]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/time/tick-sched.c
3319e16f31e58ed69534ab2fa7e5cd05d7b90d8f
[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.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/irq_work.h>
24 #include <linux/posix-timers.h>
25 #include <linux/perf_event.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 /*
40  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
41  */
42 static ktime_t last_jiffies_update;
43
44 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
45 {
46         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
47 }
48
49 /*
50  * Must be called with interrupts disabled !
51  */
52 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
53 {
54         unsigned long ticks = 0;
55         ktime_t delta;
56
57         /*
58          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
59          */
60         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
61         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
62                 return;
63
64         /* Reevalute with jiffies_lock held */
65         write_seqlock(&jiffies_lock);
66
67         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
68         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
69
70                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
71                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
72                                                 tick_period);
73
74                 /* Slow path for long timeouts */
75                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
76                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
77
78                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
79
80                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
81                                                            incr * ticks);
82                 }
83                 do_timer(++ticks);
84
85                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
86                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
87         } else {
88                 write_sequnlock(&jiffies_lock);
89                 return;
90         }
91         write_sequnlock(&jiffies_lock);
92         update_wall_time();
93 }
94
95 /*
96  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
97  */
98 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
99 {
100         ktime_t period;
101
102         write_seqlock(&jiffies_lock);
103         /* Did we start the jiffies update yet ? */
104         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
105                 last_jiffies_update = tick_next_period;
106         period = last_jiffies_update;
107         write_sequnlock(&jiffies_lock);
108         return period;
109 }
110
111
112 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
113 {
114         int cpu = smp_processor_id();
115
116 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
117         /*
118          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
119          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
120          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
121          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
122          * jiffies_lock.
123          */
124         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
125             && !tick_nohz_full_cpu(cpu))
126                 tick_do_timer_cpu = cpu;
127 #endif
128
129         /* Check, if the jiffies need an update */
130         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
131                 tick_do_update_jiffies64(now);
132 }
133
134 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
135 {
136 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
137         /*
138          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
139          * the watchdog as we might not schedule for a really long
140          * time. This happens on complete idle SMP systems while
141          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
142          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
143          * when we go busy again does not account too much ticks.
144          */
145         if (ts->tick_stopped) {
146                 touch_softlockup_watchdog();
147                 if (is_idle_task(current))
148                         ts->idle_jiffies++;
149         }
150 #endif
151         update_process_times(user_mode(regs));
152         profile_tick(CPU_PROFILING);
153 }
154
155 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
156 cpumask_var_t tick_nohz_full_mask;
157 cpumask_var_t housekeeping_mask;
158 bool tick_nohz_full_running;
159
160 static bool can_stop_full_tick(void)
161 {
162         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
163
164         if (!sched_can_stop_tick()) {
165                 trace_tick_stop(0, "more than 1 task in runqueue\n");
166                 return false;
167         }
168
169         if (!posix_cpu_timers_can_stop_tick(current)) {
170                 trace_tick_stop(0, "posix timers running\n");
171                 return false;
172         }
173
174         if (!perf_event_can_stop_tick()) {
175                 trace_tick_stop(0, "perf events running\n");
176                 return false;
177         }
178
179         /* sched_clock_tick() needs us? */
180 #ifdef CONFIG_HAVE_UNSTABLE_SCHED_CLOCK
181         /*
182          * TODO: kick full dynticks CPUs when
183          * sched_clock_stable is set.
184          */
185         if (!sched_clock_stable()) {
186                 trace_tick_stop(0, "unstable sched clock\n");
187                 /*
188                  * Don't allow the user to think they can get
189                  * full NO_HZ with this machine.
190                  */
191                 WARN_ONCE(tick_nohz_full_running,
192                           "NO_HZ FULL will not work with unstable sched clock");
193                 return false;
194         }
195 #endif
196
197         return true;
198 }
199
200 static void nohz_full_kick_work_func(struct irq_work *work)
201 {
202         /* Empty, the tick restart happens on tick_nohz_irq_exit() */
203 }
204
205 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, nohz_full_kick_work) = {
206         .func = nohz_full_kick_work_func,
207 };
208
209 /*
210  * Kick this CPU if it's full dynticks in order to force it to
211  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
212  * This kick, unlike tick_nohz_full_kick_cpu() and tick_nohz_full_kick_all(),
213  * is NMI safe.
