2043c08d36c89d44731fb70ff01679816704f3a0
[linux-2.6.git] / kernel / hrtimer.c
1 /*
2  *  linux/kernel/hrtimer.c
3  *
4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
7  *
8  *  High-resolution kernel timers
9  *
10  *  In contrast to the low-resolution timeout API implemented in
11  *  kernel/timer.c, hrtimers provide finer resolution and accuracy
12  *  depending on system configuration and capabilities.
13  *
14  *  These timers are currently used for:
15  *   - itimers
16  *   - POSIX timers
17  *   - nanosleep
18  *   - precise in-kernel timing
19  *
20  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
21  *
22  *  Credits:
23  *      based on kernel/timer.c
24  *
25  *      Help, testing, suggestions, bugfixes, improvements were
26  *      provided by:
27  *
28  *      George Anzinger, Andrew Morton, Steven Rostedt, Roman Zippel
29  *      et. al.
30  *
31  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
32  */
33
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/module.h>
36 #include <linux/percpu.h>
37 #include <linux/hrtimer.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/syscalls.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/interrupt.h>
42 #include <linux/tick.h>
43 #include <linux/seq_file.h>
44 #include <linux/err.h>
45 #include <linux/debugobjects.h>
46 #include <linux/sched.h>
47 #include <linux/timer.h>
48
49 #include <asm/uaccess.h>
50
51 #include <trace/events/timer.h>
52
53 /*
54  * The timer bases:
55  *
56  * There are more clockids then hrtimer bases. Thus, we index
57  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
58  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
59  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
60  */
61 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
62 {
63
64         .clock_base =
65         {
66                 {
67                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
68                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
69                         .get_time = &ktime_get,
70                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
71                 },
72                 {
73                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
74                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
75                         .get_time = &ktime_get_real,
76                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
77                 },
78                 {
79                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
80                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
81                         .get_time = &ktime_get_boottime,
82                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
83                 },
84         }
85 };
86
87 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
88         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
89         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
90         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
91 };
92
93 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
94 {
95         return hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
96 }
97
98
99 /*
100  * Get the coarse grained time at the softirq based on xtime and
101  * wall_to_monotonic.
102  */
103 static void hrtimer_get_softirq_time(struct hrtimer_cpu_base *base)
104 {
105         ktime_t xtim, mono, boot;
106         struct timespec xts, tom, slp;
107
108         get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(&xts, &tom, &slp);
109
110         xtim = timespec_to_ktime(xts);
111         mono = ktime_add(xtim, timespec_to_ktime(tom));
112         boot = ktime_add(mono, timespec_to_ktime(slp));
113         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].softirq_time = xtim;
114         base->clock_base[HRTIMER_BASE_MONOTONIC].softirq_time = mono;
115         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].softirq_time = boot;
116 }
117
118 /*
119  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
120  * single place
121  */
122 #ifdef CONFIG_SMP
123
124 /*
125  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
126  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
127  * locked, and the base itself is locked too.
128  *
129  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
130  * be found on the lists/queues.
131  *
132  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
133  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
134  * locked.
135  */
136 static
137 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
138                                              unsigned long *flags)
139 {
140         struct hrtimer_clock_base *base;
141
142         for (;;) {
143                 base = timer->base;
144                 if (likely(base != NULL)) {
145                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
146                         if (likely(base == timer->base))
147                                 return base;
148                         /* The timer has migrated to another CPU: */
149                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
150                 }
151                 cpu_relax();
152         }
153 }
154
155
156 /*
157  * Get the preferred target CPU for NOHZ
158  */
159 static int hrtimer_get_target(int this_cpu, int pinned)
160 {
161 #ifdef CONFIG_NO_HZ
162         if (!pinned && get_sysctl_timer_migration() && idle_cpu(this_cpu))
163                 return get_nohz_timer_target();
164 #endif
165         return this_cpu;
166 }
167
168 /*
169  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
170  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
171  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
172  *
173  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
174  */
175 static int
176 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
177 {
178 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
179         ktime_t expires;
180
181         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
182                 return 0;
183
184         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
185         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
186 #else
187         return 0;
188 #endif
189 }
190
191 /*
192  * Switch the timer base to the current CPU when possible.
193  */
194 static inline struct hrtimer_clock_base *
195 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
196                     int pinned)
197 {
198         struct hrtimer_clock_base *new_base;
199         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base;
200         int this_cpu = smp_processor_id();
201         int cpu = hrtimer_get_target(this_cpu, pinned);
202         int basenum = base->index;
203
204 again:
205         new_cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
206         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
207
208         if (base != new_base) {
209                 /*
210                  * We are trying to move timer to new_base.
211                  * However we can't change timer's base while it is running,
212                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
213                  * the event source in the high resolution case. The softirq
214                  * code will take care of this when the timer function has
215                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
216                  * the timer is enqueued.
