hrtimer: Cleanup direct access to wall_to_monotonic
[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  * Note: If we want to add new timer bases, we have to skip the two
57  * clock ids captured by the cpu-timers. We do this by holding empty
58  * entries rather than doing math adjustment of the clock ids.
59  * This ensures that we capture erroneous accesses to these clock ids
60  * rather than moving them into the range of valid clock id's.
61  */
62 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
63 {
64
65         .clock_base =
66         {
67                 {
68                         .index = CLOCK_REALTIME,
69                         .get_time = &ktime_get_real,
70                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
71                 },
72                 {
73                         .index = CLOCK_MONOTONIC,
74                         .get_time = &ktime_get,
75                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
76                 },
77         }
78 };
79
80 /*
81  * Get the coarse grained time at the softirq based on xtime and
82  * wall_to_monotonic.
83  */
84 static void hrtimer_get_softirq_time(struct hrtimer_cpu_base *base)
85 {
86         ktime_t xtim, tomono;
87         struct timespec xts, tom;
88         unsigned long seq;
89
90         do {
91                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
92                 xts = __current_kernel_time();
93                 tom = __get_wall_to_monotonic();
94         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
95
96         xtim = timespec_to_ktime(xts);
97         tomono = timespec_to_ktime(tom);
98         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].softirq_time = xtim;
99         base->clock_base[CLOCK_MONOTONIC].softirq_time =
100                 ktime_add(xtim, tomono);
101 }
102
103 /*
104  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
105  * single place
106  */
107 #ifdef CONFIG_SMP
108
109 /*
110  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
111  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
112  * locked, and the base itself is locked too.
113  *
114  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
115  * be found on the lists/queues.
116  *
117  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
118  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
119  * locked.
120  */
121 static
122 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
123                                              unsigned long *flags)
124 {
125         struct hrtimer_clock_base *base;
126
127         for (;;) {
128                 base = timer->base;
129                 if (likely(base != NULL)) {
130                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
131                         if (likely(base == timer->base))
132                                 return base;
133                         /* The timer has migrated to another CPU: */
134                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
135                 }
136                 cpu_relax();
137         }
138 }
139
140
141 /*
142  * Get the preferred target CPU for NOHZ
143  */
144 static int hrtimer_get_target(int this_cpu, int pinned)
145 {
146 #ifdef CONFIG_NO_HZ
147         if (!pinned && get_sysctl_timer_migration() && idle_cpu(this_cpu)) {
148                 int preferred_cpu = get_nohz_load_balancer();
149
150                 if (preferred_cpu >= 0)
151                         return preferred_cpu;
152         }
153 #endif
154         return this_cpu;
155 }
156
157 /*
158  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
159  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
160  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
161  *
162  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
163  */
164 static int
165 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
166 {
167 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
168         ktime_t expires;
169
170         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
171                 return 0;
172
173         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
174         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
175 #else
176         return 0;
177 #endif
178 }
179
180 /*
181  * Switch the timer base to the current CPU when possible.
182  */
183 static inline struct hrtimer_clock_base *
184 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
185                     int pinned)
186 {
187         struct hrtimer_clock_base *new_base;
188         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base;
189         int this_cpu = smp_processor_id();
190         int cpu = hrtimer_get_target(this_cpu, pinned);
191
192 again:
193         new_cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
194         new_base = &new_cpu_base->clock_base[base->index];
195
196         if (base != new_base) {
197                 /*
198                  * We are trying to move timer to new_base.
199                  * However we can't change timer's base while it is running,
200                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
201                  * the event source in the high resolution case. The softirq
202                  * code will take care of this when the timer function has
203                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
204                  * the timer is enqueued.
