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