timers: simplify lockdep handling
[linux-2.6.git] / kernel / timer.c
1 /*
2  *  linux/kernel/timer.c
3  *
4  *  Kernel internal timers, basic process system calls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
7  *
8  *  1997-01-28  Modified by Finn Arne Gangstad to make timers scale better.
9  *
10  *  1997-09-10  Updated NTP code according to technical memorandum Jan '96
11  *              "A Kernel Model for Precision Timekeeping" by Dave Mills
12  *  1998-12-24  Fixed a xtime SMP race (we need the xtime_lock rw spinlock to
13  *              serialize accesses to xtime/lost_ticks).
14  *                              Copyright (C) 1998  Andrea Arcangeli
15  *  1999-03-10  Improved NTP compatibility by Ulrich Windl
16  *  2002-05-31  Move sys_sysinfo here and make its locking sane, Robert Love
17  *  2000-10-05  Implemented scalable SMP per-CPU timer handling.
18  *                              Copyright (C) 2000, 2001, 2002  Ingo Molnar
19  *              Designed by David S. Miller, Alexey Kuznetsov and Ingo Molnar
20  */
21
22 #include <linux/kernel_stat.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/interrupt.h>
25 #include <linux/percpu.h>
26 #include <linux/init.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/pid_namespace.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/thread_info.h>
32 #include <linux/time.h>
33 #include <linux/jiffies.h>
34 #include <linux/posix-timers.h>
35 #include <linux/cpu.h>
36 #include <linux/syscalls.h>
37 #include <linux/delay.h>
38 #include <linux/tick.h>
39 #include <linux/kallsyms.h>
40
41 #include <asm/uaccess.h>
42 #include <asm/unistd.h>
43 #include <asm/div64.h>
44 #include <asm/timex.h>
45 #include <asm/io.h>
46
47 u64 jiffies_64 __cacheline_aligned_in_smp = INITIAL_JIFFIES;
48
49 EXPORT_SYMBOL(jiffies_64);
50
51 /*
52  * per-CPU timer vector definitions:
53  */
54 #define TVN_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 4 : 6)
55 #define TVR_BITS (CONFIG_BASE_SMALL ? 6 : 8)
56 #define TVN_SIZE (1 << TVN_BITS)
57 #define TVR_SIZE (1 << TVR_BITS)
58 #define TVN_MASK (TVN_SIZE - 1)
59 #define TVR_MASK (TVR_SIZE - 1)
60
61 struct tvec {
62         struct list_head vec[TVN_SIZE];
63 };
64
65 struct tvec_root {
66         struct list_head vec[TVR_SIZE];
67 };
68
69 struct tvec_base {
70         spinlock_t lock;
71         struct timer_list *running_timer;
72         unsigned long timer_jiffies;
73         struct tvec_root tv1;
74         struct tvec tv2;
75         struct tvec tv3;
76         struct tvec tv4;
77         struct tvec tv5;
78 } ____cacheline_aligned;
79
80 struct tvec_base boot_tvec_bases;
81 EXPORT_SYMBOL(boot_tvec_bases);
82 static DEFINE_PER_CPU(struct tvec_base *, tvec_bases) = &boot_tvec_bases;
83
84 /*
85  * Note that all tvec_bases are 2 byte aligned and lower bit of
86  * base in timer_list is guaranteed to be zero. Use the LSB for
87  * the new flag to indicate whether the timer is deferrable
88  */
89 #define TBASE_DEFERRABLE_FLAG           (0x1)
90
91 /* Functions below help us manage 'deferrable' flag */
92 static inline unsigned int tbase_get_deferrable(struct tvec_base *base)
93 {
94         return ((unsigned int)(unsigned long)base & TBASE_DEFERRABLE_FLAG);
95 }
96
97 static inline struct tvec_base *tbase_get_base(struct tvec_base *base)
98 {
99         return ((struct tvec_base *)((unsigned long)base & ~TBASE_DEFERRABLE_FLAG));
100 }
101
102 static inline void timer_set_deferrable(struct timer_list *timer)
103 {
104         timer->base = ((struct tvec_base *)((unsigned long)(timer->base) |
105                                        TBASE_DEFERRABLE_FLAG));
106 }
107
108 static inline void
109 timer_set_base(struct timer_list *timer, struct tvec_base *new_base)
110 {
111         timer->base = (struct tvec_base *)((unsigned long)(new_base) |
112                                       tbase_get_deferrable(timer->base));
113 }
114
115 /**
116  * __round_jiffies - function to round jiffies to a full second
117  * @j: the time in (absolute) jiffies that should be rounded
118  * @cpu: the processor number on which the timeout will happen
119  *
120  * __round_jiffies() rounds an absolute time in the future (in jiffies)
121  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
122  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
123  * they fire approximately every X seconds.
124  *
125  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
126  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
127  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
128  *
129  * The exact rounding is skewed for each processor to avoid all
130  * processors firing at the exact same time, which could lead
131  * to lock contention or spurious cache line bouncing.
132  *
133  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
134  */
135 unsigned long __round_jiffies(unsigned long j, int cpu)
136 {
137         int rem;
138         unsigned long original = j;
139
140         /*
141          * We don't want all cpus firing their timers at once hitting the
142          * same lock or cachelines, so we skew each extra cpu with an extra
143          * 3 jiffies. This 3 jiffies came originally from the mm/ code which
144          * already did this.
145          * The skew is done by adding 3*cpunr, then round, then subtract this
146          * extra offset again.
147          */
148         j += cpu * 3;
149
150         rem = j % HZ;
151
152         /*
153          * If the target jiffie is just after a whole second (which can happen
154          * due to delays of the timer irq, long irq off times etc etc) then
155          * we should round down to the whole second, not up. Use 1/4th second
156          * as cutoff for this rounding as an extreme upper bound for this.
