79c275f08b7db41099f477bc22ccb690b40ea4d5
[linux-3.10.git] / kernel / time / tick-sched.c
1 /*
2  *  linux/kernel/time/tick-sched.c
3  *
4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
7  *
8  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
9  *
10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
11  *
12  *  Distribute under GPLv2.
13  */
14 #include <linux/cpu.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <linux/hrtimer.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/kernel_stat.h>
19 #include <linux/percpu.h>
20 #include <linux/profile.h>
21 #include <linux/sched.h>
22 #include <linux/module.h>
23 #include <linux/irq_work.h>
24
25 #include <asm/irq_regs.h>
26
27 #include "tick-internal.h"
28
29 /*
30  * Per cpu nohz control structure
31  */
32 DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
33
34 /*
35  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by jiffies_lock.
36  */
37 static ktime_t last_jiffies_update;
38
39 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
40 {
41         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
42 }
43
44 /*
45  * Must be called with interrupts disabled !
46  */
47 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
48 {
49         unsigned long ticks = 0;
50         ktime_t delta;
51
52         /*
53          * Do a quick check without holding jiffies_lock:
54          */
55         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
56         if (delta.tv64 < tick_period.tv64)
57                 return;
58
59         /* Reevalute with jiffies_lock held */
60         write_seqlock(&jiffies_lock);
61
62         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
63         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
64
65                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
66                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
67                                                 tick_period);
68
69                 /* Slow path for long timeouts */
70                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
71                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
72
73                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
74
75                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
76                                                            incr * ticks);
77                 }
78                 do_timer(++ticks);
79
80                 /* Keep the tick_next_period variable up to date */
81                 tick_next_period = ktime_add(last_jiffies_update, tick_period);
82         }
83         write_sequnlock(&jiffies_lock);
84 }
85
86 /*
87  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
88  */
89 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
90 {
91         ktime_t period;
92
93         write_seqlock(&jiffies_lock);
94         /* Did we start the jiffies update yet ? */
95         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
96                 last_jiffies_update = tick_next_period;
97         period = last_jiffies_update;
98         write_sequnlock(&jiffies_lock);
99         return period;
100 }
101
102
103 static void tick_sched_do_timer(ktime_t now)
104 {
105         int cpu = smp_processor_id();
106
107 #ifdef CONFIG_NO_HZ
108         /*
109          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
110          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
111          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
112          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
113          * jiffies_lock.
114          */
115         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
116                 tick_do_timer_cpu = cpu;
117 #endif
118
119         /* Check, if the jiffies need an update */
120         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
121                 tick_do_update_jiffies64(now);
122 }
123
124 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
125 {
126 #ifdef CONFIG_NO_HZ
127         /*
128          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
129          * the watchdog as we might not schedule for a really long
130          * time. This happens on complete idle SMP systems while
131          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
132          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
133          * when we go busy again does not account too much ticks.
134          */
135         if (ts->tick_stopped) {
136                 touch_softlockup_watchdog();
137                 if (is_idle_task(current))
138                         ts->idle_jiffies++;
139         }
140 #endif
141         update_process_times(user_mode(regs));
142         profile_tick(CPU_PROFILING);
143 }
144
145 #ifdef CONFIG_NO_HZ_EXTENDED
146 static cpumask_var_t nohz_extended_mask;
147 bool have_nohz_extended_mask;
148
149 int tick_nohz_extended_cpu(int cpu)
150 {
151         if (!have_nohz_extended_mask)
152                 return 0;
153
154         return cpumask_test_cpu(cpu, nohz_extended_mask);
155 }
156
157 /* Parse the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
158 static int __init tick_nohz_extended_setup(char *str)
159 {
160         alloc_bootmem_cpumask_var(&nohz_extended_mask);
161         if (cpulist_parse(str, nohz_extended_mask) < 0)
162                 pr_warning("NOHZ: Incorrect nohz_extended cpumask\n");
163         else
164                 have_nohz_extended_mask = true;
165         return 1;
166 }
167 __setup("nohz_extended=", tick_nohz_extended_setup);
168
169 static int __init init_tick_nohz_extended(void)
170 {
171         cpumask_var_t online_nohz;
172         int cpu;
173
174         if (!have_nohz_extended_mask)
175                 return 0;
176
177         if (!zalloc_cpumask_var(&online_nohz, GFP_KERNEL)) {
178                 pr_warning("NO_HZ: Not enough memory to check extended nohz mask\n");
179                 return -ENOMEM;
180         }
181
182         /*
183          * CPUs can probably not be concurrently offlined on initcall time.