217                  */
218                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
219                         return base;
220
221                 /* See the comment in lock_timer_base() */
222                 timer->base = NULL;
223                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
224                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
225
226                 if (cpu != this_cpu && hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
227                         cpu = this_cpu;
228                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
229                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
230                         timer->base = base;
231                         goto again;
232                 }
233                 timer->base = new_base;
234         }
235         return new_base;
236 }
237
238 #else /* CONFIG_SMP */
239
240 static inline struct hrtimer_clock_base *
241 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
242 {
243         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
244
245         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
246
247         return base;
248 }
249
250 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
251
252 #endif  /* !CONFIG_SMP */
253
254 /*
255  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
256  * too large for inlining:
257  */
258 #if BITS_PER_LONG < 64
259 # ifndef CONFIG_KTIME_SCALAR
260 /**
261  * ktime_add_ns - Add a scalar nanoseconds value to a ktime_t variable
262  * @kt:         addend
263  * @nsec:       the scalar nsec value to add
264  *
265  * Returns the sum of kt and nsec in ktime_t format
266  */
267 ktime_t ktime_add_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
268 {
269         ktime_t tmp;
270
271         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
272                 tmp.tv64 = nsec;
273         } else {
274                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
275
276                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
277         }
278
279         return ktime_add(kt, tmp);
280 }
281
282 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_ns);
283
284 /**
285  * ktime_sub_ns - Subtract a scalar nanoseconds value from a ktime_t variable
286  * @kt:         minuend
287  * @nsec:       the scalar nsec value to subtract
288  *
289  * Returns the subtraction of @nsec from @kt in ktime_t format
290  */
291 ktime_t ktime_sub_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
292 {
293         ktime_t tmp;
294
295         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
296                 tmp.tv64 = nsec;
297         } else {
298                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
299
300                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
301         }
302
303         return ktime_sub(kt, tmp);
304 }
305
306 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_sub_ns);
307 # endif /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
308
309 /*
310  * Divide a ktime value by a nanosecond value
311  */
312 u64 ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
313 {
314         u64 dclc;
315         int sft = 0;
316
317         dclc = ktime_to_ns(kt);
318         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
319         while (div >> 32) {
320                 sft++;
321                 div >>= 1;
322         }
323         dclc >>= sft;
324         do_div(dclc, (unsigned long) div);
325
326         return dclc;
327 }
328 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
329
330 /*
331  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
332  */
333 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
334 {
335         ktime_t res = ktime_add(lhs, rhs);
336
337         /*
338          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
339          * return to user space in a timespec:
340          */
341         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
342                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
343
344         return res;
345 }
346
347 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
348
349 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
350
351 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
352
353 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
354 {
355         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
356 }
357
358 /*
359  * fixup_init is called when:
360  * - an active object is initialized
361  */
362 static int hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
363 {
364         struct hrtimer *timer = addr;
365
366         switch (state) {
367         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
368                 hrtimer_cancel(timer);
369                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
370                 return 1;
371         default:
372                 return 0;
373         }
374 }
375
376 /*
377  * fixup_activate is called when:
378  * - an active object is activated
379  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
380  */
381 static int hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
382 {
383         switch (state) {
384
385         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
386                 WARN_ON_ONCE(1);
387                 return 0;
388
389         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
390                 WARN_ON(1);
391
392         default:
393                 return 0;
394         }
395 }
396
397 /*
398  * fixup_free is called when:
399  * - an active object is freed
400  */
401 static int hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
402 {
403         struct hrtimer *timer = addr;
404
405         switch (state) {
406         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
407                 hrtimer_cancel(timer);
408                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
409                 return 1;
410         default:
411                 return 0;
412         }
413 }
414
415 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
416         .name           = "hrtimer",
417         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
418         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
419         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
420         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
421 };
422
423 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
424 {
425         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
426 }
427
428 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
429 {
430         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
431 }
432
433 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
434 {
435         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
436 }
437
438 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
439 {
440         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
441 }
442
443 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
444                            enum hrtimer_mode mode);
445
446 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
447                            enum hrtimer_mode mode)
448 {
449         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
450         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
453
454 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
455 {
456         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
457 }
458
459 #else
460 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
461 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
462 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
463 #endif
464
465 static inline void
466 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
467            enum hrtimer_mode mode)
468 {
469         debug_hrtimer_init(timer);
470         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
471 }
472
473 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
474 {
475         debug_hrtimer_activate(timer);
476         trace_hrtimer_start(timer);
477 }
478
479 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
480 {
481         debug_hrtimer_deactivate(timer);
482         trace_hrtimer_cancel(timer);
483 }
484
485 /* High resolution timer related functions */
486 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
487
488 /*
489  * High resolution timer enabled ?