157          */
158         if (rem < HZ/4) /* round down */
159                 j = j - rem;
160         else /* round up */
161                 j = j - rem + HZ;
162
163         /* now that we have rounded, subtract the extra skew again */
164         j -= cpu * 3;
165
166         if (j <= jiffies) /* rounding ate our timeout entirely; */
167                 return original;
168         return j;
169 }
170 EXPORT_SYMBOL_GPL(__round_jiffies);
171
172 /**
173  * __round_jiffies_relative - function to round jiffies to a full second
174  * @j: the time in (relative) jiffies that should be rounded
175  * @cpu: the processor number on which the timeout will happen
176  *
177  * __round_jiffies_relative() rounds a time delta  in the future (in jiffies)
178  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
179  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
180  * they fire approximately every X seconds.
181  *
182  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
183  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
184  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
185  *
186  * The exact rounding is skewed for each processor to avoid all
187  * processors firing at the exact same time, which could lead
188  * to lock contention or spurious cache line bouncing.
189  *
190  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
191  */
192 unsigned long __round_jiffies_relative(unsigned long j, int cpu)
193 {
194         /*
195          * In theory the following code can skip a jiffy in case jiffies
196          * increments right between the addition and the later subtraction.
197          * However since the entire point of this function is to use approximate
198          * timeouts, it's entirely ok to not handle that.
199          */
200         return  __round_jiffies(j + jiffies, cpu) - jiffies;
201 }
202 EXPORT_SYMBOL_GPL(__round_jiffies_relative);
203
204 /**
205  * round_jiffies - function to round jiffies to a full second
206  * @j: the time in (absolute) jiffies that should be rounded
207  *
208  * round_jiffies() rounds an absolute time in the future (in jiffies)
209  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
210  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
211  * they fire approximately every X seconds.
212  *
213  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
214  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
215  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
216  *
217  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
218  */
219 unsigned long round_jiffies(unsigned long j)
220 {
221         return __round_jiffies(j, raw_smp_processor_id());
222 }
223 EXPORT_SYMBOL_GPL(round_jiffies);
224
225 /**
226  * round_jiffies_relative - function to round jiffies to a full second
227  * @j: the time in (relative) jiffies that should be rounded
228  *
229  * round_jiffies_relative() rounds a time delta  in the future (in jiffies)
230  * up or down to (approximately) full seconds. This is useful for timers
231  * for which the exact time they fire does not matter too much, as long as
232  * they fire approximately every X seconds.
233  *
234  * By rounding these timers to whole seconds, all such timers will fire
235  * at the same time, rather than at various times spread out. The goal
236  * of this is to have the CPU wake up less, which saves power.
237  *
238  * The return value is the rounded version of the @j parameter.
239  */
240 unsigned long round_jiffies_relative(unsigned long j)
241 {
242         return __round_jiffies_relative(j, raw_smp_processor_id());
243 }
244 EXPORT_SYMBOL_GPL(round_jiffies_relative);
245
246
247 static inline void set_running_timer(struct tvec_base *base,
248                                         struct timer_list *timer)
249 {
250 #ifdef CONFIG_SMP
251         base->running_timer = timer;
252 #endif
253 }
254
255 static void internal_add_timer(struct tvec_base *base, struct timer_list *timer)
256 {
257         unsigned long expires = timer->expires;
258         unsigned long idx = expires - base->timer_jiffies;
259         struct list_head *vec;
260
261         if (idx < TVR_SIZE) {
262                 int i = expires & TVR_MASK;
263                 vec = base->tv1.vec + i;
264         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + TVN_BITS)) {
265                 int i = (expires >> TVR_BITS) & TVN_MASK;
266                 vec = base->tv2.vec + i;
267         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) {
268                 int i = (expires >> (TVR_BITS + TVN_BITS)) & TVN_MASK;
269                 vec = base->tv3.vec + i;
270         } else if (idx < 1 << (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) {
271                 int i = (expires >> (TVR_BITS + 2 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
272                 vec = base->tv4.vec + i;
273         } else if ((signed long) idx < 0) {
274                 /*
275                  * Can happen if you add a timer with expires == jiffies,
276                  * or you set a timer to go off in the past
277                  */
278                 vec = base->tv1.vec + (base->timer_jiffies & TVR_MASK);
279         } else {
280                 int i;
281                 /* If the timeout is larger than 0xffffffff on 64-bit
282                  * architectures then we use the maximum timeout:
283                  */
284                 if (idx > 0xffffffffUL) {
285                         idx = 0xffffffffUL;
286                         expires = idx + base->timer_jiffies;
287                 }
288                 i = (expires >> (TVR_BITS + 3 * TVN_BITS)) & TVN_MASK;
289                 vec = base->tv5.vec + i;
290         }
291         /*
292          * Timers are FIFO:
293          */
294         list_add_tail(&timer->entry, vec);
295 }
296
297 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
298 void __timer_stats_timer_set_start_info(struct timer_list *timer, void *addr)
299 {
300         if (timer->start_site)
301                 return;
302
303         timer->start_site = addr;
304         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
305         timer->start_pid = current->pid;
306 }
307
308 static void timer_stats_account_timer(struct timer_list *timer)
309 {
310         unsigned int flag = 0;
311
312         if (unlikely(tbase_get_deferrable(timer->base)))
313                 flag |= TIMER_STATS_FLAG_DEFERRABLE;
314
315         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
316                                  timer->function, timer->start_comm, flag);
317 }
318
319 #else
320 static void timer_stats_account_timer(struct timer_list *timer) {}
321 #endif
322
323 /**
324  * init_timer - initialize a timer.