184          * But we are paranoid, aren't we?
185          */
186         get_online_cpus();
187
188         /* Ensure we keep a CPU outside the dynticks range for timekeeping */
189         cpumask_and(online_nohz, cpu_online_mask, nohz_extended_mask);
190         if (cpumask_equal(online_nohz, cpu_online_mask)) {
191                 cpu = cpumask_any(cpu_online_mask);
192                 pr_warning("NO_HZ: Must keep at least one online CPU "
193                            "out of nohz_extended range\n");
194                 pr_warning("NO_HZ: Clearing %d from nohz_extended range\n", cpu);
195                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz_extended_mask);
196         }
197         put_online_cpus();
198         free_cpumask_var(online_nohz);
199
200         return 0;
201 }
202 core_initcall(init_tick_nohz_extended);
203 #else
204 #define have_nohz_extended_mask (0)
205 #endif
206
207 /*
208  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
209  */
210 #ifdef CONFIG_NO_HZ
211 /*
212  * NO HZ enabled ?
213  */
214 int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
215
216 /*
217  * Enable / Disable tickless mode
218  */
219 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
220 {
221         if (!strcmp(str, "off"))
222                 tick_nohz_enabled = 0;
223         else if (!strcmp(str, "on"))
224                 tick_nohz_enabled = 1;
225         else
226                 return 0;
227         return 1;
228 }
229
230 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
231
232 /**
233  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
234  *
235  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
236  *
237  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
238  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
239  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
240  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
241  */
242 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
243 {
244         int cpu = smp_processor_id();
245         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
246         unsigned long flags;
247
248         ts->idle_waketime = now;
249
250         local_irq_save(flags);
251         tick_do_update_jiffies64(now);
252         local_irq_restore(flags);
253
254         touch_softlockup_watchdog();
255 }
256
257 /*
258  * Updates the per cpu time idle statistics counters
259  */
260 static void
261 update_ts_time_stats(int cpu, struct tick_sched *ts, ktime_t now, u64 *last_update_time)
262 {
263         ktime_t delta;
264
265         if (ts->idle_active) {
266                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
267                 if (nr_iowait_cpu(cpu) > 0)
268                         ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
269                 else
270                         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
271                 ts->idle_entrytime = now;
272         }
273
274         if (last_update_time)
275                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
276
277 }
278
279 static void tick_nohz_stop_idle(int cpu, ktime_t now)
280 {
281         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
282
283         update_ts_time_stats(cpu, ts, now, NULL);
284         ts->idle_active = 0;
285
286         sched_clock_idle_wakeup_event(0);
287 }
288
289 static ktime_t tick_nohz_start_idle(int cpu, struct tick_sched *ts)
290 {
291         ktime_t now = ktime_get();
292
293         ts->idle_entrytime = now;
294         ts->idle_active = 1;
295         sched_clock_idle_sleep_event();
296         return now;
297 }
298
299 /**
300  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a cpu
301  * @cpu: CPU number to query
302  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
303  * counters if NULL.
304  *
305  * Return the cummulative idle time (since boot) for a given
306  * CPU, in microseconds.
307  *
308  * This time is measured via accounting rather than sampling,
309  * and is as accurate as ktime_get() is.
310  *
311  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
312  */
313 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
314 {
315         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
316         ktime_t now, idle;
317
318         if (!tick_nohz_enabled)
319                 return -1;
320
321         now = ktime_get();
322         if (last_update_time) {
323                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
324                 idle = ts->idle_sleeptime;
325         } else {
326                 if (ts->idle_active && !nr_iowait_cpu(cpu)) {
327                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
328
329                         idle = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
330                 } else {
331                         idle = ts->idle_sleeptime;
332                 }
333         }
334
335         return ktime_to_us(idle);
336
337 }
338 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
339
340 /**
341  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a cpu
342  * @cpu: CPU number to query
343  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
344  * counters if NULL.
