]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - kernel/time/hrtimer.c
sched/headers: Prepare for new header dependencies before moving code to <linux/sched...
[karo-tx-linux.git] / kernel / time / 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/signal.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/sched/nohz.h>
51 #include <linux/timer.h>
52 #include <linux/freezer.h>
53
54 #include <linux/uaccess.h>
55
56 #include <trace/events/timer.h>
57
58 #include "tick-internal.h"
59
60 /*
61  * The timer bases:
62  *
63  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
64  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
65  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
66  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
67  */
68 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
69 {
70         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
71         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
72         .clock_base =
73         {
74                 {
75                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
76                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
77                         .get_time = &ktime_get,
78                 },
79                 {
80                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
81                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
82                         .get_time = &ktime_get_real,
83                 },
84                 {
85                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
86                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
87                         .get_time = &ktime_get_boottime,
88                 },
89                 {
90                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
91                         .clockid = CLOCK_TAI,
92                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
93                 },
94         }
95 };
96
97 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
98         /* Make sure we catch unsupported clockids */
99         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
100
101         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
102         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
103         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
104         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
105 };
106
107 /*
108  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
109  * single place
110  */
111 #ifdef CONFIG_SMP
112
113 /*
114  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
115  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
116  * timer->base->cpu_base
117  */
118 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
119         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
120         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
121 };
122
123 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
124
125 /*
126  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
127  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
128  * locked, and the base itself is locked too.
129  *
130  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
131  * be found on the lists/queues.
132  *
133  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
134  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
135  * remains locked.
136  */
137 static
138 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
139                                              unsigned long *flags)
140 {
141         struct hrtimer_clock_base *base;
142
143         for (;;) {
144                 base = timer->base;
145                 if (likely(base != &migration_base)) {
146                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
147                         if (likely(base == timer->base))
148                                 return base;
149                         /* The timer has migrated to another CPU: */
150                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
151                 }
152                 cpu_relax();
153         }
154 }
155
156 /*
157  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
158  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
159  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
160  *
161  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
162  */
163 static int
164 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
165 {
166 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
167         ktime_t expires;
168
169         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
170                 return 0;
171
172         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
173         return expires <= new_base->cpu_base->expires_next;
174 #else
175         return 0;
176 #endif
177 }
178
179 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
180 static inline
181 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
182                                          int pinned)
183 {
184         if (pinned || !base->migration_enabled)
185                 return base;
186         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
187 }
188 #else
189 static inline
190 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
191                                          int pinned)
192 {
193         return base;
194 }
195 #endif
196
197 /*
198  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
199  * if:
200  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
201  *      - timer migration is enabled
202  *      - the timer callback is not running
203  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
204  *
205  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
206  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
207  * the timer callback is currently running.
208  */
209 static inline struct hrtimer_clock_base *
210 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
211                     int pinned)
212 {
213         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
214         struct hrtimer_clock_base *new_base;
215         int basenum = base->index;
216
217         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
218         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
219 again:
220         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
221
222         if (base != new_base) {
223                 /*
224                  * We are trying to move timer to new_base.
225                  * However we can't change timer's base while it is running,
226                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
227                  * the event source in the high resolution case. The softirq
228                  * code will take care of this when the timer function has
229                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
230                  * the timer is enqueued.