205                  */
206                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
207                         return base;
208
209                 /* See the comment in lock_timer_base() */
210                 timer->base = NULL;
211                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
212                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
213
214                 if (cpu != this_cpu && hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
215                         cpu = this_cpu;
216                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
217                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
218                         timer->base = base;
219                         goto again;
220                 }
221                 timer->base = new_base;
222         }
223         return new_base;
224 }
225
226 #else /* CONFIG_SMP */
227
228 static inline struct hrtimer_clock_base *
229 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
230 {
231         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
232
233         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
234
235         return base;
236 }
237
238 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
239
240 #endif  /* !CONFIG_SMP */
241
242 /*
243  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
244  * too large for inlining:
245  */
246 #if BITS_PER_LONG < 64
247 # ifndef CONFIG_KTIME_SCALAR
248 /**
249  * ktime_add_ns - Add a scalar nanoseconds value to a ktime_t variable
250  * @kt:         addend
251  * @nsec:       the scalar nsec value to add
252  *
253  * Returns the sum of kt and nsec in ktime_t format
254  */
255 ktime_t ktime_add_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
256 {
257         ktime_t tmp;
258
259         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
260                 tmp.tv64 = nsec;
261         } else {
262                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
263
264                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
265         }
266
267         return ktime_add(kt, tmp);
268 }
269
270 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_ns);
271
272 /**
273  * ktime_sub_ns - Subtract a scalar nanoseconds value from a ktime_t variable
274  * @kt:         minuend
275  * @nsec:       the scalar nsec value to subtract
276  *
277  * Returns the subtraction of @nsec from @kt in ktime_t format
278  */
279 ktime_t ktime_sub_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
280 {
281         ktime_t tmp;
282
283         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
284                 tmp.tv64 = nsec;
285         } else {
286                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
287
288                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
289         }
290
291         return ktime_sub(kt, tmp);
292 }
293
294 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_sub_ns);
295 # endif /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
296
297 /*
298  * Divide a ktime value by a nanosecond value
299  */
300 u64 ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
301 {
302         u64 dclc;
303         int sft = 0;
304
305         dclc = ktime_to_ns(kt);
306         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
307         while (div >> 32) {
308                 sft++;
309                 div >>= 1;
310         }
311         dclc >>= sft;
312         do_div(dclc, (unsigned long) div);
313
314         return dclc;
315 }
316 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
317
318 /*
319  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
320  */
321 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
322 {
323         ktime_t res = ktime_add(lhs, rhs);
324
325         /*
326          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
327          * return to user space in a timespec:
328          */
329         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
330                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
331
332         return res;
333 }
334
335 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
336
337 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
338
339 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
340
341 /*
342  * fixup_init is called when:
343  * - an active object is initialized
344  */
345 static int hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
346 {
347         struct hrtimer *timer = addr;
348
349         switch (state) {
350         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
351                 hrtimer_cancel(timer);
352                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
353                 return 1;
354         default:
355                 return 0;
356         }
357 }
358
359 /*
360  * fixup_activate is called when:
361  * - an active object is activated
362  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
363  */
364 static int hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
365 {
366         switch (state) {
367
368         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
369                 WARN_ON_ONCE(1);
370                 return 0;
371
372         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
373                 WARN_ON(1);
374
375         default:
376                 return 0;
377         }
378 }
379
380 /*
381  * fixup_free is called when:
382  * - an active object is freed
383  */
384 static int hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
385 {
386         struct hrtimer *timer = addr;
387
388         switch (state) {
389         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
390                 hrtimer_cancel(timer);
391                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
392                 return 1;
393         default:
394                 return 0;
395         }
396 }
397
398 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
399         .name           = "hrtimer",
400         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
401         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
402         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
403 };
404
405 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
406 {
407         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
408 }
409
410 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
411 {
412         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
413 }
414
415 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
416 {
417         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
418 }
419
420 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
421 {
422         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
423 }
424
425 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
426                            enum hrtimer_mode mode);
427
428 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
429                            enum hrtimer_mode mode)
430 {
431         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
432         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
433 }
434 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
435
436 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
437 {
438         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
439 }
440
441 #else
442 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
443 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
444 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
445 #endif
446
447 static inline void
448 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
449            enum hrtimer_mode mode)
450 {
451         debug_hrtimer_init(timer);
452         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
453 }
454
455 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
456 {
457         debug_hrtimer_activate(timer);
458         trace_hrtimer_start(timer);
459 }
460
461 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
462 {
463         debug_hrtimer_deactivate(timer);
464         trace_hrtimer_cancel(timer);
465 }
466
467 /* High resolution timer related functions */
468 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
469
470 /*
471  * High resolution timer enabled ?
472  */
473 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
474
475 /*
476  * Enable / Disable high resolution mode
477  */
478 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
479 {
480         if (!strcmp(str, "off"))
481                 hrtimer_hres_enabled = 0;
482         else if (!strcmp(str, "on"))
483                 hrtimer_hres_enabled = 1;
484         else
485                 return 0;
486         return 1;
487 }
488
489 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
490
491 /*
492  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
493  */
494 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
495 {
496         return hrtimer_hres_enabled;
497 }
498
499 /*
500  * Is the high resolution mode active ?
501  */
502 static inline int hrtimer_hres_active(void)
503 {
504         return __get_cpu_var(hrtimer_bases).hres_active;
505 }
506
507 /*
508  * Reprogram the event source with checking both queues for the
509  * next event
510  * Called with interrupts disabled and base->lock held
511  */
512 static void
513 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
514 {
515         int i;
516         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
517         ktime_t expires, expires_next;
518
519         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
520
521         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
522                 struct hrtimer *timer;
523
524                 if (!base->first)
525                         continue;
526                 timer = rb_entry(base->first, struct hrtimer, node);
527                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
528                 /*
529                  * clock_was_set() has changed base->offset so the
530                  * result might be negative. Fix it up to prevent a
531                  * false positive in clockevents_program_event()
532                  */
533                 if (expires.tv64 < 0)
534                         expires.tv64 = 0;
535                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
536                         expires_next = expires;
537         }
538
539         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
540                 return;
541
542         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
543
544         if (cpu_base->expires_next.tv64 != KTIME_MAX)
545                 tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
546 }
547
548 /*
549  * Shared reprogramming for clock_realtime and clock_monotonic
550  *
551  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
552  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
553  * which the clock event device was armed.
