]> Pileus Git - ~andy/linux/blob - kernel/hrtimer.c
c0875ae0de1791239fdc6fadcc1a7f6c8ab09729
[~andy/linux] / 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/export.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/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/timer.h>
50
51 #include <asm/uaccess.h>
52
53 #include <trace/events/timer.h>
54
55 /*
56  * The timer bases:
57  *
58  * There are more clockids then hrtimer bases. Thus, we index
59  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
60  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
61  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
62  */
63 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
64 {
65
66         .clock_base =
67         {
68                 {
69                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
70                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
71                         .get_time = &ktime_get,
72                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
73                 },
74                 {
75                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
76                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
77                         .get_time = &ktime_get_real,
78                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
79                 },
80                 {
81                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
82                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
83                         .get_time = &ktime_get_boottime,
84                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
85                 },
86                 {
87                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
88                         .clockid = CLOCK_TAI,
89                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
90                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
91                 },
92         }
93 };
94
95 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
96         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
97         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
98         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
99         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
100 };
101
102 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
103 {
104         return hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
105 }
106
107
108 /*
109  * Get the coarse grained time at the softirq based on xtime and
110  * wall_to_monotonic.
111  */
112 static void hrtimer_get_softirq_time(struct hrtimer_cpu_base *base)
113 {
114         ktime_t xtim, mono, boot;
115         struct timespec xts, tom, slp;
116         s32 tai_offset;
117
118         get_xtime_and_monotonic_and_sleep_offset(&xts, &tom, &slp);
119         tai_offset = timekeeping_get_tai_offset();
120
121         xtim = timespec_to_ktime(xts);
122         mono = ktime_add(xtim, timespec_to_ktime(tom));
123         boot = ktime_add(mono, timespec_to_ktime(slp));
124         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].softirq_time = xtim;
125         base->clock_base[HRTIMER_BASE_MONOTONIC].softirq_time = mono;
126         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].softirq_time = boot;
127         base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].softirq_time =
128                                 ktime_add(xtim, ktime_set(tai_offset, 0));
129 }
130
131 /*
132  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
133  * single place
134  */
135 #ifdef CONFIG_SMP
136
137 /*
138  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
139  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
140  * locked, and the base itself is locked too.
141  *
142  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
143  * be found on the lists/queues.
144  *
145  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
146  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
147  * locked.
148  */
149 static
150 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
151                                              unsigned long *flags)
152 {
153         struct hrtimer_clock_base *base;
154
155         for (;;) {
156                 base = timer->base;
157                 if (likely(base != NULL)) {
158                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
159                         if (likely(base == timer->base))
160                                 return base;
161                         /* The timer has migrated to another CPU: */
162                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
163                 }
164                 cpu_relax();
165         }
166 }
167
168
169 /*
170  * Get the preferred target CPU for NOHZ
171  */
172 static int hrtimer_get_target(int this_cpu, int pinned)
173 {
174 #ifdef CONFIG_NO_HZ
175         if (!pinned && get_sysctl_timer_migration() && idle_cpu(this_cpu))
176                 return get_nohz_timer_target();
177 #endif
178         return this_cpu;
179 }
180
181 /*
182  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
183  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
184  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
185  *
186  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
187  */
188 static int
189 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
190 {
191 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
192         ktime_t expires;
193
194         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
195                 return 0;
196
197         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
198         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
199 #else
200         return 0;
201 #endif
202 }
203
204 /*
205  * Switch the timer base to the current CPU when possible.
206  */
207 static inline struct hrtimer_clock_base *
208 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
209                     int pinned)
210 {
211         struct hrtimer_clock_base *new_base;
212         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base;
213         int this_cpu = smp_processor_id();
214         int cpu = hrtimer_get_target(this_cpu, pinned);
215         int basenum = base->index;
216
217 again:
218         new_cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
219         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
220
221         if (base != new_base) {
222                 /*
223                  * We are trying to move timer to new_base.
224                  * However we can't change timer's base while it is running,
225                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
226                  * the event source in the high resolution case. The softirq
227                  * code will take care of this when the timer function has
228                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
229                  * the timer is enqueued.
