GNU Linux-libre 4.4.284-gnu1
[releases.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.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/timer.h>
51 #include <linux/freezer.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54
55 #include <trace/events/timer.h>
56
57 #include "tick-internal.h"
58
59 /*
60  * The timer bases:
61  *
62  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
63  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
64  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
65  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
66  */
67 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
68 {
69         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
70         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
71         .clock_base =
72         {
73                 {
74                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
75                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
76                         .get_time = &ktime_get,
77                 },
78                 {
79                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
80                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
81                         .get_time = &ktime_get_real,
82                 },
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
85                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
86                         .get_time = &ktime_get_boottime,
87                 },
88                 {
89                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
90                         .clockid = CLOCK_TAI,
91                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
92                 },
93         }
94 };
95
96 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
97         /* Make sure we catch unsupported clockids */
98         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
99
100         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
101         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
102         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
103         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
104 };
105
106 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
107 {
108         int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
109         BUG_ON(base == HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES);
110         return base;
111 }
112
113 /*
114  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
115  * single place
116  */
117 #ifdef CONFIG_SMP
118
119 /*
120  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
121  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
122  * timer->base->cpu_base
123  */
124 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
125         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
126         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
127 };
128
129 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
130
131 /*
132  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
133  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
134  * locked, and the base itself is locked too.
135  *
136  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
137  * be found on the lists/queues.
138  *
139  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
140  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
141  * remains locked.
142  */
143 static
144 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
145                                              unsigned long *flags)
146 {
147         struct hrtimer_clock_base *base;
148
149         for (;;) {
150                 base = timer->base;
151                 if (likely(base != &migration_base)) {
152                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
153                         if (likely(base == timer->base))
154                                 return base;
155                         /* The timer has migrated to another CPU: */
156                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
157                 }
158                 cpu_relax();
159         }
160 }
161
162 /*
163  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
164  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
165  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
166  *
167  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
168  */
169 static int
170 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
171 {
172 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
173         ktime_t expires;
174
175         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
176                 return 0;
177
178         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
179         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
180 #else
181         return 0;
182 #endif
183 }
184
185 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON)
186 static inline
187 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
188                                          int pinned)
189 {
190         if (pinned || !base->migration_enabled)
191                 return base;
192         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
193 }
194 #else
195 static inline
196 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
197                                          int pinned)
198 {
199         return base;
200 }
201 #endif
202
203 /*
204  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
205  * if:
206  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
207  *      - timer migration is enabled
208  *      - the timer callback is not running
209  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
210  *
211  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
212  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
213  * the timer callback is currently running.
214  */
215 static inline struct hrtimer_clock_base *
216 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
217                     int pinned)
218 {
219         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
220         struct hrtimer_clock_base *new_base;
221         int basenum = base->index;
222
223         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
224         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
225 again:
226         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
227
228         if (base != new_base) {
229                 /*
230                  * We are trying to move timer to new_base.
231                  * However we can't change timer's base while it is running,
232                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
233                  * the event source in the high resolution case. The softirq
234                  * code will take care of this when the timer function has
235                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
236                  * the timer is enqueued.