490  */
491 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
492
493 /*
494  * Enable / Disable high resolution mode
495  */
496 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
497 {
498         if (!strcmp(str, "off"))
499                 hrtimer_hres_enabled = 0;
500         else if (!strcmp(str, "on"))
501                 hrtimer_hres_enabled = 1;
502         else
503                 return 0;
504         return 1;
505 }
506
507 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
508
509 /*
510  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
511  */
512 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
513 {
514         return hrtimer_hres_enabled;
515 }
516
517 /*
518  * Is the high resolution mode active ?
519  */
520 static inline int hrtimer_hres_active(void)
521 {
522         return __this_cpu_read(hrtimer_bases.hres_active);
523 }
524
525 /*
526  * Reprogram the event source with checking both queues for the
527  * next event
528  * Called with interrupts disabled and base->lock held
529  */
530 static void
531 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
532 {
533         int i;
534         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
535         ktime_t expires, expires_next;
536
537         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
538
539         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
540                 struct hrtimer *timer;
541                 struct timerqueue_node *next;
542
543                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
544                 if (!next)
545                         continue;
546                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
547
548                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
549                 /*
550                  * clock_was_set() has changed base->offset so the
551                  * result might be negative. Fix it up to prevent a
552                  * false positive in clockevents_program_event()
553                  */
554                 if (expires.tv64 < 0)
555                         expires.tv64 = 0;
556                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
557                         expires_next = expires;
558         }
559
560         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
561                 return;
562
563         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
564
565         if (cpu_base->expires_next.tv64 != KTIME_MAX)
566                 tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
567 }
568
569 /*
570  * Shared reprogramming for clock_realtime and clock_monotonic
571  *
572  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
573  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
574  * which the clock event device was armed.
575  *
576  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
577  */
578 static int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
579                              struct hrtimer_clock_base *base)
580 {
581         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
582         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
583         int res;
584
585         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
586
587         /*
588          * When the callback is running, we do not reprogram the clock event
589          * device. The timer callback is either running on a different CPU or
590          * the callback is executed in the hrtimer_interrupt context. The
591          * reprogramming is handled either by the softirq, which called the
592          * callback or at the end of the hrtimer_interrupt.
593          */
594         if (hrtimer_callback_running(timer))
595                 return 0;
596
597         /*
598          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
599          * expiry time which is less than base->offset. Nothing wrong
600          * about that, just avoid to call into the tick code, which
601          * has now objections against negative expiry values.
602          */
603         if (expires.tv64 < 0)
604                 return -ETIME;
605
606         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
607                 return 0;
608
609         /*
610          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
611          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
612          * which we enforced in the hang detection. We want the system
613          * to make progress.
614          */
615         if (cpu_base->hang_detected)
616                 return 0;
617
618         /*
619          * Clockevents returns -ETIME, when the event was in the past.
620          */
621         res = tick_program_event(expires, 0);
622         if (!IS_ERR_VALUE(res))
623                 cpu_base->expires_next = expires;
624         return res;
625 }
626
627 /*
628  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
629  */
630 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
631 {
632         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
633         base->hres_active = 0;
634 }
635
636 /*
637  * When High resolution timers are active, try to reprogram. Note, that in case
638  * the state has HRTIMER_STATE_CALLBACK set, no reprogramming and no expiry
639  * check happens. The timer gets enqueued into the rbtree. The reprogramming
640  * and expiry check is done in the hrtimer_interrupt or in the softirq.
641  */
642 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
643                                             struct hrtimer_clock_base *base,
644                                             int wakeup)
645 {
646         if (base->cpu_base->hres_active && hrtimer_reprogram(timer, base)) {
647                 if (wakeup) {
648                         raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
649                         raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
650                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
651                 } else
652                         __raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
653
654                 return 1;
655         }
656
657         return 0;
658 }
659
660 /*
661  * Retrigger next event is called after clock was set
662  *
663  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
664  */
665 static void retrigger_next_event(void *arg)
666 {
667         struct hrtimer_cpu_base *base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
668         struct timespec realtime_offset, xtim, wtm, sleep;
669
670         if (!hrtimer_hres_active())
671                 return;
672
673         /* Optimized out for !HIGH_RES */
674         get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(&xtim, &wtm, &sleep);
675         set_normalized_timespec(&realtime_offset, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
676
677         /* Adjust CLOCK_REALTIME offset */
678         raw_spin_lock(&base->lock);
679         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset =
680                 timespec_to_ktime(realtime_offset);
681         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset =
682                 timespec_to_ktime(sleep);
683
684         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
685         raw_spin_unlock(&base->lock);
686 }
687
688 /*
689  * Switch to high resolution mode
690  */
691 static int hrtimer_switch_to_hres(void)
692 {
693         int i, cpu = smp_processor_id();
694         struct hrtimer_cpu_base *base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
695         unsigned long flags;
696
697         if (base->hres_active)
698                 return 1;
699
700         local_irq_save(flags);
701
702         if (tick_init_highres()) {
703                 local_irq_restore(flags);
704                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
705                                     "mode on CPU %d\n", cpu);
706                 return 0;
707         }
708         base->hres_active = 1;
709         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
710                 base->clock_base[i].resolution = KTIME_HIGH_RES;
711
712         tick_setup_sched_timer();
713
714         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
715         retrigger_next_event(NULL);
716         local_irq_restore(flags);
717         return 1;
718 }
719
720 #else
721
722 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
723 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
724 static inline int hrtimer_switch_to_hres(void) { return 0; }
725 static inline void
726 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
727 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
728                                             struct hrtimer_clock_base *base,
729                                             int wakeup)
730 {
731         return 0;
732 }
733 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
734 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
735
736 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
737
738 /*
739  * Clock realtime was set
740  *
741  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
742  * clock.