230                  */
231                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
232                         return base;
233
234                 /* See the comment in lock_timer_base() */
235                 timer->base = NULL;
236                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
237                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
238
239                 if (cpu != this_cpu && hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
240                         cpu = this_cpu;
241                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
242                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
243                         timer->base = base;
244                         goto again;
245                 }
246                 timer->base = new_base;
247         }
248         return new_base;
249 }
250
251 #else /* CONFIG_SMP */
252
253 static inline struct hrtimer_clock_base *
254 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
255 {
256         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
257
258         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
259
260         return base;
261 }
262
263 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
264
265 #endif  /* !CONFIG_SMP */
266
267 /*
268  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
269  * too large for inlining:
270  */
271 #if BITS_PER_LONG < 64
272 # ifndef CONFIG_KTIME_SCALAR
273 /**
274  * ktime_add_ns - Add a scalar nanoseconds value to a ktime_t variable
275  * @kt:         addend
276  * @nsec:       the scalar nsec value to add
277  *
278  * Returns the sum of kt and nsec in ktime_t format
279  */
280 ktime_t ktime_add_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
281 {
282         ktime_t tmp;
283
284         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
285                 tmp.tv64 = nsec;
286         } else {
287                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
288
289                 /* Make sure nsec fits into long */
290                 if (unlikely(nsec > KTIME_SEC_MAX))
291                         return (ktime_t){ .tv64 = KTIME_MAX };
292
293                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
294         }
295
296         return ktime_add(kt, tmp);
297 }
298
299 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_ns);
300
301 /**
302  * ktime_sub_ns - Subtract a scalar nanoseconds value from a ktime_t variable
303  * @kt:         minuend
304  * @nsec:       the scalar nsec value to subtract
305  *
306  * Returns the subtraction of @nsec from @kt in ktime_t format
307  */
308 ktime_t ktime_sub_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
309 {
310         ktime_t tmp;
311
312         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
313                 tmp.tv64 = nsec;
314         } else {
315                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
316
317                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
318         }
319
320         return ktime_sub(kt, tmp);
321 }
322
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_sub_ns);
324 # endif /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
325
326 /*
327  * Divide a ktime value by a nanosecond value
328  */
329 u64 ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
330 {
331         u64 dclc;
332         int sft = 0;
333
334         dclc = ktime_to_ns(kt);
335         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
336         while (div >> 32) {
337                 sft++;
338                 div >>= 1;
339         }
340         dclc >>= sft;
341         do_div(dclc, (unsigned long) div);
342
343         return dclc;
344 }
345 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
346
347 /*
348  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
349  */
350 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
351 {
352         ktime_t res = ktime_add(lhs, rhs);
353
354         /*
355          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
356          * return to user space in a timespec:
357          */
358         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
359                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
360
361         return res;
362 }
363
364 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
365
366 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
367
368 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
369
370 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
371 {
372         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
373 }
374
375 /*
376  * fixup_init is called when:
377  * - an active object is initialized
378  */
379 static int hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
380 {
381         struct hrtimer *timer = addr;
382
383         switch (state) {
384         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
385                 hrtimer_cancel(timer);
386                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
387                 return 1;
388         default:
389                 return 0;
390         }
391 }
392
393 /*
394  * fixup_activate is called when:
395  * - an active object is activated
396  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
397  */
398 static int hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
399 {
400         switch (state) {
401
402         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
403                 WARN_ON_ONCE(1);
404                 return 0;
405
406         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
407                 WARN_ON(1);
408
409         default:
410                 return 0;
411         }
412 }
413
414 /*
415  * fixup_free is called when:
416  * - an active object is freed
417  */
418 static int hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
419 {
420         struct hrtimer *timer = addr;
421
422         switch (state) {
423         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
424                 hrtimer_cancel(timer);
425                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
426                 return 1;
427         default:
428                 return 0;
429         }
430 }
431
432 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
433         .name           = "hrtimer",
434         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
435         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
436         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
437         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
438 };
439
440 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
441 {
442         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
443 }
444
445 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
446 {
447         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
448 }
449
450 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
451 {
452         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
453 }
454
455 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
456 {
457         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
458 }
459
460 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
461                            enum hrtimer_mode mode);
462
463 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
464                            enum hrtimer_mode mode)
465 {
466         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
467         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
468 }
469 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
470
471 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
472 {
473         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
474 }
475
476 #else
477 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
478 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
479 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
480 #endif
481
482 static inline void
483 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
484            enum hrtimer_mode mode)
485 {
486         debug_hrtimer_init(timer);
487         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
488 }
489
490 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
491 {
492         debug_hrtimer_activate(timer);
493         trace_hrtimer_start(timer);
494 }
495
496 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
497 {
498         debug_hrtimer_deactivate(timer);
499         trace_hrtimer_cancel(timer);
500 }
501
502 /* High resolution timer related functions */
503 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
504
505 /*
506  * High resolution timer enabled ?
507  */
508 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
509
510 /*
511  * Enable / Disable high resolution mode
512  */
513 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
514 {
515         if (!strcmp(str, "off"))
516                 hrtimer_hres_enabled = 0;
517         else if (!strcmp(str, "on"))
518                 hrtimer_hres_enabled = 1;
519         else
520                 return 0;
521         return 1;
522 }
523
524 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
525
526 /*
527  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
528  */
529 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
530 {
531         return hrtimer_hres_enabled;
532 }
533
534 /*
535  * Is the high resolution mode active ?