237                  */
238                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
239                         return base;
240
241                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
242                 timer->base = &migration_base;
243                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
244                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
245
246                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
247                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
248                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
249                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
250                         new_cpu_base = this_cpu_base;
251                         timer->base = base;
252                         goto again;
253                 }
254                 timer->base = new_base;
255         } else {
256                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
257                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
258                         new_cpu_base = this_cpu_base;
259                         goto again;
260                 }
261         }
262         return new_base;
263 }
264
265 #else /* CONFIG_SMP */
266
267 static inline struct hrtimer_clock_base *
268 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
269 {
270         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
271
272         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
273
274         return base;
275 }
276
277 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
278
279 #endif  /* !CONFIG_SMP */
280
281 /*
282  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
283  * too large for inlining:
284  */
285 #if BITS_PER_LONG < 64
286 /*
287  * Divide a ktime value by a nanosecond value
288  */
289 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
290 {
291         int sft = 0;
292         s64 dclc;
293         u64 tmp;
294
295         dclc = ktime_to_ns(kt);
296         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
297
298         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
299         while (div >> 32) {
300                 sft++;
301                 div >>= 1;
302         }
303         tmp >>= sft;
304         do_div(tmp, (unsigned long) div);
305         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
308 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
309
310 /*
311  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
312  */
313 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
314 {
315         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
316
317         /*
318          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
319          * return to user space in a timespec:
320          */
321         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
322                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
323
324         return res;
325 }
326
327 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
328
329 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
330
331 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
332
333 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
334 {
335         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
336 }
337
338 /*
339  * fixup_init is called when:
340  * - an active object is initialized
341  */
342 static int hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
343 {
344         struct hrtimer *timer = addr;
345
346         switch (state) {
347         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
348                 hrtimer_cancel(timer);
349                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
350                 return 1;
351         default:
352                 return 0;
353         }
354 }
355
356 /*
357  * fixup_activate is called when:
358  * - an active object is activated
359  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
360  */
361 static int hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
362 {
363         switch (state) {
364
365         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
366                 WARN_ON_ONCE(1);
367                 return 0;
368
369         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
370                 WARN_ON(1);
371
372         default:
373                 return 0;
374         }
375 }
376
377 /*
378  * fixup_free is called when:
379  * - an active object is freed
380  */
381 static int hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
382 {
383         struct hrtimer *timer = addr;
384
385         switch (state) {
386         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
387                 hrtimer_cancel(timer);
388                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
389                 return 1;
390         default:
391                 return 0;
392         }
393 }
394
395 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
396         .name           = "hrtimer",
397         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
398         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
399         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
400         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
401 };
402
403 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
404 {
405         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
406 }
407
408 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
409 {
410         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
411 }
412
413 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
414 {
415         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
416 }
417
418 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
419 {
420         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
421 }
422
423 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
424                            enum hrtimer_mode mode);
425
426 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
427                            enum hrtimer_mode mode)
428 {
429         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
430         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
431 }
432 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
433
434 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
435 {
436         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
437 }
438
439 #else
440 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
441 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
442 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
443 #endif
444
445 static inline void
446 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
447            enum hrtimer_mode mode)
448 {
449         debug_hrtimer_init(timer);
450         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
451 }
452
453 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
454 {
455         debug_hrtimer_activate(timer);
456         trace_hrtimer_start(timer);
457 }
458
459 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
460 {
461         debug_hrtimer_deactivate(timer);
462         trace_hrtimer_cancel(timer);
463 }
464
465 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
466 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
467                                              struct hrtimer *timer)
468 {
469 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
470         cpu_base->next_timer = timer;
471 #endif
472 }
473
474 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
475 {
476         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
477         ktime_t expires, expires_next = { .tv64 = KTIME_MAX };
478         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
479
480         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
481         for (; active; base++, active >>= 1) {
482                 struct timerqueue_node *next;
483                 struct hrtimer *timer;
484
485                 if (!(active & 0x01))
486                         continue;
487
488                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
489                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
490                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
491                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64) {
492                         expires_next = expires;
493                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
494                 }
495         }
496         /*
497          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
498          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
499          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
500          */
501         if (expires_next.tv64 < 0)
502                 expires_next.tv64 = 0;
503         return expires_next;
504 }
505 #endif
506
507 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
508 {
509         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
510         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
511         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
512
513         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
514                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
515 }
516
517 /* High resolution timer related functions */
518 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
519
520 /*
521  * High resolution timer enabled ?
522  */
523 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
524 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
525 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
526
527 /*
528  * Enable / Disable high resolution mode
529  */
530 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
531 {
532         if (!strcmp(str, "off"))
533                 hrtimer_hres_enabled = 0;
534         else if (!strcmp(str, "on"))
535                 hrtimer_hres_enabled = 1;
536         else
537                 return 0;
538         return 1;
539 }
540
541 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
542
543 /*
544  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
545  */
546 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
547 {
548         return hrtimer_hres_enabled;
549 }
550
551 /*
552  * Is the high resolution mode active ?
553  */
554 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
555 {
556         return cpu_base->hres_active;
557 }
558
559 static inline int hrtimer_hres_active(void)
560 {
561         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
562 }
563
564 /*
565  * Reprogram the event source with checking both queues for the
566  * next event
567  * Called with interrupts disabled and base->lock held
568  */
569 static void
570 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
571 {
572         ktime_t expires_next;
573
574         if (!cpu_base->hres_active)
575                 return;
576
577         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
578
579         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
580                 return;
581
582         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
583
584         /*
585          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
586          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
587          * system to make progress. That also prevents the following
588          * scenario:
589          * T1 expires 50ms from now
590          * T2 expires 5s from now
591          *
592          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
593          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
594          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
595          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
596          * fires.