231                  */
232                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
233                         return base;
234
235                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
236                 timer->base = &migration_base;
237                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
238                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
239
240                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
241                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
242                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
243                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
244                         new_cpu_base = this_cpu_base;
245                         timer->base = base;
246                         goto again;
247                 }
248                 timer->base = new_base;
249         } else {
250                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
251                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
252                         new_cpu_base = this_cpu_base;
253                         goto again;
254                 }
255         }
256         return new_base;
257 }
258
259 #else /* CONFIG_SMP */
260
261 static inline struct hrtimer_clock_base *
262 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
263 {
264         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
265
266         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
267
268         return base;
269 }
270
271 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
272
273 #endif  /* !CONFIG_SMP */
274
275 /*
276  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
277  * too large for inlining:
278  */
279 #if BITS_PER_LONG < 64
280 /*
281  * Divide a ktime value by a nanosecond value
282  */
283 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
284 {
285         int sft = 0;
286         s64 dclc;
287         u64 tmp;
288
289         dclc = ktime_to_ns(kt);
290         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
291
292         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
293         while (div >> 32) {
294                 sft++;
295                 div >>= 1;
296         }
297         tmp >>= sft;
298         do_div(tmp, (unsigned long) div);
299         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
300 }
301 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
302 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
303
304 /*
305  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
306  */
307 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
308 {
309         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
310
311         /*
312          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
313          * return to user space in a timespec:
314          */
315         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
316                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
317
318         return res;
319 }
320
321 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
322
323 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
324
325 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
326
327 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
328 {
329         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
330 }
331
332 /*
333  * fixup_init is called when:
334  * - an active object is initialized
335  */
336 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
337 {
338         struct hrtimer *timer = addr;
339
340         switch (state) {
341         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
342                 hrtimer_cancel(timer);
343                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
344                 return true;
345         default:
346                 return false;
347         }
348 }
349
350 /*
351  * fixup_activate is called when:
352  * - an active object is activated
353  * - an unknown non-static object is activated
354  */
355 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
356 {
357         switch (state) {
358         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
359                 WARN_ON(1);
360
361         default:
362                 return false;
363         }
364 }
365
366 /*
367  * fixup_free is called when:
368  * - an active object is freed
369  */
370 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
371 {
372         struct hrtimer *timer = addr;
373
374         switch (state) {
375         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
376                 hrtimer_cancel(timer);
377                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
378                 return true;
379         default:
380                 return false;
381         }
382 }
383
384 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
385         .name           = "hrtimer",
386         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
387         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
388         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
389         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
390 };
391
392 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
393 {
394         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
395 }
396
397 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
398 {
399         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
400 }
401
402 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
403 {
404         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
405 }
406
407 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
408 {
409         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
410 }
411
412 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
413                            enum hrtimer_mode mode);
414
415 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
416                            enum hrtimer_mode mode)
417 {
418         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
419         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
422
423 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
424 {
425         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
426 }
427 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
428
429 #else
430 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
431 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
432 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
433 #endif
434
435 static inline void
436 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
437            enum hrtimer_mode mode)
438 {
439         debug_hrtimer_init(timer);
440         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
441 }
442
443 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
444 {
445         debug_hrtimer_activate(timer);
446         trace_hrtimer_start(timer);
447 }
448
449 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
450 {
451         debug_hrtimer_deactivate(timer);
452         trace_hrtimer_cancel(timer);
453 }
454
455 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
456 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
457                                              struct hrtimer *timer)
458 {
459 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
460         cpu_base->next_timer = timer;
461 #endif
462 }
463
464 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
465 {
466         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
467         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
468         ktime_t expires, expires_next = KTIME_MAX;
469
470         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
471         for (; active; base++, active >>= 1) {
472                 struct timerqueue_node *next;
473                 struct hrtimer *timer;
474
475                 if (!(active & 0x01))
476                         continue;
477
478                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
479                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
480                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
481                 if (expires < expires_next) {
482                         expires_next = expires;
483                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
484                 }
485         }
486         /*
487          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
488          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
489          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
490          */
491         if (expires_next < 0)
492                 expires_next = 0;
493         return expires_next;
494 }
495 #endif
496
497 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
498 {
499         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
500         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
501         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
502
503         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
504                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
505 }
506
507 /* High resolution timer related functions */
508 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
509
510 /*
511  * High resolution timer enabled ?
512  */
513 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
514 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
515 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
516
517 /*
518  * Enable / Disable high resolution mode
519  */
520 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
521 {
522         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
523 }
524
525 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
526
527 /*
528  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
529  */
530 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
531 {
532         return hrtimer_hres_enabled;
533 }
534
535 /*
536  * Is the high resolution mode active ?
