]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - kernel/time/hrtimer.c
ktime: Kill non-scalar ktime_t implementation for 2038
[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.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 /*
58  * The timer bases:
59  *
60  * There are more clockids then hrtimer bases. Thus, we index
61  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
62  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
63  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
64  */
65 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
66 {
67
68         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
69         .clock_base =
70         {
71                 {
72                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
73                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
74                         .get_time = &ktime_get,
75                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
76                 },
77                 {
78                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
79                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
80                         .get_time = &ktime_get_real,
81                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
82                 },
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
85                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
86                         .get_time = &ktime_get_boottime,
87                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
88                 },
89                 {
90                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
91                         .clockid = CLOCK_TAI,
92                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
93                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
94                 },
95         }
96 };
97
98 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
99         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
100         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
101         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
102         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
103 };
104
105 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
106 {
107         return hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
108 }
109
110
111 /*
112  * Get the coarse grained time at the softirq based on xtime and
113  * wall_to_monotonic.
114  */
115 static void hrtimer_get_softirq_time(struct hrtimer_cpu_base *base)
116 {
117         ktime_t xtim, mono, boot, tai;
118         ktime_t off_real, off_boot, off_tai;
119
120         mono = ktime_get_update_offsets_tick(&off_real, &off_boot, &off_tai);
121         boot = ktime_add(mono, off_boot);
122         xtim = ktime_add(mono, off_real);
123         tai = ktime_add(xtim, off_tai);
124
125         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].softirq_time = xtim;
126         base->clock_base[HRTIMER_BASE_MONOTONIC].softirq_time = mono;
127         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].softirq_time = boot;
128         base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].softirq_time = tai;
129 }
130
131 /*
132  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
133  * single place
134  */
135 #ifdef CONFIG_SMP
136
137 /*
138  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
139  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
140  * locked, and the base itself is locked too.
141  *
142  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
143  * be found on the lists/queues.
144  *
145  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
146  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
147  * locked.
148  */
149 static
150 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
151                                              unsigned long *flags)
152 {
153         struct hrtimer_clock_base *base;
154
155         for (;;) {
156                 base = timer->base;
157                 if (likely(base != NULL)) {
158                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
159                         if (likely(base == timer->base))
160                                 return base;
161                         /* The timer has migrated to another CPU: */
162                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
163                 }
164                 cpu_relax();
165         }
166 }
167
168 /*
169  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
170  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
171  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
172  *
173  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
174  */
175 static int
176 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
177 {
178 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
179         ktime_t expires;
180
181         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
182                 return 0;
183
184         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
185         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
186 #else
187         return 0;
188 #endif
189 }
190
191 /*
192  * Switch the timer base to the current CPU when possible.
193  */
194 static inline struct hrtimer_clock_base *
195 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
196                     int pinned)
197 {
198         struct hrtimer_clock_base *new_base;
199         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base;
200         int this_cpu = smp_processor_id();
201         int cpu = get_nohz_timer_target(pinned);
202         int basenum = base->index;
203
204 again:
205         new_cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
206         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
207
208         if (base != new_base) {
209                 /*
210                  * We are trying to move timer to new_base.
211                  * However we can't change timer's base while it is running,
212                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
213                  * the event source in the high resolution case. The softirq
214                  * code will take care of this when the timer function has
215                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
216                  * the timer is enqueued.