597          */
598         if (cpu_base->hang_detected)
599                 return;
600
601         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
602 }
603
604 /*
605  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
606  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
607  * which the clock event device was armed.
608  *
609  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
610  */
611 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
612                               struct hrtimer_clock_base *base)
613 {
614         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
615         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
616
617         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
618
619         /*
620          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
621          * the other cpus clock event device.
622          */
623         if (base->cpu_base != cpu_base)
624                 return;
625
626         /*
627          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
628          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
629          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
630          * context so we don't need an extra check for a running
631          * callback.
632          */
633         if (cpu_base->in_hrtirq)
634                 return;
635
636         /*
637          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
638          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
639          */
640         if (expires.tv64 < 0)
641                 expires.tv64 = 0;
642
643         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
644                 return;
645
646         /* Update the pointer to the next expiring timer */
647         cpu_base->next_timer = timer;
648
649         /*
650          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
651          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
652          * which we enforced in the hang detection. We want the system
653          * to make progress.
654          */
655         if (cpu_base->hang_detected)
656                 return;
657
658         /*
659          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
660          * events which are already in the past.
661          */
662         cpu_base->expires_next = expires;
663         tick_program_event(expires, 1);
664 }
665
666 /*
667  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
668  */
669 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
670 {
671         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
672         base->hang_detected = 0;
673         base->hres_active = 0;
674         base->next_timer = NULL;
675 }
676
677 /*
678  * Retrigger next event is called after clock was set
679  *
680  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
681  */
682 static void retrigger_next_event(void *arg)
683 {
684         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
685
686         if (!base->hres_active)
687                 return;
688
689         raw_spin_lock(&base->lock);
690         hrtimer_update_base(base);
691         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
692         raw_spin_unlock(&base->lock);
693 }
694
695 /*
696  * Switch to high resolution mode
697  */
698 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
699 {
700         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
701
702         if (tick_init_highres()) {
703                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
704                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
705                 return;
706         }
707         base->hres_active = 1;
708         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
709
710         tick_setup_sched_timer();
711         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
712         retrigger_next_event(NULL);
713 }
714
715 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
716 {
717         clock_was_set();
718 }
719
720 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
721
722 /*
723  * Called from timekeeping and resume code to reprogramm the hrtimer
724  * interrupt device on all cpus.
725  */
726 void clock_was_set_delayed(void)
727 {
728         schedule_work(&hrtimer_work);
729 }
730
731 #else
732
733 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
734 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
735 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
736 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
737 static inline void
738 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
739 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
740                                     struct hrtimer_clock_base *base)
741 {
742         return 0;
743 }
744 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
745 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
746
747 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
748
749 /*
750  * Clock realtime was set
751  *
752  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
753  * clock.
754  *
755  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
756  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
757  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
758  * call the high resolution interrupt code.
759  */
760 void clock_was_set(void)
761 {
762 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
763         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
764         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
765 #endif
766         timerfd_clock_was_set();
767 }
768
769 /*
770  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
771  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
772  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
773  * must be deferred.
774  */
775 void hrtimers_resume(void)
776 {
777         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
778                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
779
780         /* Retrigger on the local CPU */
781         retrigger_next_event(NULL);
782         /* And schedule a retrigger for all others */
783         clock_was_set_delayed();
784 }
785
786 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
787 {
788 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
789         if (timer->start_site)
790                 return;
791         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
792         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
793         timer->start_pid = current->pid;
794 #endif
795 }
796
797 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
798 {
799 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
800         timer->start_site = NULL;
801 #endif
802 }
803
804 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
805 {
806 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
807         if (likely(!timer_stats_active))
808                 return;
809         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
810                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
811 #endif
812 }
813
814 /*
815  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
816  */
817 static inline
818 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
819 {
820         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
821 }
822
823 /**
824  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
825  * @timer:      hrtimer to forward
826  * @now:        forward past this time
827  * @interval:   the interval to forward
828  *
829  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
830  * Returns the number of overruns.
831  *
832  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
833  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
834  * running the callback and the caller needs to take care of
835  * serialization.