743  *
744  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
745  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
746  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
747  * call the high resolution interrupt code.
748  */
749 void clock_was_set(void)
750 {
751 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
752         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
753         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
754 #endif
755         timerfd_clock_was_set();
756 }
757
758 /*
759  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
760  * interrupt (on the local CPU):
761  */
762 void hrtimers_resume(void)
763 {
764         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
765                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
766
767         retrigger_next_event(NULL);
768         timerfd_clock_was_set();
769 }
770
771 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
772 {
773 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
774         if (timer->start_site)
775                 return;
776         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
777         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
778         timer->start_pid = current->pid;
779 #endif
780 }
781
782 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
783 {
784 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
785         timer->start_site = NULL;
786 #endif
787 }
788
789 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
790 {
791 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
792         if (likely(!timer_stats_active))
793                 return;
794         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
795                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
796 #endif
797 }
798
799 /*
800  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
801  */
802 static inline
803 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
804 {
805         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
806 }
807
808 /**
809  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
810  * @timer:      hrtimer to forward
811  * @now:        forward past this time
812  * @interval:   the interval to forward
813  *
814  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
815  * Returns the number of overruns.
816  */
817 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
818 {
819         u64 orun = 1;
820         ktime_t delta;
821
822         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
823
824         if (delta.tv64 < 0)
825                 return 0;
826
827         if (interval.tv64 < timer->base->resolution.tv64)
828                 interval.tv64 = timer->base->resolution.tv64;
829
830         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
831                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
832
833                 orun = ktime_divns(delta, incr);
834                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
835                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
836                         return orun;
837                 /*
838                  * This (and the ktime_add() below) is the
839                  * correction for exact:
840                  */
841                 orun++;
842         }
843         hrtimer_add_expires(timer, interval);
844
845         return orun;
846 }
847 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
848
849 /*
850  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
851  *
852  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
853  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
854  *
855  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
856  */
857 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
858                            struct hrtimer_clock_base *base)
859 {
860         debug_activate(timer);
861
862         timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
863         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
864
865         /*
866          * HRTIMER_STATE_ENQUEUED is or'ed to the current state to preserve the
867          * state of a possibly running callback.
868          */
869         timer->state |= HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
870
871         return (&timer->node == base->active.next);
872 }
873
874 /*
875  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
876  *
877  * Caller must hold the base lock.
878  *
879  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
880  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
881  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
882  * anyway (e.g. timer interrupt)
883  */
884 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
885                              struct hrtimer_clock_base *base,
886                              unsigned long newstate, int reprogram)
887 {
888         struct timerqueue_node *next_timer;
889         if (!(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
890                 goto out;
891
892         next_timer = timerqueue_getnext(&base->active);
893         timerqueue_del(&base->active, &timer->node);
894         if (&timer->node == next_timer) {
895 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
896                 /* Reprogram the clock event device. if enabled */
897                 if (reprogram && hrtimer_hres_active()) {
898                         ktime_t expires;
899
900                         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
901                                             base->offset);
902                         if (base->cpu_base->expires_next.tv64 == expires.tv64)
903                                 hrtimer_force_reprogram(base->cpu_base, 1);
904                 }
905 #endif
906         }
907         if (!timerqueue_getnext(&base->active))
908                 base->cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
909 out:
910         timer->state = newstate;
911 }
912
913 /*
914  * remove hrtimer, called with base lock held
915  */
916 static inline int
917 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
918 {
919         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
920                 unsigned long state;
921                 int reprogram;
922
923                 /*
924                  * Remove the timer and force reprogramming when high
925                  * resolution mode is active and the timer is on the current
926                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
927                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
928                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
929                  * rare case and less expensive than a smp call.
930                  */
931                 debug_deactivate(timer);
932                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
933                 reprogram = base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
934                 /*
935                  * We must preserve the CALLBACK state flag here,
936                  * otherwise we could move the timer base in
937                  * switch_hrtimer_base.