537  */
538 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
539 {
540         return cpu_base->hres_active;
541 }
542
543 static inline int hrtimer_hres_active(void)
544 {
545         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
546 }
547
548 /*
549  * Reprogram the event source with checking both queues for the
550  * next event
551  * Called with interrupts disabled and base->lock held
552  */
553 static void
554 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
555 {
556         ktime_t expires_next;
557
558         if (!cpu_base->hres_active)
559                 return;
560
561         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
562
563         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
564                 return;
565
566         cpu_base->expires_next = expires_next;
567
568         /*
569          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
570          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
571          * system to make progress. That also prevents the following
572          * scenario:
573          * T1 expires 50ms from now
574          * T2 expires 5s from now
575          *
576          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
577          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
578          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
579          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
580          * fires.
581          */
582         if (cpu_base->hang_detected)
583                 return;
584
585         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
586 }
587
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 void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
596                               struct hrtimer_clock_base *base)
597 {
598         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
599         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
600
601         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
602
603         /*
604          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
605          * the other cpus clock event device.
606          */
607         if (base->cpu_base != cpu_base)
608                 return;
609
610         /*
611          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
612          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
613          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
614          * context so we don't need an extra check for a running
615          * callback.
616          */
617         if (cpu_base->in_hrtirq)
618                 return;
619
620         /*
621          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
622          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
623          */
624         if (expires < 0)
625                 expires = 0;
626
627         if (expires >= cpu_base->expires_next)
628                 return;
629
630         /* Update the pointer to the next expiring timer */
631         cpu_base->next_timer = timer;
632
633         /*
634          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
635          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
636          * which we enforced in the hang detection. We want the system
637          * to make progress.
638          */
639         if (cpu_base->hang_detected)
640                 return;
641
642         /*
643          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
644          * events which are already in the past.
645          */
646         cpu_base->expires_next = expires;
647         tick_program_event(expires, 1);
648 }
649
650 /*
651  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
652  */
653 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
654 {
655         base->expires_next = KTIME_MAX;
656         base->hres_active = 0;
657 }
658
659 /*
660  * Retrigger next event is called after clock was set
661  *
662  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
663  */
664 static void retrigger_next_event(void *arg)
665 {
666         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
667
668         if (!base->hres_active)
669                 return;
670
671         raw_spin_lock(&base->lock);
672         hrtimer_update_base(base);
673         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
674         raw_spin_unlock(&base->lock);
675 }
676
677 /*
678  * Switch to high resolution mode
679  */
680 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
681 {
682         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
683
684         if (tick_init_highres()) {
685                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
686                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
687                 return;
688         }
689         base->hres_active = 1;
690         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
691
692         tick_setup_sched_timer();
693         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
694         retrigger_next_event(NULL);
695 }
696
697 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
698 {
699         clock_was_set();
700 }
701
702 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
703
704 /*
705  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
706  * interrupt device on all cpus.
707  */
708 void clock_was_set_delayed(void)
709 {
710         schedule_work(&hrtimer_work);
711 }
712
713 #else
714
715 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
716 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
717 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
718 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
719 static inline void
720 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
721 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
722                                     struct hrtimer_clock_base *base)
723 {
724         return 0;
725 }
726 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
727 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
728
729 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
730
731 /*
732  * Clock realtime was set
733  *
734  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
735  * clock.
736  *
737  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
738  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
739  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
740  * call the high resolution interrupt code.
741  */
742 void clock_was_set(void)
743 {
744 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
745         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
746         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
747 #endif
748         timerfd_clock_was_set();
749 }
750
751 /*
752  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
753  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
754  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
755  * must be deferred.
756  */
757 void hrtimers_resume(void)
758 {
759         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
760                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
761
762         /* Retrigger on the local CPU */
763         retrigger_next_event(NULL);
764         /* And schedule a retrigger for all others */
765         clock_was_set_delayed();
766 }
767
768 /*
769  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
770  */
771 static inline
772 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
773 {
774         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
775 }
776
777 /**
778  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
779  * @timer:      hrtimer to forward
780  * @now:        forward past this time
781  * @interval:   the interval to forward
782  *
783  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
784  * Returns the number of overruns.