836  *
837  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
838  * the timer.
839  */
840 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
841 {
842         u64 orun = 1;
843         ktime_t delta;
844
845         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
846
847         if (delta.tv64 < 0)
848                 return 0;
849
850         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
851                 return 0;
852
853         if (interval.tv64 < hrtimer_resolution)
854                 interval.tv64 = hrtimer_resolution;
855
856         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
857                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
858
859                 orun = ktime_divns(delta, incr);
860                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
861                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
862                         return orun;
863                 /*
864                  * This (and the ktime_add() below) is the
865                  * correction for exact:
866                  */
867                 orun++;
868         }
869         hrtimer_add_expires(timer, interval);
870
871         return orun;
872 }
873 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
874
875 /*
876  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
877  *
878  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
879  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
880  *
881  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
882  */
883 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
884                            struct hrtimer_clock_base *base)
885 {
886         debug_activate(timer);
887
888         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
889
890         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
891         WRITE_ONCE(timer->state, HRTIMER_STATE_ENQUEUED);
892
893         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
894 }
895
896 /*
897  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
898  *
899  * Caller must hold the base lock.
900  *
901  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
902  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
903  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
904  * anyway (e.g. timer interrupt)
905  */
906 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
907                              struct hrtimer_clock_base *base,
908                              u8 newstate, int reprogram)
909 {
910         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
911         u8 state = timer->state;
912
913         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
914         WRITE_ONCE(timer->state, newstate);
915         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
916                 return;
917
918         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
919                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
920
921 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
922         /*
923          * Note: If reprogram is false we do not update
924          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
925          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
926          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
927          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
928          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
929          */
930         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
931                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
932 #endif
933 }
934
935 /*
936  * remove hrtimer, called with base lock held
937  */
938 static inline int
939 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
940 {
941         u8 state = timer->state;
942
943         if (state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED) {
944                 int reprogram;
945
946                 /*
947                  * Remove the timer and force reprogramming when high
948                  * resolution mode is active and the timer is on the current
949                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
950                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
951                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
952                  * rare case and less expensive than a smp call.
953                  */
954                 debug_deactivate(timer);
955                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
956                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
957
958                 if (!restart)
959                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
960
961                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
962                 return 1;
963         }
964         return 0;
965 }
966
967 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
968                                             const enum hrtimer_mode mode)
969 {
970 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
971         /*
972          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
973          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
974          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
975          */
976         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
977         if (timer->is_rel)
978                 tim = ktime_add_safe(tim, ktime_set(0, hrtimer_resolution));
979 #endif
980         return tim;
981 }
982
983 /**
984  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
985  * @timer:      the timer to be added
986  * @tim:        expiry time
987  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
988  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
989  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
990  */
991 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
992                             unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
993 {
994         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
995         unsigned long flags;
996         int leftmost;
997
998         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
999
1000         /* Remove an active timer from the queue: */
1001         remove_hrtimer(timer, base, true);
1002
1003         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
1004                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
1005
1006         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
1007
1008         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
1009
1010         /* Switch the timer base, if necessary: */
1011         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
1012
1013         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
1014
1015         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1016         if (!leftmost)
1017                 goto unlock;
1018
1019         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
1020                 /*
1021                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
1022                  * on dynticks target.
1023                  */
1024                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
1025                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
1026         } else {
1027                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
1028         }
1029 unlock:
1030         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1031 }
1032 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1033
1034 /**
1035  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1036  * @timer:      hrtimer to stop
1037  *
1038  * Returns:
1039  *  0 when the timer was not active
1040  *  1 when the timer was active
1041  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1042  *    cannot be stopped
1043  */
1044 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1045 {
1046         struct hrtimer_clock_base *base;
1047         unsigned long flags;
1048         int ret = -1;
1049
1050         /*
1051          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1052          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1053          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1054          * so we can avoid taking it.