217                  */
218                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
219                         return base;
220
221                 /* See the comment in lock_timer_base() */
222                 timer->base = NULL;
223                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
224                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
225
226                 if (cpu != this_cpu && hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
227                         cpu = this_cpu;
228                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
229                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
230                         timer->base = base;
231                         goto again;
232                 }
233                 timer->base = new_base;
234         } else {
235                 if (cpu != this_cpu && hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
236                         cpu = this_cpu;
237                         goto again;
238                 }
239         }
240         return new_base;
241 }
242
243 #else /* CONFIG_SMP */
244
245 static inline struct hrtimer_clock_base *
246 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
247 {
248         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
249
250         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
251
252         return base;
253 }
254
255 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
256
257 #endif  /* !CONFIG_SMP */
258
259 /*
260  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
261  * too large for inlining:
262  */
263 #if BITS_PER_LONG < 64
264 /*
265  * Divide a ktime value by a nanosecond value
266  */
267 u64 ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
268 {
269         u64 dclc;
270         int sft = 0;
271
272         dclc = ktime_to_ns(kt);
273         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
274         while (div >> 32) {
275                 sft++;
276                 div >>= 1;
277         }
278         dclc >>= sft;
279         do_div(dclc, (unsigned long) div);
280
281         return dclc;
282 }
283 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
284
285 /*
286  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
287  */
288 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
289 {
290         ktime_t res = ktime_add(lhs, rhs);
291
292         /*
293          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
294          * return to user space in a timespec:
295          */
296         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
297                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
298
299         return res;
300 }
301
302 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
303
304 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
305
306 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
307
308 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
309 {
310         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
311 }
312
313 /*
314  * fixup_init is called when:
315  * - an active object is initialized
316  */
317 static int hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
318 {
319         struct hrtimer *timer = addr;
320
321         switch (state) {
322         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
323                 hrtimer_cancel(timer);
324                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
325                 return 1;
326         default:
327                 return 0;
328         }
329 }
330
331 /*
332  * fixup_activate is called when:
333  * - an active object is activated
334  * - an unknown object is activated (might be a statically initialized object)
335  */
336 static int hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
337 {
338         switch (state) {
339
340         case ODEBUG_STATE_NOTAVAILABLE:
341                 WARN_ON_ONCE(1);
342                 return 0;
343
344         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
345                 WARN_ON(1);
346
347         default:
348                 return 0;
349         }
350 }
351
352 /*
353  * fixup_free is called when:
354  * - an active object is freed
355  */
356 static int hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
357 {
358         struct hrtimer *timer = addr;
359
360         switch (state) {
361         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
362                 hrtimer_cancel(timer);
363                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
364                 return 1;
365         default:
366                 return 0;
367         }
368 }
369
370 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
371         .name           = "hrtimer",
372         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
373         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
374         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
375         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
376 };
377
378 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
379 {
380         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
381 }
382
383 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
384 {
385         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
386 }
387
388 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
389 {
390         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
391 }
392
393 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
394 {
395         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
396 }
397
398 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
399                            enum hrtimer_mode mode);
400
401 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
402                            enum hrtimer_mode mode)
403 {
404         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
405         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
406 }
407 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
408
409 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
410 {
411         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
412 }
413
414 #else
415 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
416 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
417 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
418 #endif
419
420 static inline void
421 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
422            enum hrtimer_mode mode)
423 {
424         debug_hrtimer_init(timer);
425         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
426 }
427
428 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
429 {
430         debug_hrtimer_activate(timer);
431         trace_hrtimer_start(timer);
432 }
433
434 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
435 {
436         debug_hrtimer_deactivate(timer);
437         trace_hrtimer_cancel(timer);
438 }
439
440 /* High resolution timer related functions */
441 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
442
443 /*
444  * High resolution timer enabled ?
445  */
446 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
447
448 /*
449  * Enable / Disable high resolution mode
450  */
451 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
452 {
453         if (!strcmp(str, "off"))
454                 hrtimer_hres_enabled = 0;
455         else if (!strcmp(str, "on"))
456                 hrtimer_hres_enabled = 1;
457         else
458                 return 0;
459         return 1;
460 }
461
462 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
463
464 /*
465  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
466  */
467 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
468 {
469         return hrtimer_hres_enabled;
470 }
471
472 /*
473  * Is the high resolution mode active ?
474  */
475 static inline int hrtimer_hres_active(void)
476 {
477         return __this_cpu_read(hrtimer_bases.hres_active);
478 }
479
480 /*
481  * Reprogram the event source with checking both queues for the
482  * next event
483  * Called with interrupts disabled and base->lock held
484  */
485 static void
486 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
487 {
488         int i;
489         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
490         ktime_t expires, expires_next;
491
492         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
493
494         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
495                 struct hrtimer *timer;
496                 struct timerqueue_node *next;
497
498                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
499                 if (!next)
500                         continue;
501                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
502
503                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
504                 /*
505                  * clock_was_set() has changed base->offset so the
506                  * result might be negative. Fix it up to prevent a
507                  * false positive in clockevents_program_event()
508                  */
509                 if (expires.tv64 < 0)
510                         expires.tv64 = 0;
511                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
512                         expires_next = expires;
513         }
514
515         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
516                 return;
517
518         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
519
520         /*
521          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
522          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
523          * system to make progress. That also prevents the following
524          * scenario:
525          * T1 expires 50ms from now
526          * T2 expires 5s from now
527          *
528          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
529          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
530          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
531          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
532          * fires.