536  */
537 static inline int hrtimer_hres_active(void)
538 {
539         return __this_cpu_read(hrtimer_bases.hres_active);
540 }
541
542 /*
543  * Reprogram the event source with checking both queues for the
544  * next event
545  * Called with interrupts disabled and base->lock held
546  */
547 static void
548 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
549 {
550         int i;
551         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
552         ktime_t expires, expires_next;
553
554         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
555
556         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
557                 struct hrtimer *timer;
558                 struct timerqueue_node *next;
559
560                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
561                 if (!next)
562                         continue;
563                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
564
565                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
566                 /*
567                  * clock_was_set() has changed base->offset so the
568                  * result might be negative. Fix it up to prevent a
569                  * false positive in clockevents_program_event()
570                  */
571                 if (expires.tv64 < 0)
572                         expires.tv64 = 0;
573                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
574                         expires_next = expires;
575         }
576
577         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
578                 return;
579
580         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
581
582         if (cpu_base->expires_next.tv64 != KTIME_MAX)
583                 tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
584 }
585
586 /*
587  * Shared reprogramming for clock_realtime and clock_monotonic
588  *
589  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
590  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
591  * which the clock event device was armed.
592  *
593  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
594  */
595 static int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
596                              struct hrtimer_clock_base *base)
597 {
598         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
599         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
600         int res;
601
602         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
603
604         /*
605          * When the callback is running, we do not reprogram the clock event
606          * device. The timer callback is either running on a different CPU or
607          * the callback is executed in the hrtimer_interrupt context. The
608          * reprogramming is handled either by the softirq, which called the
609          * callback or at the end of the hrtimer_interrupt.
610          */
611         if (hrtimer_callback_running(timer))
612                 return 0;
613
614         /*
615          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
616          * expiry time which is less than base->offset. Nothing wrong
617          * about that, just avoid to call into the tick code, which
618          * has now objections against negative expiry values.
619          */
620         if (expires.tv64 < 0)
621                 return -ETIME;
622
623         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
624                 return 0;
625
626         /*
627          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
628          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
629          * which we enforced in the hang detection. We want the system
630          * to make progress.
631          */
632         if (cpu_base->hang_detected)
633                 return 0;
634
635         /*
636          * Clockevents returns -ETIME, when the event was in the past.
637          */
638         res = tick_program_event(expires, 0);
639         if (!IS_ERR_VALUE(res))
640                 cpu_base->expires_next = expires;
641         return res;
642 }
643
644 /*
645  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
646  */
647 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
648 {
649         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
650         base->hres_active = 0;
651 }
652
653 /*
654  * When High resolution timers are active, try to reprogram. Note, that in case
655  * the state has HRTIMER_STATE_CALLBACK set, no reprogramming and no expiry
656  * check happens. The timer gets enqueued into the rbtree. The reprogramming
657  * and expiry check is done in the hrtimer_interrupt or in the softirq.
658  */
659 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
660                                             struct hrtimer_clock_base *base)
661 {
662         return base->cpu_base->hres_active && hrtimer_reprogram(timer, base);
663 }
664
665 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
666 {
667         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
668         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
669         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
670
671         return ktime_get_update_offsets(offs_real, offs_boot, offs_tai);
672 }
673
674 /*
675  * Retrigger next event is called after clock was set
676  *
677  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
678  */
679 static void retrigger_next_event(void *arg)
680 {
681         struct hrtimer_cpu_base *base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
682
683         if (!hrtimer_hres_active())
684                 return;
685
686         raw_spin_lock(&base->lock);
687         hrtimer_update_base(base);
688         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
689         raw_spin_unlock(&base->lock);
690 }
691
692 /*
693  * Switch to high resolution mode
694  */
695 static int hrtimer_switch_to_hres(void)
696 {
697         int i, cpu = smp_processor_id();
698         struct hrtimer_cpu_base *base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
699         unsigned long flags;
700
701         if (base->hres_active)
702                 return 1;
703
704         local_irq_save(flags);
705
706         if (tick_init_highres()) {
707                 local_irq_restore(flags);
708                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
709                                     "mode on CPU %d\n", cpu);
710                 return 0;
711         }
712         base->hres_active = 1;
713         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
714                 base->clock_base[i].resolution = KTIME_HIGH_RES;
715
716         tick_setup_sched_timer();
717         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
718         retrigger_next_event(NULL);
719         local_irq_restore(flags);
720         return 1;
721 }
722
723 /*
724  * Called from timekeeping code to reprogramm the hrtimer interrupt
725  * device. If called from the timer interrupt context we defer it to
726  * softirq context.
727  */
728 void clock_was_set_delayed(void)
729 {
730         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
731
732         cpu_base->clock_was_set = 1;
733         __raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
734 }
735
736 #else
737
738 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
739 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
740 static inline int hrtimer_switch_to_hres(void) { return 0; }
741 static inline void
742 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
743 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
744                                             struct hrtimer_clock_base *base)
745 {
746         return 0;
747 }
748 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
749 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
750
751 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
752
753 /*
754  * Clock realtime was set
755  *
756  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
757  * clock.