345  *
346  * Return the cummulative iowait time (since boot) for a given
347  * CPU, in microseconds.
348  *
349  * This time is measured via accounting rather than sampling,
350  * and is as accurate as ktime_get() is.
351  *
352  * This function returns -1 if NOHZ is not enabled.
353  */
354 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
355 {
356         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
357         ktime_t now, iowait;
358
359         if (!tick_nohz_enabled)
360                 return -1;
361
362         now = ktime_get();
363         if (last_update_time) {
364                 update_ts_time_stats(cpu, ts, now, last_update_time);
365                 iowait = ts->iowait_sleeptime;
366         } else {
367                 if (ts->idle_active && nr_iowait_cpu(cpu) > 0) {
368                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
369
370                         iowait = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
371                 } else {
372                         iowait = ts->iowait_sleeptime;
373                 }
374         }
375
376         return ktime_to_us(iowait);
377 }
378 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
379
380 static ktime_t tick_nohz_stop_sched_tick(struct tick_sched *ts,
381                                          ktime_t now, int cpu)
382 {
383         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies;
384         ktime_t last_update, expires, ret = { .tv64 = 0 };
385         unsigned long rcu_delta_jiffies;
386         struct clock_event_device *dev = __get_cpu_var(tick_cpu_device).evtdev;
387         u64 time_delta;
388
389         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
390         do {
391                 seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
392                 last_update = last_jiffies_update;
393                 last_jiffies = jiffies;
394                 time_delta = timekeeping_max_deferment();
395         } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
396
397         if (rcu_needs_cpu(cpu, &rcu_delta_jiffies) ||
398             arch_needs_cpu(cpu) || irq_work_needs_cpu()) {
399                 next_jiffies = last_jiffies + 1;
400                 delta_jiffies = 1;
401         } else {
402                 /* Get the next timer wheel timer */
403                 next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
404                 delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
405                 if (rcu_delta_jiffies < delta_jiffies) {
406                         next_jiffies = last_jiffies + rcu_delta_jiffies;
407                         delta_jiffies = rcu_delta_jiffies;
408                 }
409         }
410         /*
411          * Do not stop the tick, if we are only one off
412          * or if the cpu is required for rcu
413          */
414         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
415                 goto out;
416
417         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
418         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
419
420                 /*
421                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
422                  * give up the assignment and let it be taken by the
423                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
424                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
425                  * jiffies might be stale and do_timer() never
426                  * invoked. Keep track of the fact that it was the one
427                  * which had the do_timer() duty last. If this cpu is
428                  * the one which had the do_timer() duty last, we
429                  * limit the sleep time to the timekeeping
430                  * max_deferement value which we retrieved
431                  * above. Otherwise we can sleep as long as we want.
432                  */
433                 if (cpu == tick_do_timer_cpu) {
434                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
435                         ts->do_timer_last = 1;
436                 } else if (tick_do_timer_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
437                         time_delta = KTIME_MAX;
438                         ts->do_timer_last = 0;
439                 } else if (!ts->do_timer_last) {
440                         time_delta = KTIME_MAX;
441                 }
442
443                 /*
444                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
445                  * timer. delta_jiffies >= NEXT_TIMER_MAX_DELTA signals
446                  * that there is no timer pending or at least extremely
447                  * far into the future (12 days for HZ=1000). In this
448                  * case we set the expiry to the end of time.
449                  */
450                 if (likely(delta_jiffies < NEXT_TIMER_MAX_DELTA)) {
451                         /*
452                          * Calculate the time delta for the next timer event.
453                          * If the time delta exceeds the maximum time delta
454                          * permitted by the current clocksource then adjust
455                          * the time delta accordingly to ensure the
456                          * clocksource does not wrap.