533          */
534         if (cpu_base->hang_detected)
535                 return;
536
537         if (cpu_base->expires_next.tv64 != KTIME_MAX)
538                 tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
539 }
540
541 /*
542  * Shared reprogramming for clock_realtime and clock_monotonic
543  *
544  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
545  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
546  * which the clock event device was armed.
547  *
548  * Note, that in case the state has HRTIMER_STATE_CALLBACK set, no reprogramming
549  * and no expiry check happens. The timer gets enqueued into the rbtree. The
550  * reprogramming and expiry check is done in the hrtimer_interrupt or in the
551  * softirq.
552  *
553  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
554  */
555 static int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
556                              struct hrtimer_clock_base *base)
557 {
558         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
559         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
560         int res;
561
562         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
563
564         /*
565          * When the callback is running, we do not reprogram the clock event
566          * device. The timer callback is either running on a different CPU or
567          * the callback is executed in the hrtimer_interrupt context. The
568          * reprogramming is handled either by the softirq, which called the
569          * callback or at the end of the hrtimer_interrupt.
570          */
571         if (hrtimer_callback_running(timer))
572                 return 0;
573
574         /*
575          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
576          * expiry time which is less than base->offset. Nothing wrong
577          * about that, just avoid to call into the tick code, which
578          * has now objections against negative expiry values.
579          */
580         if (expires.tv64 < 0)
581                 return -ETIME;
582
583         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
584                 return 0;
585
586         /*
587          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
588          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
589          * which we enforced in the hang detection. We want the system
590          * to make progress.
591          */
592         if (cpu_base->hang_detected)
593                 return 0;
594
595         /*
596          * Clockevents returns -ETIME, when the event was in the past.
597          */
598         res = tick_program_event(expires, 0);
599         if (!IS_ERR_VALUE(res))
600                 cpu_base->expires_next = expires;
601         return res;
602 }
603
604 /*
605  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
606  */
607 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
608 {
609         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
610         base->hres_active = 0;
611 }
612
613 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
614 {
615         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
616         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
617         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
618
619         return ktime_get_update_offsets_now(offs_real, offs_boot, offs_tai);
620 }
621
622 /*
623  * Retrigger next event is called after clock was set
624  *
625  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
626  */
627 static void retrigger_next_event(void *arg)
628 {
629         struct hrtimer_cpu_base *base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
630
631         if (!hrtimer_hres_active())
632                 return;
633
634         raw_spin_lock(&base->lock);
635         hrtimer_update_base(base);
636         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
637         raw_spin_unlock(&base->lock);
638 }
639
640 /*
641  * Switch to high resolution mode
642  */
643 static int hrtimer_switch_to_hres(void)
644 {
645         int i, cpu = smp_processor_id();
646         struct hrtimer_cpu_base *base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
647         unsigned long flags;
648
649         if (base->hres_active)
650                 return 1;
651
652         local_irq_save(flags);
653
654         if (tick_init_highres()) {
655                 local_irq_restore(flags);
656                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
657                                     "mode on CPU %d\n", cpu);
658                 return 0;
659         }
660         base->hres_active = 1;
661         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
662                 base->clock_base[i].resolution = KTIME_HIGH_RES;
663
664         tick_setup_sched_timer();
665         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
666         retrigger_next_event(NULL);
667         local_irq_restore(flags);
668         return 1;
669 }
670
671 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
672 {
673         clock_was_set();
674 }
675
676 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
677
678 /*
679  * Called from timekeeping and resume code to reprogramm the hrtimer
680  * interrupt device on all cpus.
681  */
682 void clock_was_set_delayed(void)
683 {
684         schedule_work(&hrtimer_work);
685 }
686
687 #else
688
689 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
690 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
691 static inline int hrtimer_switch_to_hres(void) { return 0; }
692 static inline void
693 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
694 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
695                                     struct hrtimer_clock_base *base)
696 {
697         return 0;
698 }
699 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
700 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
701
702 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
703
704 /*
705  * Clock realtime was set
706  *
707  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
708  * clock.
709  *
710  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
711  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
712  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
713  * call the high resolution interrupt code.
714  */
715 void clock_was_set(void)
716 {
717 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
718         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
719         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
720 #endif
721         timerfd_clock_was_set();
722 }
723
724 /*
725  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
726  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
727  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
728  * must be deferred.