758  *
759  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
760  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
761  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
762  * call the high resolution interrupt code.
763  */
764 void clock_was_set(void)
765 {
766 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
767         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
768         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
769 #endif
770         timerfd_clock_was_set();
771 }
772
773 /*
774  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
775  * interrupt (on the local CPU):
776  */
777 void hrtimers_resume(void)
778 {
779         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
780                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
781
782         retrigger_next_event(NULL);
783         timerfd_clock_was_set();
784 }
785
786 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
787 {
788 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
789         if (timer->start_site)
790                 return;
791         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
792         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
793         timer->start_pid = current->pid;
794 #endif
795 }
796
797 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
798 {
799 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
800         timer->start_site = NULL;
801 #endif
802 }
803
804 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
805 {
806 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
807         if (likely(!timer_stats_active))
808                 return;
809         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
810                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
811 #endif
812 }
813
814 /*
815  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
816  */
817 static inline
818 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
819 {
820         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
821 }
822
823 /**
824  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
825  * @timer:      hrtimer to forward
826  * @now:        forward past this time
827  * @interval:   the interval to forward
828  *
829  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
830  * Returns the number of overruns.
831  */
832 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
833 {
834         u64 orun = 1;
835         ktime_t delta;
836
837         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
838
839         if (delta.tv64 < 0)
840                 return 0;
841
842         if (interval.tv64 < timer->base->resolution.tv64)
843                 interval.tv64 = timer->base->resolution.tv64;
844
845         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
846                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
847
848                 orun = ktime_divns(delta, incr);
849                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
850                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
851                         return orun;
852                 /*
853                  * This (and the ktime_add() below) is the
854                  * correction for exact:
855                  */
856                 orun++;
857         }
858         hrtimer_add_expires(timer, interval);
859
860         return orun;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
863
864 /*
865  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
866  *
867  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
868  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
869  *
870  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
871  */
872 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
873                            struct hrtimer_clock_base *base)
874 {
875         debug_activate(timer);
876
877         timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
878         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
879
880         /*
881          * HRTIMER_STATE_ENQUEUED is or'ed to the current state to preserve the
882          * state of a possibly running callback.
883          */
884         timer->state |= HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
885
886         return (&timer->node == base->active.next);
887 }
888
889 /*
890  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
891  *
892  * Caller must hold the base lock.
893  *
894  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
895  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
896  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
897  * anyway (e.g. timer interrupt)
898  */
899 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
900                              struct hrtimer_clock_base *base,
901                              unsigned long newstate, int reprogram)
902 {
903         struct timerqueue_node *next_timer;
904         if (!(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
905                 goto out;
906
907         next_timer = timerqueue_getnext(&base->active);
908         timerqueue_del(&base->active, &timer->node);
909         if (&timer->node == next_timer) {
910 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
911                 /* Reprogram the clock event device. if enabled */
912                 if (reprogram && hrtimer_hres_active()) {
913                         ktime_t expires;
914
915                         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
916                                             base->offset);
917                         if (base->cpu_base->expires_next.tv64 == expires.tv64)
918                                 hrtimer_force_reprogram(base->cpu_base, 1);
919                 }
920 #endif
921         }
922         if (!timerqueue_getnext(&base->active))
923                 base->cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
924 out:
925         timer->state = newstate;
926 }
927
928 /*
929  * remove hrtimer, called with base lock held
930  */
931 static inline int
932 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
933 {
934         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
935                 unsigned long state;
936                 int reprogram;
937
938                 /*
939                  * Remove the timer and force reprogramming when high
940                  * resolution mode is active and the timer is on the current
941                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
942                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
943                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
944                  * rare case and less expensive than a smp call.
945                  */
946                 debug_deactivate(timer);
947                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
948                 reprogram = base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
949                 /*
950                  * We must preserve the CALLBACK state flag here,
951                  * otherwise we could move the timer base in
952                  * switch_hrtimer_base.
953                  */
954                 state = timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK;
955                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
956                 return 1;
957         }
958         return 0;
959 }
960
961 int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
962                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
963                 int wakeup)
964 {
965         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
966         unsigned long flags;
967         int ret, leftmost;
968
969         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
970
971         /* Remove an active timer from the queue: */
972         ret = remove_hrtimer(timer, base);
973
974         /* Switch the timer base, if necessary: */
975         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
976
977         if (mode & HRTIMER_MODE_REL) {
978                 tim = ktime_add_safe(tim, new_base->get_time());
979                 /*
980                  * CONFIG_TIME_LOW_RES is a temporary way for architectures
981                  * to signal that they simply return xtime in
982                  * do_gettimeoffset(). In this case we want to round up by
983                  * resolution when starting a relative timer, to avoid short
984                  * timeouts. This will go away with the GTOD framework.