785  *
786  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
787  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
788  * running the callback and the caller needs to take care of
789  * serialization.
790  *
791  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
792  * the timer.
793  */
794 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
795 {
796         u64 orun = 1;
797         ktime_t delta;
798
799         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
800
801         if (delta < 0)
802                 return 0;
803
804         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
805                 return 0;
806
807         if (interval < hrtimer_resolution)
808                 interval = hrtimer_resolution;
809
810         if (unlikely(delta >= interval)) {
811                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
812
813                 orun = ktime_divns(delta, incr);
814                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
815                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
816                         return orun;
817                 /*
818                  * This (and the ktime_add() below) is the
819                  * correction for exact:
820                  */
821                 orun++;
822         }
823         hrtimer_add_expires(timer, interval);
824
825         return orun;
826 }
827 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
828
829 /*
830  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
831  *
832  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
833  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
834  *
835  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
836  */
837 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
838                            struct hrtimer_clock_base *base)
839 {
840         debug_activate(timer);
841
842         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
843
844         timer->state = HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
845
846         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
847 }
848
849 /*
850  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
851  *
852  * Caller must hold the base lock.
853  *
854  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
855  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
856  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
857  * anyway (e.g. timer interrupt)
858  */
859 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
860                              struct hrtimer_clock_base *base,
861                              u8 newstate, int reprogram)
862 {
863         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
864         u8 state = timer->state;
865
866         timer->state = newstate;
867         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
868                 return;
869
870         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
871                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
872
873 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
874         /*
875          * Note: If reprogram is false we do not update
876          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
877          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
878          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
879          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
880          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
881          */
882         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
883                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
884 #endif
885 }
886
887 /*
888  * remove hrtimer, called with base lock held
889  */
890 static inline int
891 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
892 {
893         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
894                 u8 state = timer->state;
895                 int reprogram;
896
897                 /*
898                  * Remove the timer and force reprogramming when high
899                  * resolution mode is active and the timer is on the current
900                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
901                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
902                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
903                  * rare case and less expensive than a smp call.
904                  */
905                 debug_deactivate(timer);
906                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
907
908                 if (!restart)
909                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
910
911                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
912                 return 1;
913         }
914         return 0;
915 }
916
917 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
918                                             const enum hrtimer_mode mode)
919 {
920 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
921         /*
922          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
923          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
924          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
925          */
926         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
927         if (timer->is_rel)
928                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
929 #endif
930         return tim;
931 }
932
933 /**
934  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
935  * @timer:      the timer to be added
936  * @tim:        expiry time
937  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
938  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
939  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
940  */
941 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
942                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
943 {
944         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
945         unsigned long flags;
946         int leftmost;
947
948         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
949
950         /* Remove an active timer from the queue: */
951         remove_hrtimer(timer, base, true);
952
953         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
954                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
955
956         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
957
958         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
959
960         /* Switch the timer base, if necessary: */
961         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
962
963         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
964         if (!leftmost)
965                 goto unlock;
966
967         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
968                 /*
969                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
970                  * on dynticks target.
971                  */
972                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
973                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
974         } else {
975                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
976         }
977 unlock:
978         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
979 }
980 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
981
982 /**
983  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
984  * @timer:      hrtimer to stop
985  *
986  * Returns:
987  *  0 when the timer was not active
988  *  1 when the timer was active
989  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
990  *    cannot be stopped
991  */
992 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
993 {
994         struct hrtimer_clock_base *base;
995         unsigned long flags;
996         int ret = -1;
997
998         /*
999          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1000          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1001          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1002          * so we can avoid taking it.