938                  */
939                 state = timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK;
940                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
941                 return 1;
942         }
943         return 0;
944 }
945
946 int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
947                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
948                 int wakeup)
949 {
950         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
951         unsigned long flags;
952         int ret, leftmost;
953
954         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
955
956         /* Remove an active timer from the queue: */
957         ret = remove_hrtimer(timer, base);
958
959         /* Switch the timer base, if necessary: */
960         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
961
962         if (mode & HRTIMER_MODE_REL) {
963                 tim = ktime_add_safe(tim, new_base->get_time());
964                 /*
965                  * CONFIG_TIME_LOW_RES is a temporary way for architectures
966                  * to signal that they simply return xtime in
967                  * do_gettimeoffset(). In this case we want to round up by
968                  * resolution when starting a relative timer, to avoid short
969                  * timeouts. This will go away with the GTOD framework.
970                  */
971 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
972                 tim = ktime_add_safe(tim, base->resolution);
973 #endif
974         }
975
976         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
977
978         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
979
980         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
981
982         /*
983          * Only allow reprogramming if the new base is on this CPU.
984          * (it might still be on another CPU if the timer was pending)
985          *
986          * XXX send_remote_softirq() ?
987          */
988         if (leftmost && new_base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases))
989                 hrtimer_enqueue_reprogram(timer, new_base, wakeup);
990
991         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
992
993         return ret;
994 }
995
996 /**
997  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
998  * @timer:      the timer to be added
999  * @tim:        expiry time
1000  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1001  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_ABS) or relative (HRTIMER_REL)
1002  *
1003  * Returns:
1004  *  0 on success
1005  *  1 when the timer was active
1006  */
1007 int hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1008                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1009 {
1010         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, 1);
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1013
1014 /**
1015  * hrtimer_start - (re)start an hrtimer on the current CPU
1016  * @timer:      the timer to be added
1017  * @tim:        expiry time
1018  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_ABS) or relative (HRTIMER_REL)
1019  *
1020  * Returns:
1021  *  0 on success
1022  *  1 when the timer was active
1023  */
1024 int
1025 hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode)
1026 {
1027         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, 0, mode, 1);
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start);
1030
1031
1032 /**
1033  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1034  * @timer:      hrtimer to stop
1035  *
1036  * Returns:
1037  *  0 when the timer was not active
1038  *  1 when the timer was active
1039  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1040  *    cannot be stopped
1041  */
1042 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1043 {
1044         struct hrtimer_clock_base *base;
1045         unsigned long flags;
1046         int ret = -1;
1047
1048         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1049
1050         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1051                 ret = remove_hrtimer(timer, base);
1052
1053         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1054
1055         return ret;
1056
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1059
1060 /**
1061  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1062  * @timer:      the timer to be cancelled
1063  *
1064  * Returns:
1065  *  0 when the timer was not active
1066  *  1 when the timer was active
1067  */
1068 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1069 {
1070         for (;;) {
1071                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1072
1073                 if (ret >= 0)
1074                         return ret;
1075                 cpu_relax();
1076         }
1077 }
1078 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1079
1080 /**
1081  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1082  * @timer:      the timer to read
1083  */
1084 ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer)
1085 {
1086         unsigned long flags;
1087         ktime_t rem;
1088
1089         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1090         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1091         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1092
1093         return rem;
1094 }
1095 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_remaining);
1096
1097 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1098 /**
1099  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1100  *
1101  * Returns the delta to the next expiry event or KTIME_MAX if no timer
1102  * is pending.
1103  */
1104 ktime_t hrtimer_get_next_event(void)
1105 {
1106         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1107         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1108         ktime_t delta, mindelta = { .tv64 = KTIME_MAX };
1109         unsigned long flags;
1110         int i;
1111
1112         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1113
1114         if (!hrtimer_hres_active()) {
1115                 for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
1116                         struct hrtimer *timer;
1117                         struct timerqueue_node *next;
1118
1119                         next = timerqueue_getnext(&base->active);
1120                         if (!next)
1121                                 continue;
1122
1123                         timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
1124                         delta.tv64 = hrtimer_get_expires_tv64(timer);
1125                         delta = ktime_sub(delta, base->get_time());
1126                         if (delta.tv64 < mindelta.tv64)
1127                                 mindelta.tv64 = delta.tv64;
1128                 }
1129         }
1130
1131         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1132
1133         if (mindelta.tv64 < 0)
1134                 mindelta.tv64 = 0;
1135         return mindelta;
1136 }
1137 #endif
1138
1139 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1140                            enum hrtimer_mode mode)
1141 {
1142         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1143         int base;
1144
1145         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1146
1147         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1148
1149         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1150                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1151
1152         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1153         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1154         timerqueue_init(&timer->node);
1155
1156 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1157         timer->start_site = NULL;
1158         timer->start_pid = -1;
1159         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1160 #endif
1161 }
1162
1163 /**
1164  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1165  * @timer:      the timer to be initialized
1166  * @clock_id:   the clock to be used
1167  * @mode:       timer mode abs/rel
1168  */
1169 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1170                   enum hrtimer_mode mode)
1171 {
1172         debug_init(timer, clock_id, mode);
1173         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1174 }
1175 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1176
1177 /**
1178  * hrtimer_get_res - get the timer resolution for a clock
1179  * @which_clock: which clock to query
1180  * @tp:          pointer to timespec variable to store the resolution
1181  *
1182  * Store the resolution of the clock selected by @which_clock in the
1183  * variable pointed to by @tp.