985                  */
986 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
987                 tim = ktime_add_safe(tim, base->resolution);
988 #endif
989         }
990
991         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
992
993         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
994
995         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
996
997         /*
998          * Only allow reprogramming if the new base is on this CPU.
999          * (it might still be on another CPU if the timer was pending)
1000          *
1001          * XXX send_remote_softirq() ?
1002          */
1003         if (leftmost && new_base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases)
1004                 && hrtimer_enqueue_reprogram(timer, new_base)) {
1005                 if (wakeup) {
1006                         /*
1007                          * We need to drop cpu_base->lock to avoid a
1008                          * lock ordering issue vs. rq->lock.
1009                          */
1010                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
1011                         raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1012                         local_irq_restore(flags);
1013                         return ret;
1014                 } else {
1015                         __raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1016                 }
1017         }
1018
1019         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1020
1021         return ret;
1022 }
1023
1024 /**
1025  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
1026  * @timer:      the timer to be added
1027  * @tim:        expiry time
1028  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1029  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1030  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
1031  *
1032  * Returns:
1033  *  0 on success
1034  *  1 when the timer was active
1035  */
1036 int hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1037                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1038 {
1039         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, 1);
1040 }
1041 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1042
1043 /**
1044  * hrtimer_start - (re)start an hrtimer on the current CPU
1045  * @timer:      the timer to be added
1046  * @tim:        expiry time
1047  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1048  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
1049  *
1050  * Returns:
1051  *  0 on success
1052  *  1 when the timer was active
1053  */
1054 int
1055 hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode)
1056 {
1057         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, 0, mode, 1);
1058 }
1059 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start);
1060
1061
1062 /**
1063  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1064  * @timer:      hrtimer to stop
1065  *
1066  * Returns:
1067  *  0 when the timer was not active
1068  *  1 when the timer was active
1069  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1070  *    cannot be stopped
1071  */
1072 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1073 {
1074         struct hrtimer_clock_base *base;
1075         unsigned long flags;
1076         int ret = -1;
1077
1078         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1079
1080         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1081                 ret = remove_hrtimer(timer, base);
1082
1083         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1084
1085         return ret;
1086
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1089
1090 /**
1091  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1092  * @timer:      the timer to be cancelled
1093  *
1094  * Returns:
1095  *  0 when the timer was not active
1096  *  1 when the timer was active
1097  */
1098 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1099 {
1100         for (;;) {
1101                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1102
1103                 if (ret >= 0)
1104                         return ret;
1105                 cpu_relax();
1106         }
1107 }
1108 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1109
1110 /**
1111  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1112  * @timer:      the timer to read
1113  */
1114 ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer)
1115 {
1116         unsigned long flags;
1117         ktime_t rem;
1118
1119         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1120         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1121         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1122
1123         return rem;
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_remaining);
1126
1127 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1128 /**
1129  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1130  *
1131  * Returns the delta to the next expiry event or KTIME_MAX if no timer
1132  * is pending.
1133  */
1134 ktime_t hrtimer_get_next_event(void)
1135 {
1136         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1137         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1138         ktime_t delta, mindelta = { .tv64 = KTIME_MAX };
1139         unsigned long flags;
1140         int i;
1141
1142         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1143
1144         if (!hrtimer_hres_active()) {
1145                 for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
1146                         struct hrtimer *timer;
1147                         struct timerqueue_node *next;
1148
1149                         next = timerqueue_getnext(&base->active);
1150                         if (!next)
1151                                 continue;
1152
1153                         timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
1154                         delta.tv64 = hrtimer_get_expires_tv64(timer);
1155                         delta = ktime_sub(delta, base->get_time());
1156                         if (delta.tv64 < mindelta.tv64)
1157                                 mindelta.tv64 = delta.tv64;
1158                 }
1159         }
1160
1161         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1162
1163         if (mindelta.tv64 < 0)
1164                 mindelta.tv64 = 0;
1165         return mindelta;
1166 }
1167 #endif
1168
1169 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1170                            enum hrtimer_mode mode)
1171 {
1172         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1173         int base;
1174
1175         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1176
1177         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1178
1179         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1180                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1181
1182         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1183         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1184         timerqueue_init(&timer->node);
1185
1186 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1187         timer->start_site = NULL;
1188         timer->start_pid = -1;
1189         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1190 #endif
1191 }
1192
1193 /**
1194  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1195  * @timer:      the timer to be initialized
1196  * @clock_id:   the clock to be used
1197  * @mode:       timer mode abs/rel
1198  */
1199 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1200                   enum hrtimer_mode mode)
1201 {
1202         debug_init(timer, clock_id, mode);
1203         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1204 }
1205 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1206
1207 /**
1208  * hrtimer_get_res - get the timer resolution for a clock
1209  * @which_clock: which clock to query
1210  * @tp:          pointer to timespec variable to store the resolution
1211  *
1212  * Store the resolution of the clock selected by @which_clock in the
1213  * variable pointed to by @tp.