214  */
215 void tick_nohz_full_kick(void)
216 {
217         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
218                 return;
219
220         irq_work_queue(this_cpu_ptr(&nohz_full_kick_work));
221 }
222
223 /*
224  * Kick the CPU if it's full dynticks in order to force it to
225  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
226  */
227 void tick_nohz_full_kick_cpu(int cpu)
228 {
229         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
230                 return;
231
232         irq_work_queue_on(&per_cpu(nohz_full_kick_work, cpu), cpu);
233 }
234
235 static void nohz_full_kick_ipi(void *info)
236 {
237         /* Empty, the tick restart happens on tick_nohz_irq_exit() */
238 }
239
240 /*
241  * Kick all full dynticks CPUs in order to force these to re-evaluate
242  * their dependency on the tick and restart it if necessary.
243  */
244 void tick_nohz_full_kick_all(void)
245 {
246         if (!tick_nohz_full_running)
247                 return;
248
249         preempt_disable();
250         smp_call_function_many(tick_nohz_full_mask,
251                                nohz_full_kick_ipi, NULL, false);
252         tick_nohz_full_kick();
253         preempt_enable();
254 }
255
256 /*
257  * Re-evaluate the need for the tick as we switch the current task.
258  * It might need the tick due to per task/process properties:
259  * perf events, posix cpu timers, ...
260  */
261 void __tick_nohz_task_switch(void)
262 {
263         unsigned long flags;
264
265         local_irq_save(flags);
266
267         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
268                 goto out;
269
270         if (tick_nohz_tick_stopped() && !can_stop_full_tick())
271                 tick_nohz_full_kick();
272
273 out:
274         local_irq_restore(flags);
275 }
276
277 /* Parse the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
278 static int __init tick_nohz_full_setup(char *str)
279 {
280         alloc_bootmem_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask);
281         if (cpulist_parse(str, tick_nohz_full_mask) < 0) {
282                 pr_warning("NOHZ: Incorrect nohz_full cpumask\n");
283                 free_bootmem_cpumask_var(tick_nohz_full_mask);
284                 return 1;
285         }
286         tick_nohz_full_running = true;
287
288         return 1;
289 }
290 __setup("nohz_full=", tick_nohz_full_setup);
291
292 static int tick_nohz_cpu_down_callback(struct notifier_block *nfb,
293                                                  unsigned long action,
294                                                  void *hcpu)
295 {
296         unsigned int cpu = (unsigned long)hcpu;
297
298         switch (action & ~CPU_TASKS_FROZEN) {
299         case CPU_DOWN_PREPARE:
300                 /*
301                  * If we handle the timekeeping duty for full dynticks CPUs,
302                  * we can't safely shutdown that CPU.
303                  */
304                 if (tick_nohz_full_running && tick_do_timer_cpu == cpu)
305                         return NOTIFY_BAD;
306                 break;
307         }
308         return NOTIFY_OK;
309 }
310
311 static int tick_nohz_init_all(void)
312 {
313         int err = -1;
314
315 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL_ALL
316         if (!alloc_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask, GFP_KERNEL)) {
317                 WARN(1, "NO_HZ: Can't allocate full dynticks cpumask\n");
318                 return err;
319         }
320         err = 0;
321         cpumask_setall(tick_nohz_full_mask);
322         tick_nohz_full_running = true;
323 #endif
324         return err;
325 }
326
327 void __init tick_nohz_init(void)
328 {
329         int cpu;
330
331         if (!tick_nohz_full_running) {
332                 if (tick_nohz_init_all() < 0)
333                         return;
334         }
335
336         if (!alloc_cpumask_var(&housekeeping_mask, GFP_KERNEL)) {
337                 WARN(1, "NO_HZ: Can't allocate not-full dynticks cpumask\n");
338                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
339                 tick_nohz_full_running = false;
340                 return;
341         }
342
343         /*
344          * Full dynticks uses irq work to drive the tick rescheduling on safe
345          * locking contexts. But then we need irq work to raise its own
346          * interrupts to avoid circular dependency on the tick
347          */
348         if (!arch_irq_work_has_interrupt()) {
349                 pr_warning("NO_HZ: Can't run full dynticks because arch doesn't "
350                            "support irq work self-IPIs\n");
351                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
352                 cpumask_copy(housekeeping_mask, cpu_possible_mask);
353                 tick_nohz_full_running = false;
354                 return;
355         }
356
357         cpu = smp_processor_id();
358
359         if (cpumask_test_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)) {
360                 pr_warning("NO_HZ: Clearing %d from nohz_full range for timekeeping\n", cpu);
361                 cpumask_clear_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask);
362         }
363
364         cpumask_andnot(housekeeping_mask,
365                        cpu_possible_mask, tick_nohz_full_mask);
366
367         for_each_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)
368                 context_tracking_cpu_set(cpu);
369
370         cpu_notifier(tick_nohz_cpu_down_callback, 0);
371         pr_info("NO_HZ: Full dynticks CPUs: %*pbl.\n",
372                 cpumask_pr_args(tick_nohz_full_mask));
373 }
374 #endif
375
376 /*
377  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
378  */
379 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
380 /*
381  * NO HZ enabled ?