325  * @timer: the timer to be initialized
326  *
327  * init_timer() must be done to a timer prior calling *any* of the
328  * other timer functions.
329  */
330 void init_timer(struct timer_list *timer)
331 {
332         timer->entry.next = NULL;
333         timer->base = __raw_get_cpu_var(tvec_bases);
334 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
335         timer->start_site = NULL;
336         timer->start_pid = -1;
337         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
338 #endif
339 }
340 EXPORT_SYMBOL(init_timer);
341
342 void init_timer_deferrable(struct timer_list *timer)
343 {
344         init_timer(timer);
345         timer_set_deferrable(timer);
346 }
347 EXPORT_SYMBOL(init_timer_deferrable);
348
349 static inline void detach_timer(struct timer_list *timer,
350                                 int clear_pending)
351 {
352         struct list_head *entry = &timer->entry;
353
354         __list_del(entry->prev, entry->next);
355         if (clear_pending)
356                 entry->next = NULL;
357         entry->prev = LIST_POISON2;
358 }
359
360 /*
361  * We are using hashed locking: holding per_cpu(tvec_bases).lock
362  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
363  * locked, and the base itself is locked too.
364  *
365  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
366  * be found on ->tvX lists.
367  *
368  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
369  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
370  * locked.
371  */
372 static struct tvec_base *lock_timer_base(struct timer_list *timer,
373                                         unsigned long *flags)
374         __acquires(timer->base->lock)
375 {
376         struct tvec_base *base;
377
378         for (;;) {
379                 struct tvec_base *prelock_base = timer->base;
380                 base = tbase_get_base(prelock_base);
381                 if (likely(base != NULL)) {
382                         spin_lock_irqsave(&base->lock, *flags);
383                         if (likely(prelock_base == timer->base))
384                                 return base;
385                         /* The timer has migrated to another CPU */
386                         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, *flags);
387                 }
388                 cpu_relax();
389         }
390 }
391
392 int __mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
393 {
394         struct tvec_base *base, *new_base;
395         unsigned long flags;
396         int ret = 0;
397
398         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
399         BUG_ON(!timer->function);
400
401         base = lock_timer_base(timer, &flags);
402
403         if (timer_pending(timer)) {
404                 detach_timer(timer, 0);
405                 ret = 1;
406         }
407
408         new_base = __get_cpu_var(tvec_bases);
409
410         if (base != new_base) {
411                 /*
412                  * We are trying to schedule the timer on the local CPU.
413                  * However we can't change timer's base while it is running,
414                  * otherwise del_timer_sync() can't detect that the timer's
415                  * handler yet has not finished. This also guarantees that
416                  * the timer is serialized wrt itself.
417                  */
418                 if (likely(base->running_timer != timer)) {
419                         /* See the comment in lock_timer_base() */
420                         timer_set_base(timer, NULL);
421                         spin_unlock(&base->lock);
422                         base = new_base;
423                         spin_lock(&base->lock);
424                         timer_set_base(timer, base);
425                 }
426         }
427
428         timer->expires = expires;
429         internal_add_timer(base, timer);
430         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
431
432         return ret;
433 }
434
435 EXPORT_SYMBOL(__mod_timer);
436
437 /**
438  * add_timer_on - start a timer on a particular CPU
439  * @timer: the timer to be added
440  * @cpu: the CPU to start it on
441  *
442  * This is not very scalable on SMP. Double adds are not possible.
443  */
444 void add_timer_on(struct timer_list *timer, int cpu)
445 {
446         struct tvec_base *base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
447         unsigned long flags;
448
449         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
450         BUG_ON(timer_pending(timer) || !timer->function);
451         spin_lock_irqsave(&base->lock, flags);
452         timer_set_base(timer, base);
453         internal_add_timer(base, timer);
454         /*
455          * Check whether the other CPU is idle and needs to be
456          * triggered to reevaluate the timer wheel when nohz is
457          * active. We are protected against the other CPU fiddling
458          * with the timer by holding the timer base lock. This also
459          * makes sure that a CPU on the way to idle can not evaluate
460          * the timer wheel.
461          */
462         wake_up_idle_cpu(cpu);
463         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
464 }
465
466 /**
467  * mod_timer - modify a timer's timeout
468  * @timer: the timer to be modified
469  * @expires: new timeout in jiffies
470  *
471  * mod_timer() is a more efficient way to update the expire field of an
472  * active timer (if the timer is inactive it will be activated)
473  *
474  * mod_timer(timer, expires) is equivalent to:
475  *
476  *     del_timer(timer); timer->expires = expires; add_timer(timer);
477  *
478  * Note that if there are multiple unserialized concurrent users of the
479  * same timer, then mod_timer() is the only safe way to modify the timeout,
480  * since add_timer() cannot modify an already running timer.
481  *
482  * The function returns whether it has modified a pending timer or not.
483  * (ie. mod_timer() of an inactive timer returns 0, mod_timer() of an
484  * active timer returns 1.)
485  */
486 int mod_timer(struct timer_list *timer, unsigned long expires)
487 {
488         BUG_ON(!timer->function);
489
490         timer_stats_timer_set_start_info(timer);
491         /*
492          * This is a common optimization triggered by the
493          * networking code - if the timer is re-modified
494          * to be the same thing then just return:
495          */
496         if (timer->expires == expires && timer_pending(timer))
497                 return 1;
498
499         return __mod_timer(timer, expires);
500 }
501
502 EXPORT_SYMBOL(mod_timer);
503
504 /**
505  * del_timer - deactive a timer.
506  * @timer: the timer to be deactivated
507  *
508  * del_timer() deactivates a timer - this works on both active and inactive
509  * timers.
510  *
511  * The function returns whether it has deactivated a pending timer or not.