554  *
555  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
556  */
557 static int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
558                              struct hrtimer_clock_base *base)
559 {
560         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
561         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
562         int res;
563
564         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
565
566         /*
567          * When the callback is running, we do not reprogram the clock event
568          * device. The timer callback is either running on a different CPU or
569          * the callback is executed in the hrtimer_interrupt context. The
570          * reprogramming is handled either by the softirq, which called the
571          * callback or at the end of the hrtimer_interrupt.
572          */
573         if (hrtimer_callback_running(timer))
574                 return 0;
575
576         /*
577          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
578          * expiry time which is less than base->offset. Nothing wrong
579          * about that, just avoid to call into the tick code, which
580          * has now objections against negative expiry values.
581          */
582         if (expires.tv64 < 0)
583                 return -ETIME;
584
585         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
586                 return 0;
587
588         /*
589          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
590          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
591          * which we enforced in the hang detection. We want the system
592          * to make progress.
593          */
594         if (cpu_base->hang_detected)
595                 return 0;
596
597         /*
598          * Clockevents returns -ETIME, when the event was in the past.
599          */
600         res = tick_program_event(expires, 0);
601         if (!IS_ERR_VALUE(res))
602                 cpu_base->expires_next = expires;
603         return res;
604 }
605
606
607 /*
608  * Retrigger next event is called after clock was set
609  *
610  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
611  */
612 static void retrigger_next_event(void *arg)
613 {
614         struct hrtimer_cpu_base *base;
615         struct timespec realtime_offset, wtm;
616         unsigned long seq;
617
618         if (!hrtimer_hres_active())
619                 return;
620
621         do {
622                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
623                 wtm = __get_wall_to_monotonic();
624         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
625         set_normalized_timespec(&realtime_offset, -wtm.tv_sec, -wtm.tv_nsec);
626
627         base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
628
629         /* Adjust CLOCK_REALTIME offset */
630         raw_spin_lock(&base->lock);
631         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].offset =
632                 timespec_to_ktime(realtime_offset);
633
634         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
635         raw_spin_unlock(&base->lock);
636 }
637
638 /*
639  * Clock realtime was set
640  *
641  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
642  * clock.
643  *
644  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
645  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
646  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
647  * call the high resolution interrupt code.
648  */
649 void clock_was_set(void)
650 {
651         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
652         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
653 }
654
655 /*
656  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
657  * interrupt (on the local CPU):
658  */
659 void hres_timers_resume(void)
660 {
661         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
662                   KERN_INFO "hres_timers_resume() called with IRQs enabled!");
663
664         retrigger_next_event(NULL);
665 }
666
667 /*
668  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
669  */
670 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
671 {
672         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
673         base->hres_active = 0;
674 }
675
676 /*
677  * Initialize the high resolution related parts of a hrtimer
678  */
679 static inline void hrtimer_init_timer_hres(struct hrtimer *timer)
680 {
681 }
682
683
684 /*
685  * When High resolution timers are active, try to reprogram. Note, that in case
686  * the state has HRTIMER_STATE_CALLBACK set, no reprogramming and no expiry
687  * check happens. The timer gets enqueued into the rbtree. The reprogramming
688  * and expiry check is done in the hrtimer_interrupt or in the softirq.
689  */
690 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
691                                             struct hrtimer_clock_base *base,
692                                             int wakeup)
693 {
694         if (base->cpu_base->hres_active && hrtimer_reprogram(timer, base)) {
695                 if (wakeup) {
696                         raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
697                         raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
698                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
699                 } else
700                         __raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
701
702                 return 1;
703         }
704
705         return 0;
706 }
707
708 /*
709  * Switch to high resolution mode
710  */
711 static int hrtimer_switch_to_hres(void)
712 {
713         int cpu = smp_processor_id();
714         struct hrtimer_cpu_base *base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
715         unsigned long flags;
716
717         if (base->hres_active)
718                 return 1;
719
720         local_irq_save(flags);
721
722         if (tick_init_highres()) {
723                 local_irq_restore(flags);
724                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
725                                     "mode on CPU %d\n", cpu);
726                 return 0;
727         }
728         base->hres_active = 1;
729         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].resolution = KTIME_HIGH_RES;
730         base->clock_base[CLOCK_MONOTONIC].resolution = KTIME_HIGH_RES;
731
732         tick_setup_sched_timer();
733
734         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
735         retrigger_next_event(NULL);
736         local_irq_restore(flags);
737         return 1;
738 }
739
740 #else
741
742 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
743 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
744 static inline int hrtimer_switch_to_hres(void) { return 0; }
745 static inline void
746 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
747 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
748                                             struct hrtimer_clock_base *base,
749                                             int wakeup)
750 {
751         return 0;
752 }
753 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
754 static inline void hrtimer_init_timer_hres(struct hrtimer *timer) { }
755
756 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
757
758 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
759 {
760 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
761         if (timer->start_site)
762                 return;
763         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
764         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
765         timer->start_pid = current->pid;
766 #endif
767 }
768
769 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
770 {
771 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
772         timer->start_site = NULL;
773 #endif
774 }
775
776 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
777 {
778 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
779         if (likely(!timer_stats_active))
780                 return;
781         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
782                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
783 #endif
784 }
785
786 /*
787  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
788  */
789 static inline
790 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
791 {
792         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
793 }
794
795 /**
796  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
797  * @timer:      hrtimer to forward
798  * @now:        forward past this time
799  * @interval:   the interval to forward
800  *
801  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
802  * Returns the number of overruns.