1055          */
1056         if (!hrtimer_active(timer))
1057                 return 0;
1058
1059         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1060
1061         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1062                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1063
1064         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1065
1066         return ret;
1067
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1070
1071 /**
1072  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1073  * @timer:      the timer to be cancelled
1074  *
1075  * Returns:
1076  *  0 when the timer was not active
1077  *  1 when the timer was active
1078  */
1079 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1080 {
1081         for (;;) {
1082                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1083
1084                 if (ret >= 0)
1085                         return ret;
1086                 cpu_relax();
1087         }
1088 }
1089 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1090
1091 /**
1092  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1093  * @timer:      the timer to read
1094  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1095  */
1096 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1097 {
1098         unsigned long flags;
1099         ktime_t rem;
1100
1101         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1102         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1103                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1104         else
1105                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1106         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1107
1108         return rem;
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1111
1112 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1113 /**
1114  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1115  *
1116  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1117  */
1118 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1119 {
1120         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1121         u64 expires = KTIME_MAX;
1122         unsigned long flags;
1123
1124         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1125
1126         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1127                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base).tv64;
1128
1129         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1130
1131         return expires;
1132 }
1133 #endif
1134
1135 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1136                            enum hrtimer_mode mode)
1137 {
1138         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1139         int base;
1140
1141         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1142
1143         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1144
1145         /*
1146          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1147          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1148          * ensure POSIX compliance.
1149          */
1150         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1151                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1152
1153         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1154         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1155         timerqueue_init(&timer->node);
1156
1157 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1158         timer->start_site = NULL;
1159         timer->start_pid = -1;
1160         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1161 #endif
1162 }
1163
1164 /**
1165  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1166  * @timer:      the timer to be initialized
1167  * @clock_id:   the clock to be used
1168  * @mode:       timer mode abs/rel
1169  */
1170 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1171                   enum hrtimer_mode mode)
1172 {
1173         debug_init(timer, clock_id, mode);
1174         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1177
1178 /*
1179  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1180  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1181  * to another cpu.
1182  *
1183  * It is important for this function to not return a false negative.
1184  */
1185 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1186 {
1187         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1188         unsigned int seq;
1189
1190         do {
1191                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1192                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1193
1194                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1195                     cpu_base->running == timer)
1196                         return true;
1197
1198         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1199                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1200
1201         return false;
1202 }
1203 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1204
1205 /*
1206  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1207  * distinct sections:
1208  *
1209  *  - queued:   the timer is queued
1210  *  - callback: the timer is being ran
1211  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1212  *
1213  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1214  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1215  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1216  * insufficient for that.
1217  *
1218  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1219  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1220  * __run_hrtimer() invocations.
1221  */
1222
1223 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1224                           struct hrtimer_clock_base *base,
1225                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1226 {
1227         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1228         int restart;
1229
1230         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1231
1232         debug_deactivate(timer);
1233         cpu_base->running = timer;
1234
1235         /*
1236          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1237          *
1238          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1239          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1240          * timer->state == INACTIVE.
1241          */
1242         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1243
1244         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1245         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1246         fn = timer->function;
1247
1248         /*
1249          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1250          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1251          * timer. If its not restarted it does not matter.
1252          */
1253         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1254                 timer->is_rel = false;
1255
1256         /*
1257          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1258          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1259          * the timer base.
1260          */
1261         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1262         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1263         restart = fn(timer);
1264         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1265         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1266
1267         /*
1268          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1269          * we do not reprogramm the event hardware. Happens either in
1270          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1271          *
1272          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1273          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1274          * for us already.
1275          */
1276         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1277             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1278                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1279
1280         /*
1281          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1282          *
1283          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1284          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1285          * timer->state == INACTIVE.
1286          */
1287         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1288
1289         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1290         cpu_base->running = NULL;
1291 }
1292
1293 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1294 {
1295         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1296         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1297
1298         for (; active; base++, active >>= 1) {
1299                 struct timerqueue_node *node;
1300                 ktime_t basenow;
1301
1302                 if (!(active & 0x01))
1303                         continue;
1304
1305                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1306
1307                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1308                         struct hrtimer *timer;
1309
1310                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1311
1312                         /*
1313                          * The immediate goal for using the softexpires is
1314                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1315                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1316                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1317                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1318                          * overlapping intervals and instead use the simple
1319                          * BST we already have.
1320                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1321                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1322                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1323                          */
1324                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1325                                 break;
1326
1327                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1328                 }
1329         }
1330 }
1331
1332 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1333
1334 /*
1335  * High resolution timer interrupt
1336  * Called with interrupts disabled
1337  */
1338 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1339 {
1340         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1341         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1342         int retries = 0;
1343
1344         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1345         cpu_base->nr_events++;
1346         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1347
1348         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1349         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1350 retry:
1351         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1352         /*
1353          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1354          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1355          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1356          * timers which run their callback and need to be requeued on
1357          * this CPU.