729  */
730 void hrtimers_resume(void)
731 {
732         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
733                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
734
735         /* Retrigger on the local CPU */
736         retrigger_next_event(NULL);
737         /* And schedule a retrigger for all others */
738         clock_was_set_delayed();
739 }
740
741 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
742 {
743 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
744         if (timer->start_site)
745                 return;
746         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
747         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
748         timer->start_pid = current->pid;
749 #endif
750 }
751
752 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
753 {
754 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
755         timer->start_site = NULL;
756 #endif
757 }
758
759 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
760 {
761 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
762         if (likely(!timer_stats_active))
763                 return;
764         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
765                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
766 #endif
767 }
768
769 /*
770  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
771  */
772 static inline
773 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
774 {
775         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
776 }
777
778 /**
779  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
780  * @timer:      hrtimer to forward
781  * @now:        forward past this time
782  * @interval:   the interval to forward
783  *
784  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
785  * Returns the number of overruns.
786  */
787 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
788 {
789         u64 orun = 1;
790         ktime_t delta;
791
792         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
793
794         if (delta.tv64 < 0)
795                 return 0;
796
797         if (interval.tv64 < timer->base->resolution.tv64)
798                 interval.tv64 = timer->base->resolution.tv64;
799
800         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
801                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
802
803                 orun = ktime_divns(delta, incr);
804                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
805                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
806                         return orun;
807                 /*
808                  * This (and the ktime_add() below) is the
809                  * correction for exact:
810                  */
811                 orun++;
812         }
813         hrtimer_add_expires(timer, interval);
814
815         return orun;
816 }
817 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
818
819 /*
820  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
821  *
822  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
823  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
824  *
825  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
826  */
827 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
828                            struct hrtimer_clock_base *base)
829 {
830         debug_activate(timer);
831
832         timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
833         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
834
835         /*
836          * HRTIMER_STATE_ENQUEUED is or'ed to the current state to preserve the
837          * state of a possibly running callback.
838          */
839         timer->state |= HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
840
841         return (&timer->node == base->active.next);
842 }
843
844 /*
845  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
846  *
847  * Caller must hold the base lock.
848  *
849  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
850  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
851  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
852  * anyway (e.g. timer interrupt)
853  */
854 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
855                              struct hrtimer_clock_base *base,
856                              unsigned long newstate, int reprogram)
857 {
858         struct timerqueue_node *next_timer;
859         if (!(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
860                 goto out;
861
862         next_timer = timerqueue_getnext(&base->active);
863         timerqueue_del(&base->active, &timer->node);
864         if (&timer->node == next_timer) {
865 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
866                 /* Reprogram the clock event device. if enabled */
867                 if (reprogram && hrtimer_hres_active()) {
868                         ktime_t expires;
869
870                         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
871                                             base->offset);
872                         if (base->cpu_base->expires_next.tv64 == expires.tv64)
873                                 hrtimer_force_reprogram(base->cpu_base, 1);
874                 }
875 #endif
876         }
877         if (!timerqueue_getnext(&base->active))
878                 base->cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
879 out:
880         timer->state = newstate;
881 }
882
883 /*
884  * remove hrtimer, called with base lock held
885  */
886 static inline int
887 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
888 {
889         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
890                 unsigned long state;
891                 int reprogram;
892
893                 /*
894                  * Remove the timer and force reprogramming when high
895                  * resolution mode is active and the timer is on the current
896                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
897                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
898                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
899                  * rare case and less expensive than a smp call.
900                  */
901                 debug_deactivate(timer);
902                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
903                 reprogram = base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
904                 /*
905                  * We must preserve the CALLBACK state flag here,
906                  * otherwise we could move the timer base in
907                  * switch_hrtimer_base.
908                  */
909                 state = timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK;
910                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
911                 return 1;
912         }
913         return 0;
914 }
915
916 int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
917                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
918                 int wakeup)
919 {
920         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
921         unsigned long flags;
922         int ret, leftmost;
923
924         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
925
926         /* Remove an active timer from the queue: */
927         ret = remove_hrtimer(timer, base);
928
929         if (mode & HRTIMER_MODE_REL) {
930                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
931                 /*
932                  * CONFIG_TIME_LOW_RES is a temporary way for architectures
933                  * to signal that they simply return xtime in
934                  * do_gettimeoffset(). In this case we want to round up by
935                  * resolution when starting a relative timer, to avoid short
936                  * timeouts. This will go away with the GTOD framework.