1003          */
1004         if (!hrtimer_active(timer))
1005                 return 0;
1006
1007         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1008
1009         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1010                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1011
1012         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1013
1014         return ret;
1015
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1018
1019 /**
1020  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1021  * @timer:      the timer to be cancelled
1022  *
1023  * Returns:
1024  *  0 when the timer was not active
1025  *  1 when the timer was active
1026  */
1027 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1028 {
1029         for (;;) {
1030                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1031
1032                 if (ret >= 0)
1033                         return ret;
1034                 cpu_relax();
1035         }
1036 }
1037 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1038
1039 /**
1040  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1041  * @timer:      the timer to read
1042  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1043  */
1044 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1045 {
1046         unsigned long flags;
1047         ktime_t rem;
1048
1049         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1050         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1051                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1052         else
1053                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1054         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1055
1056         return rem;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1059
1060 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1061 /**
1062  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1063  *
1064  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1065  */
1066 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1067 {
1068         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1069         u64 expires = KTIME_MAX;
1070         unsigned long flags;
1071
1072         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1073
1074         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1075                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1076
1077         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1078
1079         return expires;
1080 }
1081 #endif
1082
1083 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1084 {
1085         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1086                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1087
1088                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1089                         return base;
1090         }
1091         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1092         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1093 }
1094
1095 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1096                            enum hrtimer_mode mode)
1097 {
1098         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1099         int base;
1100
1101         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1102
1103         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1104
1105         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1106                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1107
1108         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1109         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1110         timerqueue_init(&timer->node);
1111 }
1112
1113 /**
1114  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1115  * @timer:      the timer to be initialized
1116  * @clock_id:   the clock to be used
1117  * @mode:       timer mode abs/rel
1118  */
1119 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1120                   enum hrtimer_mode mode)
1121 {
1122         debug_init(timer, clock_id, mode);
1123         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1124 }
1125 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1126
1127 /*
1128  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1129  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1130  * to another cpu.
1131  *
1132  * It is important for this function to not return a false negative.
1133  */
1134 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1135 {
1136         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1137         unsigned int seq;
1138
1139         do {
1140                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1141                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1142
1143                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1144                     cpu_base->running == timer)
1145                         return true;
1146
1147         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1148                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1149
1150         return false;
1151 }
1152 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1153
1154 /*
1155  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1156  * distinct sections:
1157  *
1158  *  - queued:   the timer is queued
1159  *  - callback: the timer is being ran
1160  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1161  *
1162  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1163  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1164  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1165  * insufficient for that.
1166  *
1167  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1168  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1169  * __run_hrtimer() invocations.
1170  */
1171
1172 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1173                           struct hrtimer_clock_base *base,
1174                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1175 {
1176         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1177         int restart;
1178
1179         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1180
1181         debug_deactivate(timer);
1182         cpu_base->running = timer;
1183
1184         /*
1185          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1186          *
1187          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1188          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1189          * timer->state == INACTIVE.
1190          */
1191         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1192
1193         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1194         fn = timer->function;
1195
1196         /*
1197          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1198          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1199          * timer. If its not restarted it does not matter.
1200          */
1201         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1202                 timer->is_rel = false;
1203
1204         /*
1205          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1206          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1207          * the timer base.
1208          */
1209         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1210         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1211         restart = fn(timer);
1212         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1213         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1214
1215         /*
1216          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1217          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1218          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1219          *
1220          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1221          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1222          * for us already.
1223          */
1224         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1225             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1226                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1227
1228         /*
1229          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1230          *
1231          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1232          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1233          * timer->state == INACTIVE.
1234          */
1235         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1236
1237         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1238         cpu_base->running = NULL;
1239 }
1240
1241 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1242 {
1243         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1244         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1245
1246         for (; active; base++, active >>= 1) {
1247                 struct timerqueue_node *node;
1248                 ktime_t basenow;
1249
1250                 if (!(active & 0x01))
1251                         continue;
1252
1253                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1254
1255                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1256                         struct hrtimer *timer;
1257
1258                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1259
1260                         /*
1261                          * The immediate goal for using the softexpires is
1262                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1263                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1264                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1265                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1266                          * overlapping intervals and instead use the simple
1267                          * BST we already have.