457                          */
458                         time_delta = min_t(u64, time_delta,
459                                            tick_period.tv64 * delta_jiffies);
460                 }
461
462                 if (time_delta < KTIME_MAX)
463                         expires = ktime_add_ns(last_update, time_delta);
464                 else
465                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
466
467                 /* Skip reprogram of event if its not changed */
468                 if (ts->tick_stopped && ktime_equal(expires, dev->next_event))
469                         goto out;
470
471                 ret = expires;
472
473                 /*
474                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
475                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
476                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
477                  * first call we save the current tick time, so we can restart
478                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
479                  */
480                 if (!ts->tick_stopped) {
481                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
482                         calc_load_enter_idle();
483
484                         ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
485                         ts->tick_stopped = 1;
486                 }
487
488                 /*
489                  * If the expiration time == KTIME_MAX, then
490                  * in this case we simply stop the tick timer.
491                  */
492                  if (unlikely(expires.tv64 == KTIME_MAX)) {
493                         if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES)
494                                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
495                         goto out;
496                 }
497
498                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
499                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
500                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
501                         /* Check, if the timer was already in the past */
502                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
503                                 goto out;
504                 } else if (!tick_program_event(expires, 0))
505                                 goto out;
506                 /*
507                  * We are past the event already. So we crossed a
508                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
509                  * softirq.
510                  */
511                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
512         }
513         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
514 out:
515         ts->next_jiffies = next_jiffies;
516         ts->last_jiffies = last_jiffies;
517         ts->sleep_length = ktime_sub(dev->next_event, now);
518
519         return ret;
520 }
521
522 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
523 {
524         /*
525          * If this cpu is offline and it is the one which updates
526          * jiffies, then give up the assignment and let it be taken by
527          * the cpu which runs the tick timer next. If we don't drop
528          * this here the jiffies might be stale and do_timer() never
529          * invoked.
530          */
531         if (unlikely(!cpu_online(cpu))) {
532                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
533                         tick_do_timer_cpu = TICK_DO_TIMER_NONE;
534         }
535
536         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
537                 return false;
538
539         if (need_resched())
540                 return false;
541
542         if (unlikely(local_softirq_pending() && cpu_online(cpu))) {
543                 static int ratelimit;
544
545                 if (ratelimit < 10 &&
546                     (local_softirq_pending() & SOFTIRQ_STOP_IDLE_MASK)) {
547                         printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
548                                (unsigned int) local_softirq_pending());
549                         ratelimit++;
550                 }
551                 return false;
552         }
553
554         return true;
555 }
556
557 static void __tick_nohz_idle_enter(struct tick_sched *ts)
558 {
559         ktime_t now, expires;
560         int cpu = smp_processor_id();
561
562         now = tick_nohz_start_idle(cpu, ts);
563
564         if (can_stop_idle_tick(cpu, ts)) {
565                 int was_stopped = ts->tick_stopped;
566
567                 ts->idle_calls++;
568
569                 expires = tick_nohz_stop_sched_tick(ts, now, cpu);
570                 if (expires.tv64 > 0LL) {
571                         ts->idle_sleeps++;
572                         ts->idle_expires = expires;
573                 }
574
575                 if (!was_stopped && ts->tick_stopped)
576                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
577         }
578 }
579
580 /**
581  * tick_nohz_idle_enter - stop the idle tick from the idle task
582  *
583  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
584  * Called when we start the idle loop.
585  *
586  * The arch is responsible of calling:
587  *
588  * - rcu_idle_enter() after its last use of RCU before the CPU is put
589  *  to sleep.
590  * - rcu_idle_exit() before the first use of RCU after the CPU is woken up.
591  */
592 void tick_nohz_idle_enter(void)
593 {
594         struct tick_sched *ts;
595
596         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
597
598         /*
599          * Update the idle state in the scheduler domain hierarchy
600          * when tick_nohz_stop_sched_tick() is called from the idle loop.
601          * State will be updated to busy during the first busy tick after
602          * exiting idle.
603          */
604         set_cpu_sd_state_idle();
605
606         local_irq_disable();
607
608         ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
609         /*
610          * set ts->inidle unconditionally. even if the system did not
611          * switch to nohz mode the cpu frequency governers rely on the
612          * update of the idle time accounting in tick_nohz_start_idle().
613          */
614         ts->inidle = 1;
615         __tick_nohz_idle_enter(ts);
616
617         local_irq_enable();
618 }
619 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_enter);
620
621 /**
622  * tick_nohz_irq_exit - update next tick event from interrupt exit
623  *
624  * When an interrupt fires while we are idle and it doesn't cause
625  * a reschedule, it may still add, modify or delete a timer, enqueue
626  * an RCU callback, etc...