512  * (ie. del_timer() of an inactive timer returns 0, del_timer() of an
513  * active timer returns 1.)
514  */
515 int del_timer(struct timer_list *timer)
516 {
517         struct tvec_base *base;
518         unsigned long flags;
519         int ret = 0;
520
521         timer_stats_timer_clear_start_info(timer);
522         if (timer_pending(timer)) {
523                 base = lock_timer_base(timer, &flags);
524                 if (timer_pending(timer)) {
525                         detach_timer(timer, 1);
526                         ret = 1;
527                 }
528                 spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
529         }
530
531         return ret;
532 }
533
534 EXPORT_SYMBOL(del_timer);
535
536 #ifdef CONFIG_SMP
537 /**
538  * try_to_del_timer_sync - Try to deactivate a timer
539  * @timer: timer do del
540  *
541  * This function tries to deactivate a timer. Upon successful (ret >= 0)
542  * exit the timer is not queued and the handler is not running on any CPU.
543  *
544  * It must not be called from interrupt contexts.
545  */
546 int try_to_del_timer_sync(struct timer_list *timer)
547 {
548         struct tvec_base *base;
549         unsigned long flags;
550         int ret = -1;
551
552         base = lock_timer_base(timer, &flags);
553
554         if (base->running_timer == timer)
555                 goto out;
556
557         ret = 0;
558         if (timer_pending(timer)) {
559                 detach_timer(timer, 1);
560                 ret = 1;
561         }
562 out:
563         spin_unlock_irqrestore(&base->lock, flags);
564
565         return ret;
566 }
567
568 EXPORT_SYMBOL(try_to_del_timer_sync);
569
570 /**
571  * del_timer_sync - deactivate a timer and wait for the handler to finish.
572  * @timer: the timer to be deactivated
573  *
574  * This function only differs from del_timer() on SMP: besides deactivating
575  * the timer it also makes sure the handler has finished executing on other
576  * CPUs.
577  *
578  * Synchronization rules: Callers must prevent restarting of the timer,
579  * otherwise this function is meaningless. It must not be called from
580  * interrupt contexts. The caller must not hold locks which would prevent
581  * completion of the timer's handler. The timer's handler must not call
582  * add_timer_on(). Upon exit the timer is not queued and the handler is
583  * not running on any CPU.
584  *
585  * The function returns whether it has deactivated a pending timer or not.
586  */
587 int del_timer_sync(struct timer_list *timer)
588 {
589         for (;;) {
590                 int ret = try_to_del_timer_sync(timer);
591                 if (ret >= 0)
592                         return ret;
593                 cpu_relax();
594         }
595 }
596
597 EXPORT_SYMBOL(del_timer_sync);
598 #endif
599
600 static int cascade(struct tvec_base *base, struct tvec *tv, int index)
601 {
602         /* cascade all the timers from tv up one level */
603         struct timer_list *timer, *tmp;
604         struct list_head tv_list;
605
606         list_replace_init(tv->vec + index, &tv_list);
607
608         /*
609          * We are removing _all_ timers from the list, so we
610          * don't have to detach them individually.
611          */
612         list_for_each_entry_safe(timer, tmp, &tv_list, entry) {
613                 BUG_ON(tbase_get_base(timer->base) != base);
614                 internal_add_timer(base, timer);
615         }
616
617         return index;
618 }
619
620 #define INDEX(N) ((base->timer_jiffies >> (TVR_BITS + (N) * TVN_BITS)) & TVN_MASK)
621
622 /**
623  * __run_timers - run all expired timers (if any) on this CPU.
624  * @base: the timer vector to be processed.
625  *
626  * This function cascades all vectors and executes all expired timer
627  * vectors.
628  */
629 static inline void __run_timers(struct tvec_base *base)
630 {
631         struct timer_list *timer;
632
633         spin_lock_irq(&base->lock);
634         while (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies)) {
635                 struct list_head work_list;
636                 struct list_head *head = &work_list;
637                 int index = base->timer_jiffies & TVR_MASK;
638
639                 /*
640                  * Cascade timers:
641                  */
642                 if (!index &&
643                         (!cascade(base, &base->tv2, INDEX(0))) &&
644                                 (!cascade(base, &base->tv3, INDEX(1))) &&
645                                         !cascade(base, &base->tv4, INDEX(2)))
646                         cascade(base, &base->tv5, INDEX(3));
647                 ++base->timer_jiffies;
648                 list_replace_init(base->tv1.vec + index, &work_list);
649                 while (!list_empty(head)) {
650                         void (*fn)(unsigned long);
651                         unsigned long data;
652
653                         timer = list_first_entry(head, struct timer_list,entry);
654                         fn = timer->function;
655                         data = timer->data;
656
657                         timer_stats_account_timer(timer);
658
659                         set_running_timer(base, timer);
660                         detach_timer(timer, 1);
661                         spin_unlock_irq(&base->lock);
662                         {
663                                 int preempt_count = preempt_count();
664                                 fn(data);
665                                 if (preempt_count != preempt_count()) {
666                                         printk(KERN_ERR "huh, entered %p "
667                                                "with preempt_count %08x, exited"
668                                                " with %08x?\n",
669                                                fn, preempt_count,
670                                                preempt_count());
671                                         BUG();
672                                 }
673                         }
674                         spin_lock_irq(&base->lock);
675                 }
676         }
677         set_running_timer(base, NULL);
678         spin_unlock_irq(&base->lock);
679 }
680
681 #if defined(CONFIG_NO_IDLE_HZ) || defined(CONFIG_NO_HZ)
682 /*
683  * Find out when the next timer event is due to happen. This
684  * is used on S/390 to stop all activity when a cpus is idle.
685  * This functions needs to be called disabled.