803  */
804 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
805 {
806         u64 orun = 1;
807         ktime_t delta;
808
809         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
810
811         if (delta.tv64 < 0)
812                 return 0;
813
814         if (interval.tv64 < timer->base->resolution.tv64)
815                 interval.tv64 = timer->base->resolution.tv64;
816
817         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
818                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
819
820                 orun = ktime_divns(delta, incr);
821                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
822                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
823                         return orun;
824                 /*
825                  * This (and the ktime_add() below) is the
826                  * correction for exact:
827                  */
828                 orun++;
829         }
830         hrtimer_add_expires(timer, interval);
831
832         return orun;
833 }
834 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
835
836 /*
837  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
838  *
839  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
840  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
841  *
842  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
843  */
844 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
845                            struct hrtimer_clock_base *base)
846 {
847         struct rb_node **link = &base->active.rb_node;
848         struct rb_node *parent = NULL;
849         struct hrtimer *entry;
850         int leftmost = 1;
851
852         debug_activate(timer);
853
854         /*
855          * Find the right place in the rbtree:
856          */
857         while (*link) {
858                 parent = *link;
859                 entry = rb_entry(parent, struct hrtimer, node);
860                 /*
861                  * We dont care about collisions. Nodes with
862                  * the same expiry time stay together.
863                  */
864                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) <
865                                 hrtimer_get_expires_tv64(entry)) {
866                         link = &(*link)->rb_left;
867                 } else {
868                         link = &(*link)->rb_right;
869                         leftmost = 0;
870                 }
871         }
872
873         /*
874          * Insert the timer to the rbtree and check whether it
875          * replaces the first pending timer
876          */
877         if (leftmost)
878                 base->first = &timer->node;
879
880         rb_link_node(&timer->node, parent, link);
881         rb_insert_color(&timer->node, &base->active);
882         /*
883          * HRTIMER_STATE_ENQUEUED is or'ed to the current state to preserve the
884          * state of a possibly running callback.
885          */
886         timer->state |= HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
887
888         return leftmost;
889 }
890
891 /*
892  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
893  *
894  * Caller must hold the base lock.
895  *
896  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
897  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
898  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
899  * anyway (e.g. timer interrupt)
900  */
901 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
902                              struct hrtimer_clock_base *base,
903                              unsigned long newstate, int reprogram)
904 {
905         if (!(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
906                 goto out;
907
908         /*
909          * Remove the timer from the rbtree and replace the first
910          * entry pointer if necessary.
911          */
912         if (base->first == &timer->node) {
913                 base->first = rb_next(&timer->node);
914 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
915                 /* Reprogram the clock event device. if enabled */
916                 if (reprogram && hrtimer_hres_active()) {
917                         ktime_t expires;
918
919                         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
920                                             base->offset);
921                         if (base->cpu_base->expires_next.tv64 == expires.tv64)
922                                 hrtimer_force_reprogram(base->cpu_base, 1);
923                 }
924 #endif
925         }
926         rb_erase(&timer->node, &base->active);
927 out:
928         timer->state = newstate;
929 }
930
931 /*
932  * remove hrtimer, called with base lock held
933  */
934 static inline int
935 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
936 {
937         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
938                 int reprogram;
939
940                 /*
941                  * Remove the timer and force reprogramming when high
942                  * resolution mode is active and the timer is on the current
943                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
944                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
945                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
946                  * rare case and less expensive than a smp call.