382  */
383 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
384 unsigned long tick_nohz_active  __read_mostly;
385 /*
386  * Enable / Disable tickless mode
387  */
388 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
389 {
390         if (!strcmp(str, "off"))
391                 tick_nohz_enabled = 0;
392         else if (!strcmp(str, "on"))
393                 tick_nohz_enabled = 1;
394         else
395                 return 0;
396         return 1;
397 }
398
399 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
400
401 int tick_nohz_tick_stopped(void)
402 {
403         return __this_cpu_read(tick_cpu_sched.tick_stopped);
404 }
405
406 /**
407  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
408  *
409  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
410  *
411  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
412  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
413  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
414  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
415  */
416 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
417 {
418         unsigned long flags;
419
420         __this_cpu_write(tick_cpu_sched.idle_waketime, now);
421
422         local_irq_save(flags);
423         tick_do_update_jiffies64(now);
424         local_irq_restore(flags);
425
426         touch_softlockup_watchdog();
427 }
428
429 /*
430  * Updates the per cpu time idle statistics counters
431  */
432 static void
433 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
434 {
435         ktime_t delta;
436
437         if (ts->idle_active) {
438                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
439                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
440                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
441                 else
442                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
443                 ts->idle_entrytime = now;
444         }
445
446         if (last_update_time)
447                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
448
449 }
450
451 static void tick_nohz_stop_idle(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
452 {
453         update_ts_time_stats(smp_processor_id(), ts, now, NULL);
454         ts->idle_active = 0;
455
456         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
457 }
458
459 static ktime_t tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
460 {
461         ktime_t now = ktime_get();
462
463         ts->idle_entrytime = now;
464         ts->idle_active = 1;
465         sched_clock_idle_sleep_event();
466         return now;
467 }
468
469 /**
470  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
471  * @cpu: CPU number to query
472  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
473  * counters if NULL.
474  *
475  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
476  * CPU, in microseconds.
477  *
478  * This time is measured via accounting rather than sampling,
479  * and is as accurate as ktime_get() is.
480  *
481  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
482  */
483 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
484 {
485         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
486         ktime_t now, idle;
487
488         if (!tick_nohz_active)
489                 return -1;
490
491         now = ktime_get();
492         if (last_update_time) {
493                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
494                 idle = ts->idle_sleeptime;
495         } else {
496                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
497                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
498
499                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
500                 } else {
501                         idle = ts->idle_sleeptime;
502                 }
503         }
504
505         return ktime_to_us(idle);
506
507 }
508 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
509
510 /**
511  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
512  * @cpu: CPU number to query
513  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
514  * counters if NULL.
515  *
516  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
517  * CPU, in microseconds.
518  *
519  * This time is measured via accounting rather than sampling,
520  * and is as accurate as ktime_get() is.
521  *
522  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
523  */
524 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
525 {
526         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
527         ktime_t now, iowait;
528
529         if (!tick_nohz_active)
530                 return -1;
531
532         now = ktime_get();
533         if (last_update_time) {
534                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
535                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
536         } else {
537                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
538                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
539
540                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
541                 } else {
542                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
543                 }
544         }
545
546         return ktime_to_us(iowait);
547 }
548 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
549
550 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
551 {
552         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
553         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
554
555         /* Forward the time to expire in the future */
556         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
557
558         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
559                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
560         else
561                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
562 }
563
564 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
565                                          ktime_t now, int cpu)
566 {
567         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
568         u64 basemono, next_tick, next_tmr, next_rcu, delta, expires;
569         unsigned long seq, basejiff;
570         ktime_t tick;
571
572         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
573         do {
574                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
575                 basemono = last_jiffies_update.tv64;
576                 basejiff = jiffies;
577         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
578         ts->last_jiffies = basejiff;
579
580         if (rcu_needs_cpu(basemono, &next_rcu) ||
581             arch_needs_cpu() || irq_work_needs_cpu()) {
582                 next_tick = basemono + TICK_NSEC;
583         } else {
584                 /*
585                  * Get the next pending timer. If high resolution
586                  * timers are enabled this only takes the timer wheel
587                  * timers into account. If high resolution timers are
588                  * disabled this also looks at the next expiring
589                  * hrtimer.