1358          */
1359         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1360
1361         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1362
1363         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1364         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1365         /*
1366          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1367          * against it.
1368          */
1369         cpu_base->expires_next = expires_next;
1370         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1371         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1372
1373         /* Reprogramming necessary ? */
1374         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1375                 cpu_base->hang_detected = 0;
1376                 return;
1377         }
1378
1379         /*
1380          * The next timer was already expired due to:
1381          * - tracing
1382          * - long lasting callbacks
1383          * - being scheduled away when running in a VM
1384          *
1385          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1386          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1387          * overreacting on some spurious event.
1388          *
1389          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1390          * the current time.
1391          */
1392         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1393         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1394         cpu_base->nr_retries++;
1395         if (++retries < 3)
1396                 goto retry;
1397         /*
1398          * Give the system a chance to do something else than looping
1399          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1400          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1401          * time away.
1402          */
1403         cpu_base->nr_hangs++;
1404         cpu_base->hang_detected = 1;
1405         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1406         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1407         if ((unsigned int)delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time)
1408                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta.tv64;
1409         /*
1410          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1411          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1412          */
1413         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1414                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1415         else
1416                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1417         tick_program_event(expires_next, 1);
1418         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1419                     ktime_to_ns(delta));
1420 }
1421
1422 /*
1423  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1424  * disabled.
1425  */
1426 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1427 {
1428         struct tick_device *td;
1429
1430         if (!hrtimer_hres_active())
1431                 return;
1432
1433         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1434         if (td && td->evtdev)
1435                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1436 }
1437
1438 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1439
1440 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1441
1442 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1443
1444 /*
1445  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1446  */
1447 void hrtimer_run_queues(void)
1448 {
1449         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1450         ktime_t now;
1451
1452         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1453                 return;
1454
1455         /*
1456          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1457          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1458          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1459          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1460          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1461          */
1462         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1463                 hrtimer_switch_to_hres();
1464                 return;
1465         }
1466
1467         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1468         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1469         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1470         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Sleep related functions:
1475  */
1476 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1477 {
1478         struct hrtimer_sleeper *t =
1479                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1480         struct task_struct *task = t->task;
1481
1482         t->task = NULL;
1483         if (task)
1484                 wake_up_process(task);
1485
1486         return HRTIMER_NORESTART;
1487 }
1488
1489 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1490 {
1491         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1492         sl->task = task;
1493 }
1494 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1495
1496 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1497 {
1498         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1499
1500         do {
1501                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1502                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1503
1504                 if (likely(t->task))
1505                         freezable_schedule();
1506
1507                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1508                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1509
1510         } while (t->task && !signal_pending(current));
1511
1512         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1513
1514         return t->task == NULL;
1515 }
1516
1517 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1518 {
1519         struct timespec rmt;
1520         ktime_t rem;
1521
1522         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1523         if (rem.tv64 <= 0)
1524                 return 0;
1525         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1526
1527         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1528                 return -EFAULT;
1529
1530         return 1;
1531 }
1532
1533 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1534 {
1535         struct hrtimer_sleeper t;
1536         struct timespec __user  *rmtp;
1537         int ret = 0;
1538
1539         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1540                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1541         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1542
1543         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1544                 goto out;
1545
1546         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1547         if (rmtp) {
1548                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1549                 if (ret <= 0)
1550                         goto out;
1551         }
1552
1553         /* The other values in restart are already filled in */
1554         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1555 out:
1556         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1557         return ret;
1558 }
1559
1560 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1561                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1562 {
1563         struct restart_block *restart;
1564         struct hrtimer_sleeper t;
1565         int ret = 0;
1566         unsigned long slack;
1567
1568         slack = current->timer_slack_ns;
1569         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1570                 slack = 0;
1571
1572         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1573         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1574         if (do_nanosleep(&t, mode))
1575                 goto out;
1576
1577         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1578         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1579                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1580                 goto out;
1581         }
1582
1583         if (rmtp) {
1584                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1585                 if (ret <= 0)
1586                         goto out;
1587         }
1588
1589         restart = &current->restart_block;
1590         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1591         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1592         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1593         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1594
1595         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1596 out:
1597         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1602                 struct timespec __user *, rmtp)
1603 {
1604         struct timespec tu;
1605
1606         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1607                 return -EFAULT;
1608
1609         if (!timespec_valid(&tu))
1610                 return -EINVAL;
1611
1612         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Functions related to boot-time initialization:
1617  */
1618 static void init_hrtimers_cpu(int cpu)
1619 {
1620         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1621         int i;
1622
1623         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1624                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1625                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1626         }
1627
1628         cpu_base->active_bases = 0;
1629         cpu_base->cpu = cpu;
1630         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1631 }
1632
1633 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1634
1635 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1636                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1637 {
1638         struct hrtimer *timer;
1639         struct timerqueue_node *node;
1640
1641         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1642                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1643                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1644                 debug_deactivate(timer);
1645
1646                 /*
1647                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1648                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1649                  * under us on another CPU
1650                  */
1651                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1652                 timer->base = new_base;
1653                 /*
1654                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1655                  * reprogram the event device in case the timer
1656                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1657                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1658                  * sort out already expired timers and reprogram the
1659                  * event device.