937                  */
938 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
939                 tim = ktime_add_safe(tim, base->resolution);
940 #endif
941         }
942
943         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
944
945         /* Switch the timer base, if necessary: */
946         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
947
948         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
949
950         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
951
952         if (!leftmost) {
953                 unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
954                 return ret;
955         }
956
957         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
958                 /*
959                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
960                  * on dynticks target.
961                  */
962                 wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
963         } else if (new_base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases) &&
964                         hrtimer_reprogram(timer, new_base)) {
965                 /*
966                  * Only allow reprogramming if the new base is on this CPU.
967                  * (it might still be on another CPU if the timer was pending)
968                  *
969                  * XXX send_remote_softirq() ?
970                  */
971                 if (wakeup) {
972                         /*
973                          * We need to drop cpu_base->lock to avoid a
974                          * lock ordering issue vs. rq->lock.
975                          */
976                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
977                         raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
978                         local_irq_restore(flags);
979                         return ret;
980                 } else {
981                         __raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
982                 }
983         }
984
985         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
986
987         return ret;
988 }
989 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_start_range_ns);
990
991 /**
992  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
993  * @timer:      the timer to be added
994  * @tim:        expiry time
995  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
996  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
997  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
998  *
999  * Returns:
1000  *  0 on success
1001  *  1 when the timer was active
1002  */
1003 int hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1004                 unsigned long delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1005 {
1006         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, 1);
1007 }
1008 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1009
1010 /**
1011  * hrtimer_start - (re)start an hrtimer on the current CPU
1012  * @timer:      the timer to be added
1013  * @tim:        expiry time
1014  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1015  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
1016  *
1017  * Returns:
1018  *  0 on success
1019  *  1 when the timer was active
1020  */
1021 int
1022 hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode)
1023 {
1024         return __hrtimer_start_range_ns(timer, tim, 0, mode, 1);
1025 }
1026 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start);
1027
1028
1029 /**
1030  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1031  * @timer:      hrtimer to stop
1032  *
1033  * Returns:
1034  *  0 when the timer was not active
1035  *  1 when the timer was active
1036  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1037  *    cannot be stopped
1038  */
1039 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1040 {
1041         struct hrtimer_clock_base *base;
1042         unsigned long flags;
1043         int ret = -1;
1044
1045         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1046
1047         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1048                 ret = remove_hrtimer(timer, base);
1049
1050         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1051
1052         return ret;
1053
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1056
1057 /**
1058  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1059  * @timer:      the timer to be cancelled
1060  *
1061  * Returns:
1062  *  0 when the timer was not active
1063  *  1 when the timer was active
1064  */
1065 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1066 {
1067         for (;;) {
1068                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1069
1070                 if (ret >= 0)
1071                         return ret;
1072                 cpu_relax();
1073         }
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1076
1077 /**
1078  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1079  * @timer:      the timer to read
1080  */
1081 ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer)
1082 {
1083         unsigned long flags;
1084         ktime_t rem;
1085
1086         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1087         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1088         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1089
1090         return rem;
1091 }
1092 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_remaining);
1093
1094 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1095 /**
1096  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1097  *
1098  * Returns the delta to the next expiry event or KTIME_MAX if no timer
1099  * is pending.
1100  */
1101 ktime_t hrtimer_get_next_event(void)
1102 {
1103         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1104         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1105         ktime_t delta, mindelta = { .tv64 = KTIME_MAX };
1106         unsigned long flags;
1107         int i;
1108
1109         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1110
1111         if (!hrtimer_hres_active()) {
1112                 for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
1113                         struct hrtimer *timer;
1114                         struct timerqueue_node *next;
1115
1116                         next = timerqueue_getnext(&base->active);
1117                         if (!next)
1118                                 continue;
1119
1120                         timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
1121                         delta.tv64 = hrtimer_get_expires_tv64(timer);
1122                         delta = ktime_sub(delta, base->get_time());
1123                         if (delta.tv64 < mindelta.tv64)
1124                                 mindelta.tv64 = delta.tv64;
1125                 }
1126         }
1127
1128         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1129
1130         if (mindelta.tv64 < 0)
1131                 mindelta.tv64 = 0;
1132         return mindelta;
1133 }
1134 #endif
1135
1136 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1137                            enum hrtimer_mode mode)
1138 {
1139         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1140         int base;
1141
1142         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1143
1144         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1145
1146         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
1147                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1148
1149         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1150         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1151         timerqueue_init(&timer->node);
1152
1153 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1154         timer->start_site = NULL;
1155         timer->start_pid = -1;
1156         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1157 #endif
1158 }
1159
1160 /**
1161  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1162  * @timer:      the timer to be initialized
1163  * @clock_id:   the clock to be used
1164  * @mode:       timer mode abs/rel
1165  */
1166 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1167                   enum hrtimer_mode mode)
1168 {
1169         debug_init(timer, clock_id, mode);
1170         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1171 }
1172 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1173
1174 /**
1175  * hrtimer_get_res - get the timer resolution for a clock
1176  * @which_clock: which clock to query
1177  * @tp:          pointer to timespec variable to store the resolution
1178  *
1179  * Store the resolution of the clock selected by @which_clock in the
1180  * variable pointed to by @tp.