590                  */
591                 next_tmr = get_next_timer_interrupt(basejiff, basemono);
592                 ts->next_timer = next_tmr;
593                 /* Take the next rcu event into account */
594                 next_tick = next_rcu < next_tmr ? next_rcu : next_tmr;
595         }
596
597         /*
598          * If the tick is due in the next period, keep it ticking or
599          * restart it proper.
600          */
601         delta = next_tick - basemono;
602         if (delta <= (u64)TICK_NSEC) {
603                 tick.tv64 = 0;
604                 if (!ts->tick_stopped)
605                         goto out;
606                 if (delta == 0) {
607                         /* Tick is stopped, but required now. Enforce it */
608                         tick_nohz_restart(ts, now);
609                         goto out;
610                 }
611         }
612
613         /*
614          * If this cpu is the one which updates jiffies, then give up
615          * the assignment and let it be taken by the cpu which runs
616          * the tick timer next, which might be this cpu as well. If we
617          * don't drop this here the jiffies might be stale and
618          * do_timer() never invoked. Keep track of the fact that it
619          * was the one which had the do_timer() duty last. If this cpu
620          * is the one which had the do_timer() duty last, we limit the
621          * sleep time to the timekeeping max_deferement value.
622          * Otherwise we can sleep as long as we want.
623          */
624         delta = timekeeping_max_deferment();
625         if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
626                 tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
627                 ts->do_timer_last = 1;
628         } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
629                 delta = KTIME_MAX;
630                 ts->do_timer_last = 0;
631         } else if (!ts->do_timer_last) {
632                 delta = KTIME_MAX;
633         }
634
635 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
636         /* Limit the tick delta to the maximum scheduler deferment */
637         if (!ts->inidle)
638                 delta = min(delta, scheduler_tick_max_deferment());
639 #endif
640
641         /* Calculate the next expiry time */
642         if (delta < (KTIME_MAX - basemono))
643                 expires = basemono + delta;
644         else
645                 expires = KTIME_MAX;
646
647         expires = min_t(u64, expires, next_tick);
648         tick.tv64 = expires;
649
650         /* Skip reprogram of event if its not changed */
651         if (ts->tick_stopped && (expires == dev->next_event.tv64))
652                 goto out;
653
654         /*
655          * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
656          * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
657          * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
658          * first call we save the current tick time, so we can restart
659          * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
660          */
661         if (!ts->tick_stopped) {
662                 nohz_balance_enter_idle(cpu);
663                 calc_load_enter_idle();
664
665                 ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
666                 ts->tick_stopped = 1;
667                 trace_tick_stop(1, " ");
668         }
669
670         /*
671          * If the expiration time == KTIME_MAX, then we simply stop
672          * the tick timer.
673          */
674         if (unlikely(expires == KTIME_MAX)) {
675                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
676                         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
677                 goto out;
678         }
679
680         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
681                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, tick, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
682         else
683                 tick_program_event(tick, 1);
684 out:
685         /* Update the estimated sleep length */
686         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
687         return tick;
688 }
689
690 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
691 {
692         /* Update jiffies first */
693         tick_do_update_jiffies64(now);
694         update_cpu_load_nohz();
695
696         calc_load_exit_idle();
697         touch_softlockup_watchdog();
698         /*
699          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
700          */
701         ts->tick_stopped  = 0;
702         ts->idle_exittime = now;
703
704         tick_nohz_restart(ts, now);
705 }
706
707 static void tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts)
708 {
709 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
710         int cpu = smp_processor_id();
711
712         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
713                 return;
714
715         if (!ts->tick_stopped && ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)
716                 return;
717
718         if (can_stop_full_tick())
719                 tick_nohz_stop_sched_tick(ts, ktime_get(), cpu);
720         else if (ts->tick_stopped)
721                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, ktime_get());
722 #endif
723 }
724
725 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
726 {
727         /*
728          * If this cpu is offline and it is the one which updates
729          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
730          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
731          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
732          * invoked.