686  */
687 static unsigned long __next_timer_interrupt(struct tvec_base *base)
688 {
689         unsigned long timer_jiffies = base->timer_jiffies;
690         unsigned long expires = timer_jiffies + NEXT_TIMER_MAX_DELTA;
691         int index, slot, array, found = 0;
692         struct timer_list *nte;
693         struct tvec *varray[4];
694
695         /* Look for timer events in tv1. */
696         index = slot = timer_jiffies & TVR_MASK;
697         do {
698                 list_for_each_entry(nte, base->tv1.vec + slot, entry) {
699                         if (tbase_get_deferrable(nte->base))
700                                 continue;
701
702                         found = 1;
703                         expires = nte->expires;
704                         /* Look at the cascade bucket(s)? */
705                         if (!index || slot < index)
706                                 goto cascade;
707                         return expires;
708                 }
709                 slot = (slot + 1) & TVR_MASK;
710         } while (slot != index);
711
712 cascade:
713         /* Calculate the next cascade event */
714         if (index)
715                 timer_jiffies += TVR_SIZE - index;
716         timer_jiffies >>= TVR_BITS;
717
718         /* Check tv2-tv5. */
719         varray[0] = &base->tv2;
720         varray[1] = &base->tv3;
721         varray[2] = &base->tv4;
722         varray[3] = &base->tv5;
723
724         for (array = 0; array < 4; array++) {
725                 struct tvec *varp = varray[array];
726
727                 index = slot = timer_jiffies & TVN_MASK;
728                 do {
729                         list_for_each_entry(nte, varp->vec + slot, entry) {
730                                 found = 1;
731                                 if (time_before(nte->expires, expires))
732                                         expires = nte->expires;
733                         }
734                         /*
735                          * Do we still search for the first timer or are
736                          * we looking up the cascade buckets ?
737                          */
738                         if (found) {
739                                 /* Look at the cascade bucket(s)? */
740                                 if (!index || slot < index)
741                                         break;
742                                 return expires;
743                         }
744                         slot = (slot + 1) & TVN_MASK;
745                 } while (slot != index);
746
747                 if (index)
748                         timer_jiffies += TVN_SIZE - index;
749                 timer_jiffies >>= TVN_BITS;
750         }
751         return expires;
752 }
753
754 /*
755  * Check, if the next hrtimer event is before the next timer wheel
756  * event:
757  */
758 static unsigned long cmp_next_hrtimer_event(unsigned long now,
759                                             unsigned long expires)
760 {
761         ktime_t hr_delta = hrtimer_get_next_event();
762         struct timespec tsdelta;
763         unsigned long delta;
764
765         if (hr_delta.tv64 == KTIME_MAX)
766                 return expires;
767
768         /*
769          * Expired timer available, let it expire in the next tick
770          */
771         if (hr_delta.tv64 <= 0)
772                 return now + 1;
773
774         tsdelta = ktime_to_timespec(hr_delta);
775         delta = timespec_to_jiffies(&tsdelta);
776
777         /*
778          * Limit the delta to the max value, which is checked in
779          * tick_nohz_stop_sched_tick():
780          */
781         if (delta > NEXT_TIMER_MAX_DELTA)
782                 delta = NEXT_TIMER_MAX_DELTA;
783
784         /*
785          * Take rounding errors in to account and make sure, that it
786          * expires in the next tick. Otherwise we go into an endless
787          * ping pong due to tick_nohz_stop_sched_tick() retriggering
788          * the timer softirq
789          */
790         if (delta < 1)
791                 delta = 1;
792         now += delta;
793         if (time_before(now, expires))
794                 return now;
795         return expires;
796 }
797
798 /**
799  * get_next_timer_interrupt - return the jiffy of the next pending timer
800  * @now: current time (in jiffies)
801  */
802 unsigned long get_next_timer_interrupt(unsigned long now)
803 {
804         struct tvec_base *base = __get_cpu_var(tvec_bases);
805         unsigned long expires;
806
807         spin_lock(&base->lock);
808         expires = __next_timer_interrupt(base);
809         spin_unlock(&base->lock);
810
811         if (time_before_eq(expires, now))
812                 return now;
813
814         return cmp_next_hrtimer_event(now, expires);
815 }
816
817 #ifdef CONFIG_NO_IDLE_HZ
818 unsigned long next_timer_interrupt(void)
819 {
820         return get_next_timer_interrupt(jiffies);
821 }
822 #endif
823
824 #endif
825
826 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
827 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
828 {
829         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
830
831         if (user_tick) {
832                 account_user_time(p, one_jiffy);
833                 account_user_time_scaled(p, cputime_to_scaled(one_jiffy));
834         } else {
835                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy);
836                 account_system_time_scaled(p, cputime_to_scaled(one_jiffy));
837         }
838 }
839 #endif
840
841 /*
842  * Called from the timer interrupt handler to charge one tick to the current
843  * process.  user_tick is 1 if the tick is user time, 0 for system.
844  */
845 void update_process_times(int user_tick)
846 {
847         struct task_struct *p = current;
848         int cpu = smp_processor_id();
849
850         /* Note: this timer irq context must be accounted for as well. */
851         account_process_tick(p, user_tick);
852         run_local_timers();
853         if (rcu_pending(cpu))
854                 rcu_check_callbacks(cpu, user_tick);
855         scheduler_tick();
856         run_posix_cpu_timers(p);
857 }
858
859 /*
860  * Nr of active tasks - counted in fixed-point numbers
861  */
862 static unsigned long count_active_tasks(void)
863 {
864         return nr_active() * FIXED_1;
865 }
866
867 /*
868  * Hmm.. Changed this, as the GNU make sources (load.c) seems to
869  * imply that avenrun[] is the standard name for this kind of thing.