1181  */
1182 int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
1183 {
1184         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1185         int base = hrtimer_clockid_to_base(which_clock);
1186
1187         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
1188         *tp = ktime_to_timespec(cpu_base->clock_base[base].resolution);
1189
1190         return 0;
1191 }
1192 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_res);
1193
1194 static void __run_hrtimer(struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1195 {
1196         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
1197         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1198         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1199         int restart;
1200
1201         WARN_ON(!irqs_disabled());
1202
1203         debug_deactivate(timer);
1204         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1205         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1206         fn = timer->function;
1207
1208         /*
1209          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1210          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1211          * the timer base.
1212          */
1213         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1214         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1215         restart = fn(timer);
1216         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1217         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1218
1219         /*
1220          * Note: We clear the CALLBACK bit after enqueue_hrtimer and
1221          * we do not reprogramm the event hardware. Happens either in
1222          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1223          */
1224         if (restart != HRTIMER_NORESTART) {
1225                 BUG_ON(timer->state != HRTIMER_STATE_CALLBACK);
1226                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1227         }
1228
1229         WARN_ON_ONCE(!(timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK));
1230
1231         timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1232 }
1233
1234 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1235
1236 /*
1237  * High resolution timer interrupt
1238  * Called with interrupts disabled
1239  */
1240 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1241 {
1242         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1243         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1244         int i, retries = 0;
1245
1246         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1247         cpu_base->nr_events++;
1248         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1249
1250         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1251         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1252 retry:
1253         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1254         /*
1255          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1256          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1257          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1258          * timers which run their callback and need to be requeued on
1259          * this CPU.
1260          */
1261         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1262
1263         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1264                 struct hrtimer_clock_base *base;
1265                 struct timerqueue_node *node;
1266                 ktime_t basenow;
1267
1268                 if (!(cpu_base->active_bases & (1 << i)))
1269                         continue;
1270
1271                 base = cpu_base->clock_base + i;
1272                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1273
1274                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1275                         struct hrtimer *timer;
1276
1277                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1278
1279                         /*
1280                          * The immediate goal for using the softexpires is
1281                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1282                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1283                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1284                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1285                          * overlapping intervals and instead use the simple
1286                          * BST we already have.
1287                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1288                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1289                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1290                          */
1291
1292                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer)) {
1293                                 ktime_t expires;
1294
1295                                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer),
1296                                                     base->offset);
1297                                 if (expires.tv64 < 0)
1298                                         expires.tv64 = KTIME_MAX;
1299                                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
1300                                         expires_next = expires;
1301                                 break;
1302                         }
1303
1304                         __run_hrtimer(timer, &basenow);
1305                 }
1306         }
1307
1308         /*
1309          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1310          * against it.
1311          */
1312         cpu_base->expires_next = expires_next;
1313         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1314
1315         /* Reprogramming necessary ? */
1316         if (expires_next.tv64 == KTIME_MAX ||
1317             !tick_program_event(expires_next, 0)) {
1318                 cpu_base->hang_detected = 0;
1319                 return;
1320         }
1321
1322         /*
1323          * The next timer was already expired due to:
1324          * - tracing
1325          * - long lasting callbacks
1326          * - being scheduled away when running in a VM
1327          *
1328          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1329          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1330          * overreacting on some spurious event.
1331          *
1332          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1333          * the current time.
1334          */
1335         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1336         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1337         cpu_base->nr_retries++;
1338         if (++retries < 3)
1339                 goto retry;
1340         /*
1341          * Give the system a chance to do something else than looping
1342          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1343          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1344          * time away.