733          */
734         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
735                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
736                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
737                 return false;
738         }
739
740         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE)) {
741                 ts->sleep_length = (ktime_t) { .tv64 = NSEC_PER_SEC/HZ };
742                 return false;
743         }
744
745         if (need_resched())
746                 return false;
747
748         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
749                 static int ratelimit;
750
751                 if (ratelimit < 10 &&
752                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
753                         pr_warn("NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
754                                 (unsigned int) local_softirq_pending());
755                         ratelimit++;
756                 }
757                 return false;
758         }
759
760         if (tick_nohz_full_enabled()) {
761                 /*
762                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
763                  * if there are full dynticks CPUs around
764                  */
765                 if (tick_do_timer_cpu == cpu)
766                         return false;
767                 /*
768                  * Boot safety: make sure the timekeeping duty has been
769                  * assigned before entering dyntick-idle mode,
770                  */
771                 if (tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)
772                         return false;
773         }
774
775         return true;
776 }
777
778 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
779 {
780         ktime_t now, expires;
781         int cpu = smp_processor_id();
782
783         now = tick_nohz_start_idle(ts);
784
785         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
786                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
787
788                 ts->idle_calls++;
789
790                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
791                 if (expires.tv64 > 0LL) {
792                         ts->idle_sleeps++;
793                         ts->idle_expires = expires;
794                 }
795
796                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
797                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
798         }
799 }
800
801 /**
802  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
803  *
804  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
805  * Called when we start the idle loop.
806  *
807  * The arch is responsible of calling:
808  *
809  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
810  *  to sleep.
811  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
812  */
813 void tick_nohz_idle_enter(void)
814 {
815         struct tick_sched *ts;
816
817         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
818
819         /*
820          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
821          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
822          * State will be updated to busy during the first busy tick after
823          * exiting idle.
824          */
825         set_cpu_sd_state_idle();
826
827         local_irq_disable();
828
829         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
830         ts->inidle = 1;
831         __tick_nohz_idle_enter(ts);
832
833         local_irq_enable();
834 }
835
836 /**
837  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
838  *
839  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
840  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
841  * an RCU callback, etc...
842  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
843  */
844 void tick_nohz_irq_exit(void)
845 {
846         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
847
848         if (ts->inidle)
849                 __tick_nohz_idle_enter(ts);
850         else
851                 tick_nohz_full_update_tick(ts);
852 }
853
854 /**
855  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
856  *
857  * Called from power state control code with interrupts disabled
858  */
859 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
860 {
861         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
862
863         return ts->sleep_length;
864 }
865
866 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
867 {
868 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
869         unsigned long ticks;
870
871         if (vtime_accounting_enabled())
872                 return;
873         /*
874          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
875          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
876          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
877          */
878         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
879         /*
880          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
881          */
882         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
883                 account_idle_ticks(ticks);
884 #endif
885 }
886
887 /**
888  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
889  *
890  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
891  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
892  * can use RCU again after this function is called.
893  */
894 void tick_nohz_idle_exit(void)
895 {
896         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
897         ktime_t now;
898
899         local_irq_disable();
900
901         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
902
903         ts->inidle = 0;
904
905         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
906                 now = ktime_get();
907
908         if (ts->idle_active)
909                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
910
911         if (ts->tick_stopped) {
912                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
913                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
914         }
915
916         local_irq_enable();
917 }
918
919 /*
920  * The nohz low res interrupt handler
921  */
922 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
923 {
924         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
925         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
926         ktime_t now = ktime_get();
927
928         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
929
930         tick_sched_do_timer(now);
931         tick_sched_handle(ts, regs);
932
933         /* No need to reprogram if we are running tickless  */
934         if (unlikely(ts->tick_stopped))
935                 return;
936
937         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
938         tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
939 }
940
941 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode)
942 {
943         if (!tick_nohz_enabled)
944                 return;
945         ts->nohz_mode = mode;
946         /* One update is enough */
947         if (!test_and_set_bit(0, &tick_nohz_active))
948                 timers_update_migration(true);
949 }
950
951 /**
952  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
953  */
954 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
955 {
956         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
957         ktime_t next;
958
959         if (!tick_nohz_enabled)
960                 return;
961
962         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler))
963                 return;
964
965         /*
966          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
967          * hrtimer_forward with the highres code.