1214  */
1215 int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
1216 {
1217         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1218         int base = hrtimer_clockid_to_base(which_clock);
1219
1220         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1221         *tp = ktime_to_timespec(cpu_base->clock_base[base].resolution);
1222
1223         return 0;
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_res);
1226
1227 static void __run_hrtimer(struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1228 {
1229         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
1230         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1231         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1232         int restart;
1233
1234         WARN_ON(!irqs_disabled());
1235
1236         debug_deactivate(timer);
1237         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1238         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1239         fn = timer->function;
1240
1241         /*
1242          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1243          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1244          * the timer base.
1245          */
1246         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1247         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1248         restart = fn(timer);
1249         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1250         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1251
1252         /*
1253          * Note: We clear the CALLBACK bit after enqueue_hrtimer and
1254          * we do not reprogramm the event hardware. Happens either in
1255          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1256          */
1257         if (restart != HRTIMER_NORESTART) {
1258                 BUG_ON(timer->state != HRTIMER_STATE_CALLBACK);
1259                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1260         }
1261
1262         WARN_ON_ONCE(!(timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK));
1263
1264         timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1265 }
1266
1267 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1268
1269 /*
1270  * High resolution timer interrupt
1271  * Called with interrupts disabled
1272  */
1273 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1274 {
1275         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1276         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1277         int i, retries = 0;
1278
1279         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1280         cpu_base->nr_events++;
1281         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1282
1283         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1284         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1285 retry:
1286         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1287         /*
1288          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1289          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1290          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1291          * timers which run their callback and need to be requeued on
1292          * this CPU.
1293          */
1294         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1295
1296         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1297                 struct hrtimer_clock_base *base;
1298                 struct timerqueue_node *node;
1299                 ktime_t basenow;
1300
1301                 if (!(cpu_base->active_bases & (1 << i)))
1302                         continue;
1303
1304                 base = cpu_base->clock_base + i;
1305                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1306
1307                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1308                         struct hrtimer *timer;
1309
1310                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1311
1312                         /*
1313                          * The immediate goal for using the softexpires is
1314                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1315                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1316                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1317                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1318                          * overlapping intervals and instead use the simple
1319                          * BST we already have.
1320                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1321                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1322                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1323                          */
1324
1325                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer)) {
1326                                 ktime_t expires;
1327
1328                                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
1329                                                     base->offset);
1330                                 if (expires.tv64 < 0)
1331                                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
1332                                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
1333                                         expires_next = expires;
1334                                 break;
1335                         }
1336
1337                         __run_hrtimer(timer, &basenow);
1338                 }
1339         }
1340
1341         /*
1342          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1343          * against it.
1344          */
1345         cpu_base->expires_next = expires_next;
1346         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1347
1348         /* Reprogramming necessary ? */
1349         if (expires_next.tv64 == KTIME_MAX ||
1350             !tick_program_event(expires_next, 0)) {
1351                 cpu_base->hang_detected = 0;
1352                 return;
1353         }
1354
1355         /*
1356          * The next timer was already expired due to:
1357          * - tracing
1358          * - long lasting callbacks
1359          * - being scheduled away when running in a VM
1360          *
1361          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1362          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1363          * overreacting on some spurious event.
1364          *
1365          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1366          * the current time.
1367          */
1368         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1369         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1370         cpu_base->nr_retries++;
1371         if (++retries < 3)
1372                 goto retry;
1373         /*
1374          * Give the system a chance to do something else than looping
1375          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1376          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1377          * time away.
1378          */
1379         cpu_base->nr_hangs++;
1380         cpu_base->hang_detected = 1;
1381         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1382         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1383         if (delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time.tv64)
1384                 cpu_base->max_hang_time = delta;
1385         /*
1386          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1387          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1388          */
1389         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1390                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1391         else
1392                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1393         tick_program_event(expires_next, 1);
1394         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1395                     ktime_to_ns(delta));
1396 }
1397
1398 /*
1399  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1400  * disabled.
1401  */
1402 static void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1403 {
1404         struct tick_device *td;
1405
1406         if (!hrtimer_hres_active())
1407                 return;
1408
1409         td = &__get_cpu_var(tick_cpu_device);
1410         if (td && td->evtdev)
1411                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1412 }
1413
1414 /**
1415  * hrtimer_peek_ahead_timers -- run soft-expired timers now
1416  *
1417  * hrtimer_peek_ahead_timers will peek at the timer queue of
1418  * the current cpu and check if there are any timers for which
1419  * the soft expires time has passed. If any such timers exist,
1420  * they are run immediately and then removed from the timer queue.