870  * Nothing else seems to be standardized: the fractional size etc
871  * all seem to differ on different machines.
872  *
873  * Requires xtime_lock to access.
874  */
875 unsigned long avenrun[3];
876
877 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
878
879 /*
880  * calc_load - given tick count, update the avenrun load estimates.
881  * This is called while holding a write_lock on xtime_lock.
882  */
883 static inline void calc_load(unsigned long ticks)
884 {
885         unsigned long active_tasks; /* fixed-point */
886         static int count = LOAD_FREQ;
887
888         count -= ticks;
889         if (unlikely(count < 0)) {
890                 active_tasks = count_active_tasks();
891                 do {
892                         CALC_LOAD(avenrun[0], EXP_1, active_tasks);
893                         CALC_LOAD(avenrun[1], EXP_5, active_tasks);
894                         CALC_LOAD(avenrun[2], EXP_15, active_tasks);
895                         count += LOAD_FREQ;
896                 } while (count < 0);
897         }
898 }
899
900 /*
901  * This function runs timers and the timer-tq in bottom half context.
902  */
903 static void run_timer_softirq(struct softirq_action *h)
904 {
905         struct tvec_base *base = __get_cpu_var(tvec_bases);
906
907         hrtimer_run_pending();
908
909         if (time_after_eq(jiffies, base->timer_jiffies))
910                 __run_timers(base);
911 }
912
913 /*
914  * Called by the local, per-CPU timer interrupt on SMP.
915  */
916 void run_local_timers(void)
917 {
918         hrtimer_run_queues();
919         raise_softirq(TIMER_SOFTIRQ);
920         softlockup_tick();
921 }
922
923 /*
924  * Called by the timer interrupt. xtime_lock must already be taken
925  * by the timer IRQ!
926  */
927 static inline void update_times(unsigned long ticks)
928 {
929         update_wall_time();
930         calc_load(ticks);
931 }
932
933 /*
934  * The 64-bit jiffies value is not atomic - you MUST NOT read it
935  * without sampling the sequence number in xtime_lock.
936  * jiffies is defined in the linker script...
937  */
938
939 void do_timer(unsigned long ticks)
940 {
941         jiffies_64 += ticks;
942         update_times(ticks);
943 }
944
945 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_ALARM
946
947 /*
948  * For backwards compatibility?  This can be done in libc so Alpha
949  * and all newer ports shouldn't need it.
950  */
951 asmlinkage unsigned long sys_alarm(unsigned int seconds)
952 {
953         return alarm_setitimer(seconds);
954 }
955
956 #endif
957
958 #ifndef __alpha__
959
960 /*
961  * The Alpha uses getxpid, getxuid, and getxgid instead.  Maybe this
962  * should be moved into arch/i386 instead?
963  */
964
965 /**
966  * sys_getpid - return the thread group id of the current process
967  *
968  * Note, despite the name, this returns the tgid not the pid.  The tgid and
969  * the pid are identical unless CLONE_THREAD was specified on clone() in
970  * which case the tgid is the same in all threads of the same group.
971  *
972  * This is SMP safe as current->tgid does not change.
973  */
974 asmlinkage long sys_getpid(void)
975 {
976         return task_tgid_vnr(current);
977 }
978
979 /*
980  * Accessing ->real_parent is not SMP-safe, it could
981  * change from under us. However, we can use a stale
982  * value of ->real_parent under rcu_read_lock(), see
983  * release_task()->call_rcu(delayed_put_task_struct).
984  */
985 asmlinkage long sys_getppid(void)
986 {
987         int pid;
988
989         rcu_read_lock();
990         pid = task_tgid_vnr(current->real_parent);
991         rcu_read_unlock();
992
993         return pid;
994 }
995
996 asmlinkage long sys_getuid(void)
997 {
998         /* Only we change this so SMP safe */
999         return current->uid;
1000 }
1001
1002 asmlinkage long sys_geteuid(void)
1003 {
1004         /* Only we change this so SMP safe */
1005         return current->euid;
1006 }
1007
1008 asmlinkage long sys_getgid(void)
1009 {
1010         /* Only we change this so SMP safe */
1011         return current->gid;
1012 }
1013
1014 asmlinkage long sys_getegid(void)
1015 {
1016         /* Only we change this so SMP safe */
1017         return  current->egid;
1018 }
1019
1020 #endif
1021
1022 static void process_timeout(unsigned long __data)
1023 {
1024         wake_up_process((struct task_struct *)__data);
1025 }
1026
1027 /**
1028  * schedule_timeout - sleep until timeout
1029  * @timeout: timeout value in jiffies
1030  *
1031  * Make the current task sleep until @timeout jiffies have
1032  * elapsed. The routine will return immediately unless
1033  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1034  *
1035  * You can set the task state as follows -
1036  *
1037  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout jiffies are guaranteed to
1038  * pass before the routine returns. The routine will return 0
1039  *
1040  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1041  * delivered to the current task. In this case the remaining time
1042  * in jiffies will be returned, or 0 if the timer expired in time
1043  *
1044  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1045  * routine returns.
1046  *
1047  * Specifying a @timeout value of %MAX_SCHEDULE_TIMEOUT will schedule
1048  * the CPU away without a bound on the timeout. In this case the return
1049  * value will be %MAX_SCHEDULE_TIMEOUT.
1050  *
1051  * In all cases the return value is guaranteed to be non-negative.
1052  */
1053 signed long __sched schedule_timeout(signed long timeout)
1054 {
1055         struct timer_list timer;
1056         unsigned long expire;
1057
1058         switch (timeout)
1059         {
1060         case MAX_SCHEDULE_TIMEOUT:
1061                 /*
1062                  * These two special cases are useful to be comfortable
1063                  * in the caller. Nothing more. We could take
1064                  * MAX_SCHEDULE_TIMEOUT from one of the negative value
1065                  * but I' d like to return a valid offset (>=0) to allow
1066                  * the caller to do everything it want with the retval.
