251  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1252  * or runtime). Called with interrupts disabled.
1253  */
1254 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1255 {
1256         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1257
1258         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1259                 return 0;
1260
1261         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1262                 return 0;
1263
1264         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1265                 return 0;
1266
1267         if (!allow_nohz)
1268                 return 1;
1269
1270         tick_nohz_switch_to_nohz();
1271         return 0;
1272 }