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