1067                  */
1068                 schedule();
1069                 goto out;
1070         default:
1071                 /*
1072                  * Another bit of PARANOID. Note that the retval will be
1073                  * 0 since no piece of kernel is supposed to do a check
1074                  * for a negative retval of schedule_timeout() (since it
1075                  * should never happens anyway). You just have the printk()
1076                  * that will tell you if something is gone wrong and where.
1077                  */
1078                 if (timeout < 0) {
1079                         printk(KERN_ERR "schedule_timeout: wrong timeout "
1080                                 "value %lx\n", timeout);
1081                         dump_stack();
1082                         current->state = TASK_RUNNING;
1083                         goto out;
1084                 }
1085         }
1086
1087         expire = timeout + jiffies;
1088
1089         setup_timer(&timer, process_timeout, (unsigned long)current);
1090         __mod_timer(&timer, expire);
1091         schedule();
1092         del_singleshot_timer_sync(&timer);
1093
1094         timeout = expire - jiffies;
1095
1096  out:
1097         return timeout < 0 ? 0 : timeout;
1098 }
1099 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout);
1100
1101 /*
1102  * We can use __set_current_state() here because schedule_timeout() calls
1103  * schedule() unconditionally.
1104  */
1105 signed long __sched schedule_timeout_interruptible(signed long timeout)
1106 {
1107         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1108         return schedule_timeout(timeout);
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout_interruptible);
1111
1112 signed long __sched schedule_timeout_killable(signed long timeout)
1113 {
1114         __set_current_state(TASK_KILLABLE);
1115         return schedule_timeout(timeout);
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout_killable);
1118
1119 signed long __sched schedule_timeout_uninterruptible(signed long timeout)
1120 {
1121         __set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1122         return schedule_timeout(timeout);
1123 }
1124 EXPORT_SYMBOL(schedule_timeout_uninterruptible);
1125
1126 /* Thread ID - the internal kernel "pid" */
1127 asmlinkage long sys_gettid(void)
1128 {
1129         return task_pid_vnr(current);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * do_sysinfo - fill in sysinfo struct
1134  * @info: pointer to buffer to fill
1135  */
1136 int do_sysinfo(struct sysinfo *info)
1137 {
1138         unsigned long mem_total, sav_total;
1139         unsigned int mem_unit, bitcount;
1140         unsigned long seq;
1141
1142         memset(info, 0, sizeof(struct sysinfo));
1143
1144         do {
1145                 struct timespec tp;
1146                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
1147
1148                 /*
1149                  * This is annoying.  The below is the same thing
1150                  * posix_get_clock_monotonic() does, but it wants to
1151                  * take the lock which we want to cover the loads stuff
1152                  * too.
1153                  */
1154
1155                 getnstimeofday(&tp);
1156                 tp.tv_sec += wall_to_monotonic.tv_sec;
1157                 tp.tv_nsec += wall_to_monotonic.tv_nsec;
1158                 monotonic_to_bootbased(&tp);
1159                 if (tp.tv_nsec - NSEC_PER_SEC >= 0) {
1160                         tp.tv_nsec = tp.tv_nsec - NSEC_PER_SEC;
1161                         tp.tv_sec++;
1162                 }
1163                 info->uptime = tp.tv_sec + (tp.tv_nsec ? 1 : 0);
1164
1165                 info->loads[0] = avenrun[0] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1166                 info->loads[1] = avenrun[1] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1167                 info->loads[2] = avenrun[2] << (SI_LOAD_SHIFT - FSHIFT);
1168
1169                 info->procs = nr_threads;
1170         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
1171
1172         si_meminfo(info);
1173         si_swapinfo(info);
1174
1175         /*
1176          * If the sum of all the available memory (i.e. ram + swap)
1177          * is less than can be stored in a 32 bit unsigned long then
1178          * we can be binary compatible with 2.2.x kernels.  If not,
1179          * well, in that case 2.2.x was broken anyways...
1180          *
1181          *  -Erik Andersen <andersee@debian.org>
1182          */
1183
1184         mem_total = info->totalram + info->totalswap;
1185         if (mem_total < info->totalram || mem_total < info->totalswap)
1186                 goto out;
1187         bitcount = 0;
1188         mem_unit = info->mem_unit;
1189         while (mem_unit > 1) {
1190                 bitcount++;
1191                 mem_unit >>= 1;
1192                 sav_total = mem_total;
1193                 mem_total <<= 1;
1194                 if (mem_total < sav_total)
1195                         goto out;
1196         }
1197
1198         /*
1199          * If mem_total did not overflow, multiply all memory values by
1200          * info->mem_unit and set it to 1.  This leaves things compatible
1201          * with 2.2.x, and also retains compatibility with earlier 2.4.x
1202          * kernels...