947                  */
948                 debug_deactivate(timer);
949                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
950                 reprogram = base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
951                 __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE,
952                                  reprogram);
953                 return 1;
954         }
955         return 0;
956 }
957
958 int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
959                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
960                 int wakeup)
961 {
962         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
963         unsigned long flags;
964         int ret, leftmost;
965
966         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
967
968         /* Remove an active timer from the queue: */
969         ret = remove_hrtimer(timer, base);
970
971         /* Switch the timer base, if necessary: */
972         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
973
974         if (mode & HRTIMER_MODE_REL) {
975                 tim = ktime_add_safe(tim, new_base->get_time());
976                 /*
977                  * CONFIG_TIME_LOW_RES is a temporary way for architectures
978                  * to signal that they simply return xtime in
979                  * do_gettimeoffset(). In this case we want to round up by
980                  * resolution when starting a relative timer, to avoid short
981                  * timeouts. This will go away with the GTOD framework.
982                  */
983 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
984                 tim = ktime_add_safe(tim, base->resolution);
985 #endif
986         }
987
988         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
989
990         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
991
992         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
993
994         /*
995          * Only allow reprogramming if the new base is on this CPU.
996          * (it might still be on another CPU if the timer was pending)
997          *
998          * XXX send_remote_softirq() ?
999          */
1000         if (leftmost && new_base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases))
1001                 hrtimer_enqueue_reprogram(timer, new_base, wakeup);
1002
1003         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1004
1005         return ret;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
1010  * @timer:      the timer to be added
1011  * @tim:        expiry time
1012  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1013  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_ABS) or relative (HRTIMER_REL)
1014  *
1015  * Returns:
1016  *  0 on success
1017  *  1 when the timer was active
1018  */
1019 int hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1020                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1021 {
1022         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, 1);
1023 }
1024 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1025
1026 /**
1027  * hrtimer_start - (re)start an hrtimer on the current CPU
1028  * @timer:      the timer to be added
1029  * @tim:        expiry time
1030  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_ABS) or relative (HRTIMER_REL)
1031  *
1032  * Returns:
1033  *  0 on success
1034  *  1 when the timer was active
1035  */
1036 int
1037 hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode)
1038 {
1039         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, 0, mode, 1);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start);
1042
1043
1044 /**
1045  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1046  * @timer:      hrtimer to stop
1047  *
1048  * Returns:
1049  *  0 when the timer was not active
1050  *  1 when the timer was active
1051  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1052  *    cannot be stopped
1053  */
1054 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1055 {
1056         struct hrtimer_clock_base *base;
1057         unsigned long flags;
1058         int ret = -1;
1059
1060         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1061
1062         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1063                 ret = remove_hrtimer(timer, base);
1064
1065         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1066
1067         return ret;
1068
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1071
1072 /**
1073  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1074  * @timer:      the timer to be cancelled
1075  *
1076  * Returns:
1077  *  0 when the timer was not active
1078  *  1 when the timer was active
1079  */
1080 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1081 {
1082         for (;;) {
1083                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1084
1085                 if (ret >= 0)
1086                         return ret;
1087                 cpu_relax();
1088         }
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1091
1092 /**
1093  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1094  * @timer:      the timer to read
1095  */
1096 ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer)
1097 {
1098         struct hrtimer_clock_base *base;
1099         unsigned long flags;
1100         ktime_t rem;
1101
1102         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1103         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1104         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1105
1106         return rem;
1107 }
1108 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_remaining);
1109
1110 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1111 /**
1112  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1113  *
1114  * Returns the delta to the next expiry event or KTIME_MAX if no timer
1115  * is pending.
1116  */
1117 ktime_t hrtimer_get_next_event(void)
1118 {
1119         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1120         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1121         ktime_t delta, mindelta = { .tv64 = KTIME_MAX };
1122         unsigned long flags;
1123         int i;
1124
1125         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1126
1127         if (!hrtimer_hres_active()) {
1128                 for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
1129                         struct hrtimer *timer;
1130
1131                         if (!base->first)
1132                                 continue;
1133
1134                         timer = rb_entry(base->first, struct hrtimer, node);
1135                         delta.tv64 = hrtimer_get_expires_tv64(timer);
1136                         delta = ktime_sub(delta, base->get_time());
1137                         if (delta.tv64 < mindelta.tv64)
1138                                 mindelta.tv64 = delta.tv64;
1139                 }
1140         }
1141
1142         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1143
1144         if (mindelta.tv64 < 0)
1145                 mindelta.tv64 = 0;
1146         return mindelta;
1147 }
1148 #endif
1149
1150 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1151                            enum hrtimer_mode mode)
1152 {
1153         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1154
1155         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1156
1157         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1158
1159         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1160                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1161
1162         timer->base = &cpu_base->clock_base[clock_id];
1163         hrtimer_init_timer_hres(timer);
1164
1165 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1166         timer->start_site = NULL;
1167         timer->start_pid = -1;
1168         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1169 #endif
1170 }
1171
1172 /**
1173  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1174  * @timer:      the timer to be initialized
1175  * @clock_id:   the clock to be used
1176  * @mode:       timer mode abs/rel
1177  */
1178 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1179                   enum hrtimer_mode mode)
1180 {
1181         debug_init(timer, clock_id, mode);
1182         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1185
1186 /**
1187  * hrtimer_get_res - get the timer resolution for a clock
1188  * @which_clock: which clock to query
1189  * @tp:          pointer to timespec variable to store the resolution
1190  *
1191  * Store the resolution of the clock selected by @which_clock in the
1192  * variable pointed to by @tp.