1268                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1269                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1270                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1271                          */
1272                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1273                                 break;
1274
1275                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1276                 }
1277         }
1278 }
1279
1280 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1281
1282 /*
1283  * High resolution timer interrupt
1284  * Called with interrupts disabled
1285  */
1286 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1287 {
1288         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1289         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1290         int retries = 0;
1291
1292         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1293         cpu_base->nr_events++;
1294         dev->next_event = KTIME_MAX;
1295
1296         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1297         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1298 retry:
1299         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1300         /*
1301          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1302          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1303          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1304          * timers which run their callback and need to be requeued on
1305          * this CPU.
1306          */
1307         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1308
1309         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1310
1311         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1312         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1313         /*
1314          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1315          * against it.
1316          */
1317         cpu_base->expires_next = expires_next;
1318         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1319         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1320
1321         /* Reprogramming necessary ? */
1322         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1323                 cpu_base->hang_detected = 0;
1324                 return;
1325         }
1326
1327         /*
1328          * The next timer was already expired due to:
1329          * - tracing
1330          * - long lasting callbacks
1331          * - being scheduled away when running in a VM
1332          *
1333          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1334          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1335          * overreacting on some spurious event.
1336          *
1337          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1338          * the current time.
1339          */
1340         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1341         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1342         cpu_base->nr_retries++;
1343         if (++retries < 3)
1344                 goto retry;
1345         /*
1346          * Give the system a chance to do something else than looping
1347          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1348          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1349          * time away.
1350          */
1351         cpu_base->nr_hangs++;
1352         cpu_base->hang_detected = 1;
1353         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1354         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1355         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1356                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1357         /*
1358          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1359          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1360          */
1361         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1362                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1363         else
1364                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1365         tick_program_event(expires_next, 1);
1366         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1367                     ktime_to_ns(delta));
1368 }
1369
1370 /*
1371  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1372  * disabled.
1373  */
1374 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1375 {
1376         struct tick_device *td;
1377
1378         if (!hrtimer_hres_active())
1379                 return;
1380
1381         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1382         if (td && td->evtdev)
1383                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1384 }
1385
1386 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1387
1388 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1389
1390 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1391
1392 /*
1393  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1394  */
1395 void hrtimer_run_queues(void)
1396 {
1397         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1398         ktime_t now;
1399
1400         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1401                 return;
1402
1403         /*
1404          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1405          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1406          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1407          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1408          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1409          */
1410         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1411                 hrtimer_switch_to_hres();
1412                 return;
1413         }
1414
1415         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1416         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1417         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1418         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Sleep related functions:
1423  */
1424 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1425 {
1426         struct hrtimer_sleeper *t =
1427                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1428         struct task_struct *task = t->task;
1429
1430         t->task = NULL;
1431         if (task)
1432                 wake_up_process(task);
1433
1434         return HRTIMER_NORESTART;
1435 }
1436
1437 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1438 {
1439         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1440         sl->task = task;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1443
1444 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1445 {
1446         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1447
1448         do {
1449                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1450                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1451
1452                 if (likely(t->task))
1453                         freezable_schedule();
1454
1455                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1456                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1457
1458         } while (t->task && !signal_pending(current));
1459
1460         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1461
1462         return t->task == NULL;
1463 }
1464
1465 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1466 {
1467         struct timespec rmt;
1468         ktime_t rem;
1469
1470         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1471         if (rem <= 0)
1472                 return 0;
1473         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1474
1475         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1476                 return -EFAULT;
1477
1478         return 1;
1479 }
1480
1481 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1482 {
1483         struct hrtimer_sleeper t;
1484         struct timespec __user  *rmtp;
1485         int ret = 0;
1486
1487         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1488                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1489         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1490
1491         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1492                 goto out;
1493
1494         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1495         if (rmtp) {
1496                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1497                 if (ret <= 0)
1498                         goto out;
1499         }
1500
1501         /* The other values in restart are already filled in */
1502         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1503 out:
1504         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1505         return ret;
1506 }
1507
1508 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1509                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1510 {
1511         struct restart_block *restart;
1512         struct hrtimer_sleeper t;
1513         int ret = 0;
1514         u64 slack;
1515
1516         slack = current->timer_slack_ns;
1517         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1518                 slack = 0;
1519
1520         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1521         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1522         if (do_nanosleep(&t, mode))