1421  *
1422  */
1423 void hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1424 {
1425         unsigned long flags;
1426
1427         local_irq_save(flags);
1428         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1429         local_irq_restore(flags);
1430 }
1431
1432 static void run_hrtimer_softirq(struct softirq_action *h)
1433 {
1434         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1435
1436         if (cpu_base->clock_was_set) {
1437                 cpu_base->clock_was_set = 0;
1438                 clock_was_set();
1439         }
1440
1441         hrtimer_peek_ahead_timers();
1442 }
1443
1444 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1445
1446 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1447
1448 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1449
1450 /*
1451  * Called from timer softirq every jiffy, expire hrtimers:
1452  *
1453  * For HRT its the fall back code to run the softirq in the timer
1454  * softirq context in case the hrtimer initialization failed or has
1455  * not been done yet.
1456  */
1457 void hrtimer_run_pending(void)
1458 {
1459         if (hrtimer_hres_active())
1460                 return;
1461
1462         /*
1463          * This _is_ ugly: We have to check in the softirq context,
1464          * whether we can switch to highres and / or nohz mode. The
1465          * clocksource switch happens in the timer interrupt with
1466          * xtime_lock held. Notification from there only sets the
1467          * check bit in the tick_oneshot code, otherwise we might
1468          * deadlock vs. xtime_lock.
1469          */
1470         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled()))
1471                 hrtimer_switch_to_hres();
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Called from hardirq context every jiffy
1476  */
1477 void hrtimer_run_queues(void)
1478 {
1479         struct timerqueue_node *node;
1480         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1481         struct hrtimer_clock_base *base;
1482         int index, gettime = 1;
1483
1484         if (hrtimer_hres_active())
1485                 return;
1486
1487         for (index = 0; index < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; index++) {
1488                 base = &cpu_base->clock_base[index];
1489                 if (!timerqueue_getnext(&base->active))
1490                         continue;
1491
1492                 if (gettime) {
1493                         hrtimer_get_softirq_time(cpu_base);
1494                         gettime = 0;
1495                 }
1496
1497                 raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1498
1499                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1500                         struct hrtimer *timer;
1501
1502                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1503                         if (base->softirq_time.tv64 <=
1504                                         hrtimer_get_expires_tv64(timer))
1505                                 break;
1506
1507                         __run_hrtimer(timer, &base->softirq_time);
1508                 }
1509                 raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1510         }
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Sleep related functions:
1515  */
1516 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1517 {
1518         struct hrtimer_sleeper *t =
1519                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1520         struct task_struct *task = t->task;
1521
1522         t->task = NULL;
1523         if (task)
1524                 wake_up_process(task);
1525
1526         return HRTIMER_NORESTART;
1527 }
1528
1529 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1530 {
1531         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1532         sl->task = task;
1533 }
1534 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1535
1536 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1537 {
1538         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1539
1540         do {
1541                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1542                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1543                 if (!hrtimer_active(&t->timer))
1544                         t->task = NULL;
1545
1546                 if (likely(t->task))
1547                         schedule();
1548
1549                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1550                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1551
1552         } while (t->task && !signal_pending(current));
1553
1554         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1555
1556         return t->task == NULL;
1557 }
1558
1559 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1560 {
1561         struct timespec rmt;
1562         ktime_t rem;
1563
1564         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1565         if (rem.tv64 <= 0)
1566                 return 0;
1567         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1568
1569         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1570                 return -EFAULT;
1571
1572         return 1;
1573 }
1574
1575 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1576 {
1577         struct hrtimer_sleeper t;
1578         struct timespec __user  *rmtp;
1579         int ret = 0;
1580
1581         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1582                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1583         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1584
1585         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1586                 goto out;
1587
1588         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1589         if (rmtp) {
1590                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1591                 if (ret <= 0)
1592                         goto out;
1593         }
1594
1595         /* The other values in restart are already filled in */
1596         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1597 out:
1598         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1603                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1604 {
1605         struct restart_block *restart;
1606         struct hrtimer_sleeper t;
1607         int ret = 0;
1608         unsigned long slack;
1609
1610         slack = current->timer_slack_ns;
1611         if (rt_task(current))
1612                 slack = 0;
1613
1614         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1615         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1616         if (do_nanosleep(&t, mode))
1617                 goto out;
1618
1619         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1620         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1621                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1622                 goto out;
1623         }
1624
1625         if (rmtp) {
1626                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1627                 if (ret <= 0)
1628                         goto out;
1629         }
1630
1631         restart = &current_thread_info()->restart_block;
1632         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1633         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1634         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1635         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1636
1637         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1638 out:
1639         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1640         return ret;
1641 }
1642
1643 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1644                 struct timespec __user *, rmtp)
1645 {
1646         struct timespec tu;
1647
1648         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1649                 return -EFAULT;
1650
1651         if (!timespec_valid(&tu))
1652                 return -EINVAL;
1653
1654         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Functions related to boot-time initialization:
1659  */
1660 static void __cpuinit init_hrtimers_cpu(int cpu)
1661 {
1662         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1663         int i;
1664
1665         raw_spin_lock_init(&cpu_base->lock);
1666
1667         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1668                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1669                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1670         }
1671
1672         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1673 }
1674
1675 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1676
1677 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1678                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1679 {
1680         struct hrtimer *timer;
1681         struct timerqueue_node *node;
1682
1683         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1684                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1685                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1686                 debug_deactivate(timer);
1687
1688                 /*
1689                  * Mark it as STATE_MIGRATE not INACTIVE otherwise the
1690                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1691                  * under us on another CPU
1692                  */
1693                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_MIGRATE, 0);
1694                 timer->base = new_base;
1695                 /*
1696                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1697                  * reprogram the event device in case the timer
1698                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1699                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1700                  * sort out already expired timers and reprogram the
1701                  * event device.