1193  */
1194 int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
1195 {
1196         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1197
1198         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1199         *tp = ktime_to_timespec(cpu_base->clock_base[which_clock].resolution);
1200
1201         return 0;
1202 }
1203 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_res);
1204
1205 static void __run_hrtimer(struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1206 {
1207         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
1208         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1209         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1210         int restart;
1211
1212         WARN_ON(!irqs_disabled());
1213
1214         debug_deactivate(timer);
1215         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1216         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1217         fn = timer->function;
1218
1219         /*
1220          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1221          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1222          * the timer base.
1223          */
1224         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1225         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1226         restart = fn(timer);
1227         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1228         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1229
1230         /*
1231          * Note: We clear the CALLBACK bit after enqueue_hrtimer and
1232          * we do not reprogramm the event hardware. Happens either in
1233          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1234          */
1235         if (restart != HRTIMER_NORESTART) {
1236                 BUG_ON(timer->state != HRTIMER_STATE_CALLBACK);
1237                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1238         }
1239         timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1240 }
1241
1242 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1243
1244 /*
1245  * High resolution timer interrupt
1246  * Called with interrupts disabled
1247  */
1248 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1249 {
1250         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1251         struct hrtimer_clock_base *base;
1252         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1253         int i, retries = 0;
1254
1255         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1256         cpu_base->nr_events++;
1257         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1258
1259         entry_time = now = ktime_get();
1260 retry:
1261         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1262
1263         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1264         /*
1265          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1266          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1267          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1268          * timers which run their callback and need to be requeued on
1269          * this CPU.
1270          */
1271         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1272
1273         base = cpu_base->clock_base;
1274
1275         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1276                 ktime_t basenow;
1277                 struct rb_node *node;
1278
1279                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1280
1281                 while ((node = base->first)) {
1282                         struct hrtimer *timer;
1283
1284                         timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1285
1286                         /*
1287                          * The immediate goal for using the softexpires is
1288                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1289                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1290                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1291                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1292                          * overlapping intervals and instead use the simple
1293                          * BST we already have.
1294                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1295                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1296                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1297                          */
1298
1299                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer)) {
1300                                 ktime_t expires;
1301
1302                                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
1303                                                     base->offset);
1304                                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
1305                                         expires_next = expires;
1306                                 break;
1307                         }
1308
1309                         __run_hrtimer(timer, &basenow);
1310                 }
1311                 base++;
1312         }
1313
1314         /*
1315          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1316          * against it.
1317          */
1318         cpu_base->expires_next = expires_next;
1319         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1320
1321         /* Reprogramming necessary ? */
1322         if (expires_next.tv64 == KTIME_MAX ||
1323             !tick_program_event(expires_next, 0)) {
1324                 cpu_base->hang_detected = 0;
1325                 return;
1326         }
1327
1328         /*
1329          * The next timer was already expired due to:
1330          * - tracing
1331          * - long lasting callbacks
1332          * - being scheduled away when running in a VM
1333          *
1334          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1335          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1336          * overreacting on some spurious event.
1337          */
1338         now = ktime_get();
1339         cpu_base->nr_retries++;
1340         if (++retries < 3)
1341                 goto retry;
1342         /*
1343          * Give the system a chance to do something else than looping
1344          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1345          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1346          * time away.
1347          */
1348         cpu_base->nr_hangs++;
1349         cpu_base->hang_detected = 1;
1350         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1351         if (delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time.tv64)
1352                 cpu_base->max_hang_time = delta;
1353         /*
1354          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1355          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1356          */
1357         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1358                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1359         else
1360                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1361         tick_program_event(expires_next, 1);
1362         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1363                     ktime_to_ns(delta));
1364 }
1365
1366 /*
1367  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1368  * disabled.
1369  */
1370 static void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1371 {
1372         struct tick_device *td;
1373
1374         if (!hrtimer_hres_active())
1375                 return;
1376
1377         td = &__get_cpu_var(tick_cpu_device);
1378         if (td && td->evtdev)
1379                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1380 }
1381
1382 /**
1383  * hrtimer_peek_ahead_timers -- run soft-expired timers now
1384  *
1385  * hrtimer_peek_ahead_timers will peek at the timer queue of
1386  * the current cpu and check if there are any timers for which
1387  * the soft expires time has passed. If any such timers exist,
1388  * they are run immediately and then removed from the timer queue.