1523                 goto out;
1524
1525         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1526         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1527                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1528                 goto out;
1529         }
1530
1531         if (rmtp) {
1532                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1533                 if (ret <= 0)
1534                         goto out;
1535         }
1536
1537         restart = &current->restart_block;
1538         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1539         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1540         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1541         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1542
1543         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1544 out:
1545         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1546         return ret;
1547 }
1548
1549 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1550                 struct timespec __user *, rmtp)
1551 {
1552         struct timespec tu;
1553
1554         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1555                 return -EFAULT;
1556
1557         if (!timespec_valid(&tu))
1558                 return -EINVAL;
1559
1560         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Functions related to boot-time initialization:
1565  */
1566 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1567 {
1568         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1569         int i;
1570
1571         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1572                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1573                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1574         }
1575
1576         cpu_base->cpu = cpu;
1577         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1578         return 0;
1579 }
1580
1581 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1582
1583 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1584                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1585 {
1586         struct hrtimer *timer;
1587         struct timerqueue_node *node;
1588
1589         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1590                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1591                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1592                 debug_deactivate(timer);
1593
1594                 /*
1595                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1596                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1597                  * under us on another CPU
1598                  */
1599                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1600                 timer->base = new_base;
1601                 /*
1602                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1603                  * reprogram the event device in case the timer
1604                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1605                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1606                  * sort out already expired timers and reprogram the
1607                  * event device.
1608                  */
1609                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1610         }
1611 }
1612
1613 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1614 {
1615         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1616         int i;
1617
1618         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1619         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1620
1621         local_irq_disable();
1622         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1623         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1624         /*
1625          * The caller is globally serialized and nobody else
1626          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1627          */
1628         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1629         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1630
1631         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1632                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1633                                      &new_base->clock_base[i]);
1634         }
1635
1636         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1637         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1638
1639         /* Check, if we got expired work to do */
1640         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1641         local_irq_enable();
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1646
1647 void __init hrtimers_init(void)
1648 {
1649         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1650 }
1651
1652 /**
1653  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1654  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1655  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1656  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1657  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1658  */
1659 int __sched
1660 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1661                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1662 {
1663         struct hrtimer_sleeper t;
1664
1665         /*
1666          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1667          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1668          */
1669         if (expires && *expires == 0) {
1670                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1671                 return 0;
1672         }
1673
1674         /*
1675          * A NULL parameter means "infinite"
1676          */
1677         if (!expires) {
1678                 schedule();
1679                 return -EINTR;
1680         }
1681
1682         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1683         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1684
1685         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1686
1687         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1688
1689         if (likely(t.task))
1690                 schedule();
1691
1692         hrtimer_cancel(&t.timer);
1693         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1694
1695         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1696
1697         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1698 }
1699
1700 /**
1701  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1702  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1703  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1704  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1705  *
1706  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1707  * elapsed. The routine will return immediately unless
1708  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1709  *
1710  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1711  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1712  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1713  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1714  *
1715  * You can set the task state as follows -
1716  *
1717  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1718  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1719  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1720  *
1721  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1722  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1723  * up.
1724  *
1725  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1726  * routine returns.
1727  *
1728  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1729  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1730  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1731  */
1732 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1733                                      const enum hrtimer_mode mode)
1734 {
1735         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1736                                               CLOCK_MONOTONIC);
1737 }
1738 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1739
1740 /**
1741  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1742  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1743  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1744  *
1745  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1746  * elapsed. The routine will return immediately unless
1747  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1748  *
1749  * You can set the task state as follows -
1750  *
1751  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1752  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1753  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1754  *
1755  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1756  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1757  * up.
1758  *
1759  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1760  * routine returns.
1761  *
1762  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1763  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1764  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1765  */
1766 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1767                                const enum hrtimer_mode mode)
1768 {
1769         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1770 }
1771 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);