1184  */
1185 int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
1186 {
1187         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1188         int base = hrtimer_clockid_to_base(which_clock);
1189
1190         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1191         *tp = ktime_to_timespec(cpu_base->clock_base[base].resolution);
1192
1193         return 0;
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_res);
1196
1197 static void __run_hrtimer(struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1198 {
1199         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
1200         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1201         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1202         int restart;
1203
1204         WARN_ON(!irqs_disabled());
1205
1206         debug_deactivate(timer);
1207         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1208         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1209         fn = timer->function;
1210
1211         /*
1212          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1213          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1214          * the timer base.
1215          */
1216         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1217         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1218         restart = fn(timer);
1219         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1220         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1221
1222         /*
1223          * Note: We clear the CALLBACK bit after enqueue_hrtimer and
1224          * we do not reprogramm the event hardware. Happens either in
1225          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1226          */
1227         if (restart != HRTIMER_NORESTART) {
1228                 BUG_ON(timer->state != HRTIMER_STATE_CALLBACK);
1229                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1230         }
1231
1232         WARN_ON_ONCE(!(timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK));
1233
1234         timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1238
1239 /*
1240  * High resolution timer interrupt
1241  * Called with interrupts disabled
1242  */
1243 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1244 {
1245         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1246         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1247         int i, retries = 0;
1248
1249         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1250         cpu_base->nr_events++;
1251         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1252
1253         entry_time = now = ktime_get();
1254 retry:
1255         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1256
1257         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1258         /*
1259          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1260          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1261          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1262          * timers which run their callback and need to be requeued on
1263          * this CPU.
1264          */
1265         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1266
1267         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1268                 struct hrtimer_clock_base *base;
1269                 struct timerqueue_node *node;
1270                 ktime_t basenow;
1271
1272                 if (!(cpu_base->active_bases & (1 << i)))
1273                         continue;
1274
1275                 base = cpu_base->clock_base + i;
1276                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1277
1278                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1279                         struct hrtimer *timer;
1280
1281                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1282
1283                         /*
1284                          * The immediate goal for using the softexpires is
1285                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1286                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1287                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1288                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1289                          * overlapping intervals and instead use the simple
1290                          * BST we already have.
1291                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1292                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1293                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1294                          */
1295
1296                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer)) {
1297                                 ktime_t expires;
1298
1299                                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
1300                                                     base->offset);
1301                                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
1302                                         expires_next = expires;
1303                                 break;
1304                         }
1305
1306                         __run_hrtimer(timer, &basenow);
1307                 }
1308         }
1309
1310         /*
1311          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1312          * against it.
1313          */
1314         cpu_base->expires_next = expires_next;
1315         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1316
1317         /* Reprogramming necessary ? */
1318         if (expires_next.tv64 == KTIME_MAX ||
1319             !tick_program_event(expires_next, 0)) {
1320                 cpu_base->hang_detected = 0;
1321                 return;
1322         }
1323
1324         /*
1325          * The next timer was already expired due to:
1326          * - tracing
1327          * - long lasting callbacks
1328          * - being scheduled away when running in a VM
1329          *
1330          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1331          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1332          * overreacting on some spurious event.
1333          */
1334         now = ktime_get();
1335         cpu_base->nr_retries++;
1336         if (++retries < 3)
1337                 goto retry;
1338         /*
1339          * Give the system a chance to do something else than looping
1340          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1341          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1342          * time away.
1343          */
1344         cpu_base->nr_hangs++;
1345         cpu_base->hang_detected = 1;
1346         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1347         if (delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time.tv64)
1348                 cpu_base->max_hang_time = delta;
1349         /*
1350          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1351          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1352          */
1353         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1354                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1355         else
1356                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1357         tick_program_event(expires_next, 1);
1358         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1359                     ktime_to_ns(delta));
1360 }
1361
1362 /*
1363  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1364  * disabled.
1365  */
1366 static void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1367 {
1368         struct tick_device *td;
1369
1370         if (!hrtimer_hres_active())
1371                 return;
1372
1373         td = &__get_cpu_var(tick_cpu_device);
1374         if (td && td->evtdev)
1375                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1376 }
1377
1378 /**
1379  * hrtimer_peek_ahead_timers -- run soft-expired timers now
1380  *
1381  * hrtimer_peek_ahead_timers will peek at the timer queue of
1382  * the current cpu and check if there are any timers for which
1383  * the soft expires time has passed. If any such timers exist,
1384  * they are run immediately and then removed from the timer queue.