1389  *
1390  */
1391 void hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1392 {
1393         unsigned long flags;
1394
1395         local_irq_save(flags);
1396         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1397         local_irq_restore(flags);
1398 }
1399
1400 static void run_hrtimer_softirq(struct softirq_action *h)
1401 {
1402         hrtimer_peek_ahead_timers();
1403 }
1404
1405 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1406
1407 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1408
1409 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1410
1411 /*
1412  * Called from timer softirq every jiffy, expire hrtimers:
1413  *
1414  * For HRT its the fall back code to run the softirq in the timer
1415  * softirq context in case the hrtimer initialization failed or has
1416  * not been done yet.
1417  */
1418 void hrtimer_run_pending(void)
1419 {
1420         if (hrtimer_hres_active())
1421                 return;
1422
1423         /*
1424          * This _is_ ugly: We have to check in the softirq context,
1425          * whether we can switch to highres and / or nohz mode. The
1426          * clocksource switch happens in the timer interrupt with
1427          * xtime_lock held. Notification from there only sets the
1428          * check bit in the tick_oneshot code, otherwise we might
1429          * deadlock vs. xtime_lock.
1430          */
1431         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled()))
1432                 hrtimer_switch_to_hres();
1433 }
1434
1435 /*
1436  * Called from hardirq context every jiffy
1437  */
1438 void hrtimer_run_queues(void)
1439 {
1440         struct rb_node *node;
1441         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1442         struct hrtimer_clock_base *base;
1443         int index, gettime = 1;
1444
1445         if (hrtimer_hres_active())
1446                 return;
1447
1448         for (index = 0; index < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; index++) {
1449                 base = &cpu_base->clock_base[index];
1450
1451                 if (!base->first)
1452                         continue;
1453
1454                 if (gettime) {
1455                         hrtimer_get_softirq_time(cpu_base);
1456                         gettime = 0;
1457                 }
1458
1459                 raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1460
1461                 while ((node = base->first)) {
1462                         struct hrtimer *timer;
1463
1464                         timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1465                         if (base->softirq_time.tv64 <=
1466                                         hrtimer_get_expires_tv64(timer))
1467                                 break;
1468
1469                         __run_hrtimer(timer, &base->softirq_time);
1470                 }
1471                 raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1472         }
1473 }
1474
1475 /*
1476  * Sleep related functions:
1477  */
1478 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1479 {
1480         struct hrtimer_sleeper *t =
1481                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1482         struct task_struct *task = t->task;
1483
1484         t->task = NULL;
1485         if (task)
1486                 wake_up_process(task);
1487
1488         return HRTIMER_NORESTART;
1489 }
1490
1491 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1492 {
1493         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1494         sl->task = task;
1495 }
1496 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1497
1498 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1499 {
1500         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1501
1502         do {
1503                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1504                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1505                 if (!hrtimer_active(&t->timer))
1506                         t->task = NULL;
1507
1508                 if (likely(t->task))
1509                         schedule();
1510
1511                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1512                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1513
1514         } while (t->task && !signal_pending(current));
1515
1516         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1517
1518         return t->task == NULL;
1519 }
1520
1521 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1522 {
1523         struct timespec rmt;
1524         ktime_t rem;
1525
1526         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1527         if (rem.tv64 <= 0)
1528                 return 0;
1529         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1530
1531         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1532                 return -EFAULT;
1533
1534         return 1;
1535 }
1536
1537 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1538 {
1539         struct hrtimer_sleeper t;
1540         struct timespec __user  *rmtp;
1541         int ret = 0;
1542
1543         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.index,
1544                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1545         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1546
1547         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1548                 goto out;
1549
1550         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1551         if (rmtp) {
1552                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1553                 if (ret <= 0)
1554                         goto out;
1555         }
1556
1557         /* The other values in restart are already filled in */
1558         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1559 out:
1560         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1561         return ret;
1562 }
1563
1564 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1565                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1566 {
1567         struct restart_block *restart;
1568         struct hrtimer_sleeper t;
1569         int ret = 0;
1570         unsigned long slack;
1571
1572         slack = current->timer_slack_ns;
1573         if (rt_task(current))
1574                 slack = 0;
1575
1576         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1577         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1578         if (do_nanosleep(&t, mode))
1579                 goto out;
1580
1581         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1582         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1583                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1584                 goto out;
1585         }
1586
1587         if (rmtp) {
1588                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1589                 if (ret <= 0)
1590                         goto out;
1591         }
1592
1593         restart = &current_thread_info()->restart_block;
1594         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1595         restart->nanosleep.index = t.timer.base->index;
1596         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1597         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1598
1599         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1600 out:
1601         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1602         return ret;
1603 }
1604
1605 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1606                 struct timespec __user *, rmtp)
1607 {
1608         struct timespec tu;
1609
1610         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1611                 return -EFAULT;
1612
1613         if (!timespec_valid(&tu))
1614                 return -EINVAL;
1615
1616         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Functions related to boot-time initialization:
1621  */
1622 static void __cpuinit init_hrtimers_cpu(int cpu)
1623 {
1624         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1625         int i;
1626
1627         raw_spin_lock_init(&cpu_base->lock);
1628
1629         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
1630                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1631
1632         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1633 }
1634
1635 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1636
1637 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1638                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1639 {
1640         struct hrtimer *timer;
1641         struct rb_node *node;
1642
1643         while ((node = rb_first(&old_base->active))) {
1644                 timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1645                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1646                 debug_deactivate(timer);
1647
1648                 /*
1649                  * Mark it as STATE_MIGRATE not INACTIVE otherwise the
1650                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1651                  * under us on another CPU
1652                  */
1653                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_MIGRATE, 0);
1654                 timer->base = new_base;
1655                 /*
1656                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1657                  * reprogram the event device in case the timer
1658                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1659                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1660                  * sort out already expired timers and reprogram the
1661                  * event device.