1203          */
1204
1205         info->mem_unit = 1;
1206         info->totalram <<= bitcount;
1207         info->freeram <<= bitcount;
1208         info->sharedram <<= bitcount;
1209         info->bufferram <<= bitcount;
1210         info->totalswap <<= bitcount;
1211         info->freeswap <<= bitcount;
1212         info->totalhigh <<= bitcount;
1213         info->freehigh <<= bitcount;
1214
1215 out:
1216         return 0;
1217 }
1218
1219 asmlinkage long sys_sysinfo(struct sysinfo __user *info)
1220 {
1221         struct sysinfo val;
1222
1223         do_sysinfo(&val);
1224
1225         if (copy_to_user(info, &val, sizeof(struct sysinfo)))
1226                 return -EFAULT;
1227
1228         return 0;
1229 }
1230
1231 static int __cpuinit init_timers_cpu(int cpu)
1232 {
1233         int j;
1234         struct tvec_base *base;
1235         static char __cpuinitdata tvec_base_done[NR_CPUS];
1236
1237         if (!tvec_base_done[cpu]) {
1238                 static char boot_done;
1239
1240                 if (boot_done) {
1241                         /*
1242                          * The APs use this path later in boot
1243                          */
1244                         base = kmalloc_node(sizeof(*base),
1245                                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1246                                                 cpu_to_node(cpu));
1247                         if (!base)
1248                                 return -ENOMEM;
1249
1250                         /* Make sure that tvec_base is 2 byte aligned */
1251                         if (tbase_get_deferrable(base)) {
1252                                 WARN_ON(1);
1253                                 kfree(base);
1254                                 return -ENOMEM;
1255                         }
1256                         per_cpu(tvec_bases, cpu) = base;
1257                 } else {
1258                         /*
1259                          * This is for the boot CPU - we use compile-time
1260                          * static initialisation because per-cpu memory isn't
1261                          * ready yet and because the memory allocators are not
1262                          * initialised either.
1263                          */
1264                         boot_done = 1;
1265                         base = &boot_tvec_bases;
1266                 }
1267                 tvec_base_done[cpu] = 1;
1268         } else {
1269                 base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
1270         }
1271
1272         spin_lock_init(&base->lock);
1273
1274         for (j = 0; j < TVN_SIZE; j++) {
1275                 INIT_LIST_HEAD(base->tv5.vec + j);
1276                 INIT_LIST_HEAD(base->tv4.vec + j);
1277                 INIT_LIST_HEAD(base->tv3.vec + j);
1278                 INIT_LIST_HEAD(base->tv2.vec + j);
1279         }
1280         for (j = 0; j < TVR_SIZE; j++)
1281                 INIT_LIST_HEAD(base->tv1.vec + j);
1282
1283         base->timer_jiffies = jiffies;
1284         return 0;
1285 }
1286
1287 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1288 static void migrate_timer_list(struct tvec_base *new_base, struct list_head *head)
1289 {
1290         struct timer_list *timer;
1291
1292         while (!list_empty(head)) {
1293                 timer = list_first_entry(head, struct timer_list, entry);
1294                 detach_timer(timer, 0);
1295                 timer_set_base(timer, new_base);
1296                 internal_add_timer(new_base, timer);
1297         }
1298 }
1299
1300 static void __cpuinit migrate_timers(int cpu)
1301 {
1302         struct tvec_base *old_base;
1303         struct tvec_base *new_base;
1304         int i;
1305
1306         BUG_ON(cpu_online(cpu));
1307         old_base = per_cpu(tvec_bases, cpu);
1308         new_base = get_cpu_var(tvec_bases);
1309
1310         local_irq_disable();
1311         spin_lock(&new_base->lock);
1312         spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1313
1314         BUG_ON(old_base->running_timer);
1315
1316         for (i = 0; i < TVR_SIZE; i++)
1317                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv1.vec + i);
1318         for (i = 0; i < TVN_SIZE; i++) {
1319                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv2.vec + i);
1320                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv3.vec + i);
1321                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv4.vec + i);
1322                 migrate_timer_list(new_base, old_base->tv5.vec + i);
1323         }
1324
1325         spin_unlock(&old_base->lock);
1326         spin_unlock(&new_base->lock);
1327         local_irq_enable();
1328         put_cpu_var(tvec_bases);
1329 }
1330 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1331
1332 static int __cpuinit timer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1333                                 unsigned long action, void *hcpu)
1334 {
1335         long cpu = (long)hcpu;
1336         switch(action) {
1337         case CPU_UP_PREPARE:
1338         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1339                 if (init_timers_cpu(cpu) < 0)
1340                         return NOTIFY_BAD;
1341                 break;
1342 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1343         case CPU_DEAD:
1344         case CPU_DEAD_FROZEN:
1345                 migrate_timers(cpu);
1346                 break;
1347 #endif
1348         default:
1349                 break;
1350         }
1351         return NOTIFY_OK;
1352 }
1353
1354 static struct notifier_block __cpuinitdata timers_nb = {
1355         .notifier_call  = timer_cpu_notify,
1356 };
1357
1358
1359 void __init init_timers(void)
1360 {
1361         int err = timer_cpu_notify(&timers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1362                                 (void *)(long)smp_processor_id());
1363
1364         init_timer_stats();
1365
1366         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
1367         register_cpu_notifier(&timers_nb);
1368         open_softirq(TIMER_SOFTIRQ, run_timer_softirq, NULL);
1369 }
1370
1371 /**
1372  * msleep - sleep safely even with waitqueue interruptions
1373  * @msecs: Time in milliseconds to sleep for
1374  */
1375 void msleep(unsigned int msecs)
1376 {
1377         unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1;
1378
1379         while (timeout)
1380                 timeout = schedule_timeout_uninterruptible(timeout);
1381 }
1382
1383 EXPORT_SYMBOL(msleep);
1384
1385 /**
1386  * msleep_interruptible - sleep waiting for signals
1387  * @msecs: Time in milliseconds to sleep for
1388  */
1389 unsigned long msleep_interruptible(unsigned int msecs)
1390 {
1391         unsigned long timeout = msecs_to_jiffies(msecs) + 1;
1392
1393         while (timeout && !signal_pending(current))
1394                 timeout = schedule_timeout_interruptible(timeout);
1395         return jiffies_to_msecs(timeout);
1396 }
1397
1398 EXPORT_SYMBOL(msleep_interruptible);