1385  *
1386  */
1387 void hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1388 {
1389         unsigned long flags;
1390
1391         local_irq_save(flags);
1392         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1393         local_irq_restore(flags);
1394 }
1395
1396 static void run_hrtimer_softirq(struct softirq_action *h)
1397 {
1398         hrtimer_peek_ahead_timers();
1399 }
1400
1401 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1402
1403 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1404
1405 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1406
1407 /*
1408  * Called from timer softirq every jiffy, expire hrtimers:
1409  *
1410  * For HRT its the fall back code to run the softirq in the timer
1411  * softirq context in case the hrtimer initialization failed or has
1412  * not been done yet.
1413  */
1414 void hrtimer_run_pending(void)
1415 {
1416         if (hrtimer_hres_active())
1417                 return;
1418
1419         /*
1420          * This _is_ ugly: We have to check in the softirq context,
1421          * whether we can switch to highres and / or nohz mode. The
1422          * clocksource switch happens in the timer interrupt with
1423          * xtime_lock held. Notification from there only sets the
1424          * check bit in the tick_oneshot code, otherwise we might
1425          * deadlock vs. xtime_lock.
1426          */
1427         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled()))
1428                 hrtimer_switch_to_hres();
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Called from hardirq context every jiffy
1433  */
1434 void hrtimer_run_queues(void)
1435 {
1436         struct timerqueue_node *node;
1437         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1438         struct hrtimer_clock_base *base;
1439         int index, gettime = 1;
1440
1441         if (hrtimer_hres_active())
1442                 return;
1443
1444         for (index = 0; index < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; index++) {
1445                 base = &cpu_base->clock_base[index];
1446                 if (!timerqueue_getnext(&base->active))
1447                         continue;
1448
1449                 if (gettime) {
1450                         hrtimer_get_softirq_time(cpu_base);
1451                         gettime = 0;
1452                 }
1453
1454                 raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1455
1456                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1457                         struct hrtimer *timer;
1458
1459                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1460                         if (base->softirq_time.tv64 <=
1461                                         hrtimer_get_expires_tv64(timer))
1462                                 break;
1463
1464                         __run_hrtimer(timer, &base->softirq_time);
1465                 }
1466                 raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1467         }
1468 }
1469
1470 /*
1471  * Sleep related functions:
1472  */
1473 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1474 {
1475         struct hrtimer_sleeper *t =
1476                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1477         struct task_struct *task = t->task;
1478
1479         t->task = NULL;
1480         if (task)
1481                 wake_up_process(task);
1482
1483         return HRTIMER_NORESTART;
1484 }
1485
1486 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1487 {
1488         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1489         sl->task = task;
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1492
1493 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1494 {
1495         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1496
1497         do {
1498                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1499                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1500                 if (!hrtimer_active(&t->timer))
1501                         t->task = NULL;
1502
1503                 if (likely(t->task))
1504                         schedule();
1505
1506                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1507                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1508
1509         } while (t->task && !signal_pending(current));
1510
1511         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1512
1513         return t->task == NULL;
1514 }
1515
1516 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1517 {
1518         struct timespec rmt;
1519         ktime_t rem;
1520
1521         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1522         if (rem.tv64 <= 0)
1523                 return 0;
1524         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1525
1526         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1527                 return -EFAULT;
1528
1529         return 1;
1530 }
1531
1532 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1533 {
1534         struct hrtimer_sleeper t;
1535         struct timespec __user  *rmtp;
1536         int ret = 0;
1537
1538         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1539                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1540         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1541
1542         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1543                 goto out;
1544
1545         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1546         if (rmtp) {
1547                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1548                 if (ret <= 0)
1549                         goto out;
1550         }
1551
1552         /* The other values in restart are already filled in */
1553         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1554 out:
1555         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1556         return ret;
1557 }
1558
1559 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1560                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1561 {
1562         struct restart_block *restart;
1563         struct hrtimer_sleeper t;
1564         int ret = 0;
1565         unsigned long slack;
1566
1567         slack = current->timer_slack_ns;
1568         if (rt_task(current))
1569                 slack = 0;
1570
1571         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1572         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1573         if (do_nanosleep(&t, mode))
1574                 goto out;
1575
1576         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1577         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1578                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1579                 goto out;
1580         }
1581
1582         if (rmtp) {
1583                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1584                 if (ret <= 0)
1585                         goto out;
1586         }
1587
1588         restart = &current_thread_info()->restart_block;
1589         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1590         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1591         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1592         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1593
1594         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1595 out:
1596         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1597         return ret;
1598 }
1599
1600 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1601                 struct timespec __user *, rmtp)
1602 {
1603         struct timespec tu;
1604
1605         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1606                 return -EFAULT;
1607
1608         if (!timespec_valid(&tu))
1609                 return -EINVAL;
1610
1611         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Functions related to boot-time initialization:
1616  */
1617 static void __cpuinit init_hrtimers_cpu(int cpu)
1618 {
1619         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1620         int i;
1621
1622         raw_spin_lock_init(&cpu_base->lock);
1623
1624         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1625                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1626                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1627         }
1628
1629         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1630 }
1631
1632 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1633
1634 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1635                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1636 {
1637         struct hrtimer *timer;
1638         struct timerqueue_node *node;
1639
1640         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1641                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1642                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1643                 debug_deactivate(timer);
1644
1645                 /*
1646                  * Mark it as STATE_MIGRATE not INACTIVE otherwise the
1647                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1648                  * under us on another CPU
1649                  */
1650                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_MIGRATE, 0);
1651                 timer->base = new_base;
1652                 /*
1653                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1654                  * reprogram the event device in case the timer
1655                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1656                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1657                  * sort out already expired timers and reprogram the
1658                  * event device.