1662                  */
1663                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1664
1665                 /* Clear the migration state bit */
1666                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_MIGRATE;
1667         }
1668 }
1669
1670 static void migrate_hrtimers(int scpu)
1671 {
1672         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1673         int i;
1674
1675         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1676         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1677
1678         local_irq_disable();
1679         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1680         new_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1681         /*
1682          * The caller is globally serialized and nobody else
1683          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1684          */
1685         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1686         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1687
1688         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1689                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1690                                      &new_base->clock_base[i]);
1691         }
1692
1693         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1694         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1695
1696         /* Check, if we got expired work to do */
1697         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1698         local_irq_enable();
1699 }
1700
1701 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1702
1703 static int __cpuinit hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1704                                         unsigned long action, void *hcpu)
1705 {
1706         int scpu = (long)hcpu;
1707
1708         switch (action) {
1709
1710         case CPU_UP_PREPARE:
1711         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1712                 init_hrtimers_cpu(scpu);
1713                 break;
1714
1715 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1716         case CPU_DYING:
1717         case CPU_DYING_FROZEN:
1718                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DYING, &scpu);
1719                 break;
1720         case CPU_DEAD:
1721         case CPU_DEAD_FROZEN:
1722         {
1723                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &scpu);
1724                 migrate_hrtimers(scpu);
1725                 break;
1726         }
1727 #endif
1728
1729         default:
1730                 break;
1731         }
1732
1733         return NOTIFY_OK;
1734 }
1735
1736 static struct notifier_block __cpuinitdata hrtimers_nb = {
1737         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1738 };
1739
1740 void __init hrtimers_init(void)
1741 {
1742         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1743                           (void *)(long)smp_processor_id());
1744         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1745 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1746         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
1747 #endif
1748 }
1749
1750 /**
1751  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1752  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1753  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1754  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1755  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1756  */
1757 int __sched
1758 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1759                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1760 {
1761         struct hrtimer_sleeper t;
1762
1763         /*
1764          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1765          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1766          */
1767         if (expires && !expires->tv64) {
1768                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1769                 return 0;
1770         }
1771
1772         /*
1773          * A NULL parameter means "inifinte"
1774          */
1775         if (!expires) {
1776                 schedule();
1777                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1778                 return -EINTR;
1779         }
1780
1781         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1782         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1783
1784         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1785
1786         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1787         if (!hrtimer_active(&t.timer))
1788                 t.task = NULL;
1789
1790         if (likely(t.task))
1791                 schedule();
1792
1793         hrtimer_cancel(&t.timer);
1794         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1795
1796         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1797
1798         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1799 }
1800
1801 /**
1802  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1803  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1804  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1805  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1806  *
1807  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1808  * elapsed. The routine will return immediately unless
1809  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1810  *
1811  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1812  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1813  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1814  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1815  *
1816  * You can set the task state as follows -
1817  *
1818  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1819  * pass before the routine returns.
1820  *
1821  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1822  * delivered to the current task.
1823  *
1824  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1825  * routine returns.
1826  *
1827  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1828  */
1829 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1830                                      const enum hrtimer_mode mode)
1831 {
1832         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1833                                               CLOCK_MONOTONIC);
1834 }
1835 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1836
1837 /**
1838  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1839  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1840  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1841  *
1842  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1843  * elapsed. The routine will return immediately unless
1844  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1845  *
1846  * You can set the task state as follows -
1847  *
1848  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1849  * pass before the routine returns.
1850  *
1851  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1852  * delivered to the current task.
1853  *
1854  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1855  * routine returns.
1856  *
1857  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1858  */
1859 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1860                                const enum hrtimer_mode mode)
1861 {
1862         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1863 }
1864 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);