627  * So we need to re-calculate and reprogram the next tick event.
628  */
629 void tick_nohz_irq_exit(void)
630 {
631         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
632
633         if (!ts->inidle)
634                 return;
635
636         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
637         menu_hrtimer_cancel();
638         __tick_nohz_idle_enter(ts);
639 }
640
641 /**
642  * tick_nohz_get_sleep_length - return the length of the current sleep
643  *
644  * Called from power state control code with interrupts disabled
645  */
646 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(void)
647 {
648         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
649
650         return ts->sleep_length;
651 }
652
653 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
654 {
655         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
656         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
657
658         while (1) {
659                 /* Forward the time to expire in the future */
660                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
661
662                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
663                         hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
664                                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
665                         /* Check, if the timer was already in the past */
666                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
667                                 break;
668                 } else {
669                         if (!tick_program_event(
670                                 hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0))
671                                 break;
672                 }
673                 /* Reread time and update jiffies */
674                 now = ktime_get();
675                 tick_do_update_jiffies64(now);
676         }
677 }
678
679 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
680 {
681         /* Update jiffies first */
682         tick_do_update_jiffies64(now);
683         update_cpu_load_nohz();
684
685         calc_load_exit_idle();
686         touch_softlockup_watchdog();
687         /*
688          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
689          */
690         ts->tick_stopped  = 0;
691         ts->idle_exittime = now;
692
693         tick_nohz_restart(ts, now);
694 }
695
696 static void tick_nohz_account_idle_ticks(struct tick_sched *ts)
697 {
698 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
699         unsigned long ticks;
700
701         if (vtime_accounting_enabled())
702                 return;
703         /*
704          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
705          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
706          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
707          */
708         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
709         /*
710          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
711          */
712         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
713                 account_idle_ticks(ticks);
714 #endif
715 }
716
717 /**
718  * tick_nohz_idle_exit - restart the idle tick from the idle task
719  *
720  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
721  * This also exit the RCU extended quiescent state. The CPU
722  * can use RCU again after this function is called.
723  */
724 void tick_nohz_idle_exit(void)
725 {
726         int cpu = smp_processor_id();
727         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
728         ktime_t now;
729
730         local_irq_disable();
731
732         WARN_ON_ONCE(!ts->inidle);
733
734         ts->inidle = 0;
735
736         /* Cancel the timer because CPU already waken up from the C-states*/
737         menu_hrtimer_cancel();
738         if (ts->idle_active || ts->tick_stopped)
739                 now = ktime_get();
740
741         if (ts->idle_active)
742                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
743
744         if (ts->tick_stopped) {
745                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
746                 tick_nohz_account_idle_ticks(ts);
747         }
748
749         local_irq_enable();
750 }
751 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_idle_exit);
752
753 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
754 {
755         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
756         return tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 0);
757 }
758
759 /*
760  * The nohz low res interrupt handler
761  */
762 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
763 {
764         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
765         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
766         ktime_t now = ktime_get();
767
768         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
769
770         tick_sched_do_timer(now);
771         tick_sched_handle(ts, regs);
772
773         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
774                 now = ktime_get();
775                 tick_do_update_jiffies64(now);
776         }
777 }
778
779 /**
780  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
781  */
782 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
783 {
784         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
785         ktime_t next;
786
787         if (!tick_nohz_enabled)
788                 return;
789
790         local_irq_disable();
791         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
792                 local_irq_enable();
793                 return;
794         }
795
796         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
797
798         /*
799          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
800          * hrtimer_forward with the highres code.
801          */
802         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
803         /* Get the next period */
804         next = tick_init_jiffy_update();
805
806         for (;;) {
807                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, next);
808                 if (!tick_program_event(next, 0))
809                         break;
810                 next = ktime_add(next, tick_period);
811         }
812         local_irq_enable();
813 }
814
815 /*
816  * When NOHZ is enabled and the tick is stopped, we need to kick the
817  * tick timer from irq_enter() so that the jiffies update is kept
818  * alive during long running softirqs. That's ugly as hell, but
819  * correctness is key even if we need to fix the offending softirq in
820  * the first place.