1702                  */
1703                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1704
1705                 /* Clear the migration state bit */
1706                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_MIGRATE;
1707         }
1708 }
1709
1710 static void migrate_hrtimers(int scpu)
1711 {
1712         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1713         int i;
1714
1715         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1716         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1717
1718         local_irq_disable();
1719         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1720         new_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1721         /*
1722          * The caller is globally serialized and nobody else
1723          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1724          */
1725         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1726         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1727
1728         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1729                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1730                                      &new_base->clock_base[i]);
1731         }
1732
1733         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1734         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1735
1736         /* Check, if we got expired work to do */
1737         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1738         local_irq_enable();
1739 }
1740
1741 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1742
1743 static int __cpuinit hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1744                                         unsigned long action, void *hcpu)
1745 {
1746         int scpu = (long)hcpu;
1747
1748         switch (action) {
1749
1750         case CPU_UP_PREPARE:
1751         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1752                 init_hrtimers_cpu(scpu);
1753                 break;
1754
1755 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1756         case CPU_DYING:
1757         case CPU_DYING_FROZEN:
1758                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DYING, &scpu);
1759                 break;
1760         case CPU_DEAD:
1761         case CPU_DEAD_FROZEN:
1762         {
1763                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &scpu);
1764                 migrate_hrtimers(scpu);
1765                 break;
1766         }
1767 #endif
1768
1769         default:
1770                 break;
1771         }
1772
1773         return NOTIFY_OK;
1774 }
1775
1776 static struct notifier_block __cpuinitdata hrtimers_nb = {
1777         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1778 };
1779
1780 void __init hrtimers_init(void)
1781 {
1782         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1783                           (void *)(long)smp_processor_id());
1784         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1785 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1786         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
1787 #endif
1788 }
1789
1790 /**
1791  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1792  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1793  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1794  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1795  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1796  */
1797 int __sched
1798 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1799                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1800 {
1801         struct hrtimer_sleeper t;
1802
1803         /*
1804          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1805          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1806          */
1807         if (expires && !expires->tv64) {
1808                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1809                 return 0;
1810         }
1811
1812         /*
1813          * A NULL parameter means "infinite"
1814          */
1815         if (!expires) {
1816                 schedule();
1817                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1818                 return -EINTR;
1819         }
1820
1821         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1822         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1823
1824         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1825
1826         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1827         if (!hrtimer_active(&t.timer))
1828                 t.task = NULL;
1829
1830         if (likely(t.task))
1831                 schedule();
1832
1833         hrtimer_cancel(&t.timer);
1834         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1835
1836         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1837
1838         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1839 }
1840
1841 /**
1842  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1843  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1844  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1845  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1846  *
1847  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1848  * elapsed. The routine will return immediately unless
1849  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1850  *
1851  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1852  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1853  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1854  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1855  *
1856  * You can set the task state as follows -
1857  *
1858  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1859  * pass before the routine returns.
1860  *
1861  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1862  * delivered to the current task.
1863  *
1864  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1865  * routine returns.
1866  *
1867  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1868  */
1869 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1870                                      const enum hrtimer_mode mode)
1871 {
1872         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1873                                               CLOCK_MONOTONIC);
1874 }
1875 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1876
1877 /**
1878  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1879  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1880  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1881  *
1882  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1883  * elapsed. The routine will return immediately unless
1884  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1885  *
1886  * You can set the task state as follows -
1887  *
1888  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1889  * pass before the routine returns.
1890  *
1891  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1892  * delivered to the current task.
1893  *
1894  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1895  * routine returns.
1896  *
1897  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1898  */
1899 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1900                                const enum hrtimer_mode mode)
1901 {
1902         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);