1660                  */
1661                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1662         }
1663 }
1664
1665 static void migrate_hrtimers(int scpu)
1666 {
1667         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1668         int i;
1669
1670         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1671         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1672
1673         local_irq_disable();
1674         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1675         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1676         /*
1677          * The caller is globally serialized and nobody else
1678          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1679          */
1680         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1681         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1682
1683         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1684                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1685                                      &new_base->clock_base[i]);
1686         }
1687
1688         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1689         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1690
1691         /* Check, if we got expired work to do */
1692         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1693         local_irq_enable();
1694 }
1695
1696 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1697
1698 static int hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1699                                         unsigned long action, void *hcpu)
1700 {
1701         int scpu = (long)hcpu;
1702
1703         switch (action) {
1704
1705         case CPU_UP_PREPARE:
1706         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1707                 init_hrtimers_cpu(scpu);
1708                 break;
1709
1710 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1711         case CPU_DEAD:
1712         case CPU_DEAD_FROZEN:
1713                 migrate_hrtimers(scpu);
1714                 break;
1715 #endif
1716
1717         default:
1718                 break;
1719         }
1720
1721         return NOTIFY_OK;
1722 }
1723
1724 static struct notifier_block hrtimers_nb = {
1725         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1726 };
1727
1728 void __init hrtimers_init(void)
1729 {
1730         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1731                           (void *)(long)smp_processor_id());
1732         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1733 }
1734
1735 /**
1736  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1737  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1738  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1739  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1740  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1741  */
1742 int __sched
1743 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1744                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1745 {
1746         struct hrtimer_sleeper t;
1747
1748         /*
1749          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1750          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1751          */
1752         if (expires && !expires->tv64) {
1753                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1754                 return 0;
1755         }
1756
1757         /*
1758          * A NULL parameter means "infinite"
1759          */
1760         if (!expires) {
1761                 schedule();
1762                 return -EINTR;
1763         }
1764
1765         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1766         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1767
1768         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1769
1770         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1771
1772         if (likely(t.task))
1773                 schedule();
1774
1775         hrtimer_cancel(&t.timer);
1776         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1777
1778         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1779
1780         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1781 }
1782
1783 /**
1784  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1785  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1786  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1787  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1788  *
1789  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1790  * elapsed. The routine will return immediately unless
1791  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1792  *
1793  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1794  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1795  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1796  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1797  *
1798  * You can set the task state as follows -
1799  *
1800  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1801  * pass before the routine returns.
1802  *
1803  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1804  * delivered to the current task.
1805  *
1806  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1807  * routine returns.
1808  *
1809  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1810  */
1811 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1812                                      const enum hrtimer_mode mode)
1813 {
1814         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1815                                               CLOCK_MONOTONIC);
1816 }
1817 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1818
1819 /**
1820  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1821  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1822  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1823  *
1824  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1825  * elapsed. The routine will return immediately unless
1826  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1827  *
1828  * You can set the task state as follows -
1829  *
1830  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1831  * pass before the routine returns.
1832  *
1833  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1834  * delivered to the current task.
1835  *
1836  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1837  * routine returns.
1838  *
1839  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1840  */
1841 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1842                                const enum hrtimer_mode mode)
1843 {
1844         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);