968          */
969         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
970         /* Get the next period */
971         next = tick_init_jiffy_update();
972
973         hrtimer_forward_now(&ts->sched_timer, tick_period);
974         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
975         tick_program_event(next, 1);
976         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_LOWRES);
977 }
978
979 /*
980  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
981  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
982  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
983  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
984  * the first place.
985  *
986  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
987  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
988  * when idle is left.
989  */
990 static void tick_nohz_kick_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
991 {
992 #if 0
993         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
994         ktime_t delta;
995
996         /*
997          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
998          * already reached or less/equal than the tick period.
999          */
1000         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
1001         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
1002                 return;
1003
1004         tick_nohz_restart(ts, now);
1005 #endif
1006 }
1007
1008 static inline void tick_nohz_irq_enter(void)
1009 {
1010         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1011         ktime_t now;
1012
1013         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
1014                 return;
1015         now = ktime_get();
1016         if (ts->idle_active)
1017                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1018         if (ts->tick_stopped) {
1019                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1020                 tick_nohz_kick_tick(ts, now);
1021         }
1022 }
1023
1024 #else
1025
1026 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1027 static inline void tick_nohz_irq_enter(void) { }
1028 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts, int mode) { }
1029
1030 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1031
1032 /*
1033  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
1034  */
1035 void tick_irq_enter(void)
1036 {
1037         tick_check_oneshot_broadcast_this_cpu();
1038         tick_nohz_irq_enter();
1039 }
1040
1041 /*
1042  * High resolution timer specific code
1043  */
1044 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1045 /*
1046  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
1047  * Called with interrupts disabled.
1048  */
1049 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
1050 {
1051         struct tick_sched *ts =
1052                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
1053         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
1054         ktime_t now = ktime_get();
1055
1056         tick_sched_do_timer(now);
1057
1058         /*
1059          * Do not call, when we are not in irq context and have
1060          * no valid regs pointer
1061          */
1062         if (regs)
1063                 tick_sched_handle(ts, regs);
1064
1065         /* No need to reprogram if we are in idle or full dynticks mode */
1066         if (unlikely(ts->tick_stopped))
1067                 return HRTIMER_NORESTART;
1068
1069         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
1070
1071         return HRTIMER_RESTART;
1072 }
1073
1074 static int sched_skew_tick;
1075
1076 static int __init skew_tick(char *str)
1077 {
1078         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1079
1080         return 0;
1081 }
1082 early_param("skew_tick", skew_tick);
1083
1084 /**
1085  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1086  */
1087 void tick_setup_sched_timer(void)
1088 {
1089         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1090         ktime_t now = ktime_get();
1091
1092         /*
1093          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
1094          */
1095         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
1096         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
1097
1098         /* Get the next period (per cpu) */
1099         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1100
1101         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
1102         if (sched_skew_tick) {
1103                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
1104                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1105                 offset *= smp_processor_id();
1106                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1107         }
1108
1109         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
1110         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
1111         tick_nohz_activate(ts, NOHZ_MODE_HIGHRES);
1112 }
1113 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
1114
1115 #if defined CONFIG_NO_HZ_COMMON || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1116 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
1117 {
1118         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1119
1120 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1121         if (ts->sched_timer.base)
1122                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1123 # endif
1124
1125         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1126 }
1127 #endif
1128
1129 /**
1130  * Async notification about clocksource changes
1131  */
1132 void tick_clock_notify(void)
1133 {
1134         int cpu;
1135
1136         for_each_possible_cpu(cpu)
1137                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Async notification about clock event changes
1142  */
1143 void tick_oneshot_notify(void)
1144 {
1145         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1146
1147         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1148 }
1149
1150 /**
1151  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
1152  *
1153  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
1154  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
1155  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1156  * or runtime). Called with interrupts disabled.
1157  */
1158 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1159 {
1160         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1161
1162         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1163                 return 0;
1164
1165         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1166                 return 0;
1167
1168         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1169                 return 0;
1170
1171         if (!allow_nohz)
1172                 return 1;
1173
1174         tick_nohz_switch_to_nohz();
1175         return 0;
1176 }