1659                  */
1660                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1661
1662                 /* Clear the migration state bit */
1663                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_MIGRATE;
1664         }
1665 }
1666
1667 static void migrate_hrtimers(int scpu)
1668 {
1669         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1670         int i;
1671
1672         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1673         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1674
1675         local_irq_disable();
1676         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1677         new_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1678         /*
1679          * The caller is globally serialized and nobody else
1680          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1681          */
1682         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1683         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1684
1685         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1686                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1687                                      &new_base->clock_base[i]);
1688         }
1689
1690         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1691         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1692
1693         /* Check, if we got expired work to do */
1694         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1695         local_irq_enable();
1696 }
1697
1698 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1699
1700 static int __cpuinit hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1701                                         unsigned long action, void *hcpu)
1702 {
1703         int scpu = (long)hcpu;
1704
1705         switch (action) {
1706
1707         case CPU_UP_PREPARE:
1708         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1709                 init_hrtimers_cpu(scpu);
1710                 break;
1711
1712 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1713         case CPU_DYING:
1714         case CPU_DYING_FROZEN:
1715                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DYING, &scpu);
1716                 break;
1717         case CPU_DEAD:
1718         case CPU_DEAD_FROZEN:
1719         {
1720                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &scpu);
1721                 migrate_hrtimers(scpu);
1722                 break;
1723         }
1724 #endif
1725
1726         default:
1727                 break;
1728         }
1729
1730         return NOTIFY_OK;
1731 }
1732
1733 static struct notifier_block __cpuinitdata hrtimers_nb = {
1734         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1735 };
1736
1737 void __init hrtimers_init(void)
1738 {
1739         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1740                           (void *)(long)smp_processor_id());
1741         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1742 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1743         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
1744 #endif
1745 }
1746
1747 /**
1748  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1749  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1750  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1751  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1752  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1753  */
1754 int __sched
1755 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1756                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1757 {
1758         struct hrtimer_sleeper t;
1759
1760         /*
1761          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1762          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1763          */
1764         if (expires && !expires->tv64) {
1765                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1766                 return 0;
1767         }
1768
1769         /*
1770          * A NULL parameter means "infinite"
1771          */
1772         if (!expires) {
1773                 schedule();
1774                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1775                 return -EINTR;
1776         }
1777
1778         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1779         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1780
1781         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1782
1783         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1784         if (!hrtimer_active(&t.timer))
1785                 t.task = NULL;
1786
1787         if (likely(t.task))
1788                 schedule();
1789
1790         hrtimer_cancel(&t.timer);
1791         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1792
1793         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1794
1795         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1796 }
1797
1798 /**
1799  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1800  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1801  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1802  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1803  *
1804  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1805  * elapsed. The routine will return immediately unless
1806  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1807  *
1808  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1809  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1810  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1811  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1812  *
1813  * You can set the task state as follows -
1814  *
1815  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1816  * pass before the routine returns.
1817  *
1818  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1819  * delivered to the current task.
1820  *
1821  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1822  * routine returns.
1823  *
1824  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1825  */
1826 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1827                                      const enum hrtimer_mode mode)
1828 {
1829         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1830                                               CLOCK_MONOTONIC);
1831 }
1832 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1833
1834 /**
1835  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1836  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1837  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1838  *
1839  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1840  * elapsed. The routine will return immediately unless
1841  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1842  *
1843  * You can set the task state as follows -
1844  *
1845  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1846  * pass before the routine returns.
1847  *
1848  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1849  * delivered to the current task.
1850  *
1851  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1852  * routine returns.
1853  *
1854  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1855  */
1856 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1857                                const enum hrtimer_mode mode)
1858 {
1859         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1860 }
1861 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);