821  *
822  * Note, this is different to tick_nohz_restart. We just kick the
823  * timer and do not touch the other magic bits which need to be done
824  * when idle is left.
825  */
826 static void tick_nohz_kick_tick(int cpu, ktime_t now)
827 {
828 #if 0
829         /* Switch back to 2.6.27 behaviour */
830
831         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
832         ktime_t delta;
833
834         /*
835          * Do not touch the tick device, when the next expiry is either
836          * already reached or less/equal than the tick period.
837          */
838         delta = ktime_sub(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), now);
839         if (delta.tv64 <= tick_period.tv64)
840                 return;
841
842         tick_nohz_restart(ts, now);
843 #endif
844 }
845
846 static inline void tick_check_nohz(int cpu)
847 {
848         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
849         ktime_t now;
850
851         if (!ts->idle_active && !ts->tick_stopped)
852                 return;
853         now = ktime_get();
854         if (ts->idle_active)
855                 tick_nohz_stop_idle(cpu, now);
856         if (ts->tick_stopped) {
857                 tick_nohz_update_jiffies(now);
858                 tick_nohz_kick_tick(cpu, now);
859         }
860 }
861
862 #else
863
864 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
865 static inline void tick_check_nohz(int cpu) { }
866
867 #endif /* NO_HZ */
868
869 /*
870  * Called from irq_enter to notify about the possible interruption of idle()
871  */
872 void tick_check_idle(int cpu)
873 {
874         tick_check_oneshot_broadcast(cpu);
875         tick_check_nohz(cpu);
876 }
877
878 /*
879  * High resolution timer specific code
880  */
881 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
882 /*
883  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
884  * Called with interrupts disabled.
885  */
886 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
887 {
888         struct tick_sched *ts =
889                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
890         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
891         ktime_t now = ktime_get();
892
893         tick_sched_do_timer(now);
894
895         /*
896          * Do not call, when we are not in irq context and have
897          * no valid regs pointer
898          */
899         if (regs)
900                 tick_sched_handle(ts, regs);
901
902         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
903
904         return HRTIMER_RESTART;
905 }
906
907 static int sched_skew_tick;
908
909 static int __init skew_tick(char *str)
910 {
911         get_option(&str, &sched_skew_tick);
912
913         return 0;
914 }
915 early_param("skew_tick", skew_tick);
916
917 /**
918  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
919  */
920 void tick_setup_sched_timer(void)
921 {
922         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
923         ktime_t now = ktime_get();
924
925         /*
926          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
927          */
928         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
929         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
930
931         /* Get the next period (per cpu) */
932         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
933
934         /* Offset the tick to avert jiffies_lock contention. */
935         if (sched_skew_tick) {
936                 u64 offset = ktime_to_ns(tick_period) >> 1;
937                 do_div(offset, num_possible_cpus());
938                 offset *= smp_processor_id();
939                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
940         }
941
942         for (;;) {
943                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
944                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
945                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
946                 /* Check, if the timer was already in the past */
947                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
948                         break;
949                 now = ktime_get();
950         }
951
952 #ifdef CONFIG_NO_HZ
953         if (tick_nohz_enabled)
954                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
955 #endif
956 }
957 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
958
959 #if defined CONFIG_NO_HZ || defined CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
960 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
961 {
962         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
963
964 # ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
965         if (ts->sched_timer.base)
966                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
967 # endif
968
969         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
970 }
971 #endif
972
973 /**
974  * Async notification about clocksource changes
975  */
976 void tick_clock_notify(void)
977 {
978         int cpu;
979
980         for_each_possible_cpu(cpu)
981                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
982 }
983
984 /*
985  * Async notification about clock event changes
986  */
987 void tick_oneshot_notify(void)
988 {
989         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
990
991         set_bit(0, &ts->check_clocks);
992 }
993
994 /**
995  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
996  *
997  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
998  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
999  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1000  * or runtime).
1001  */
1002 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1003 {
1004         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
1005
1006         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1007                 return 0;
1008
1009         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
1010                 return 0;
1011
1012         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1013                 return 0;
1014
1015         if (!allow_nohz)
1016                 return 1;
1017
1018         tick_nohz_switch_to_nohz();
1019         return 0;
1020 }