1345          */
1346         cpu_base->nr_hangs++;
1347         cpu_base->hang_detected = 1;
1348         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1349         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1350         if (delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time.tv64)
1351                 cpu_base->max_hang_time = delta;
1352         /*
1353          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1354          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1355          */
1356         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1357                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1358         else
1359                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1360         tick_program_event(expires_next, 1);
1361         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1362                     ktime_to_ns(delta));
1363 }
1364
1365 /*
1366  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1367  * disabled.
1368  */
1369 static void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1370 {
1371         struct tick_device *td;
1372
1373         if (!hrtimer_hres_active())
1374                 return;
1375
1376         td = &__get_cpu_var(tick_cpu_device);
1377         if (td && td->evtdev)
1378                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1379 }
1380
1381 /**
1382  * hrtimer_peek_ahead_timers -- run soft-expired timers now
1383  *
1384  * hrtimer_peek_ahead_timers will peek at the timer queue of
1385  * the current cpu and check if there are any timers for which
1386  * the soft expires time has passed. If any such timers exist,
1387  * they are run immediately and then removed from the timer queue.
1388  *
1389  */
1390 void hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1391 {
1392         unsigned long flags;
1393
1394         local_irq_save(flags);
1395         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1396         local_irq_restore(flags);
1397 }
1398
1399 static void run_hrtimer_softirq(struct softirq_action *h)
1400 {
1401         hrtimer_peek_ahead_timers();
1402 }
1403
1404 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1405
1406 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1407
1408 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1409
1410 /*
1411  * Called from timer softirq every jiffy, expire hrtimers:
1412  *
1413  * For HRT its the fall back code to run the softirq in the timer
1414  * softirq context in case the hrtimer initialization failed or has
1415  * not been done yet.
1416  */
1417 void hrtimer_run_pending(void)
1418 {
1419         if (hrtimer_hres_active())
1420                 return;
1421
1422         /*
1423          * This _is_ ugly: We have to check in the softirq context,
1424          * whether we can switch to highres and / or nohz mode. The
1425          * clocksource switch happens in the timer interrupt with
1426          * xtime_lock held. Notification from there only sets the
1427          * check bit in the tick_oneshot code, otherwise we might
1428          * deadlock vs. xtime_lock.
1429          */
1430         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled()))
1431                 hrtimer_switch_to_hres();
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Called from hardirq context every jiffy
1436  */
1437 void hrtimer_run_queues(void)
1438 {
1439         struct timerqueue_node *node;
1440         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1441         struct hrtimer_clock_base *base;
1442         int index, gettime = 1;
1443
1444         if (hrtimer_hres_active())
1445                 return;
1446
1447         for (index = 0; index < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; index++) {
1448                 base = &cpu_base->clock_base[index];
1449                 if (!timerqueue_getnext(&base->active))
1450                         continue;
1451
1452                 if (gettime) {
1453                         hrtimer_get_softirq_time(cpu_base);
1454                         gettime = 0;
1455                 }
1456
1457                 raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1458
1459                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1460                         struct hrtimer *timer;
1461
1462                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1463                         if (base->softirq_time.tv64 <=
1464                                         hrtimer_get_expires_tv64(timer))
1465                                 break;
1466
1467                         __run_hrtimer(timer, &base->softirq_time);
1468                 }
1469                 raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1470         }
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                 if (!hrtimer_active(&t->timer))
1504                         t->task = NULL;
1505
1506                 if (likely(t->task))
1507                         freezable_schedule();
1508
1509                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1510                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1511
1512         } while (t->task && !signal_pending(current));
1513
1514         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1515
1516         return t->task == NULL;
1517 }
1518
1519 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1520 {
1521         struct timespec rmt;
1522         ktime_t rem;
1523
1524         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1525         if (rem.tv64 <= 0)
1526                 return 0;
1527         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1528
1529         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1530                 return -EFAULT;
1531
1532         return 1;
1533 }
1534
1535 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1536 {
1537         struct hrtimer_sleeper t;
1538         struct timespec __user  *rmtp;
1539         int ret = 0;
1540
1541         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1542                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1543         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1544
1545         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1546                 goto out;
1547
1548         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1549         if (rmtp) {
1550                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1551                 if (ret <= 0)
1552                         goto out;
1553         }
1554
1555         /* The other values in restart are already filled in */
1556         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1557 out:
1558         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1559         return ret;
1560 }
1561
1562 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1563                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1564 {
1565         struct restart_block *restart;
1566         struct hrtimer_sleeper t;
1567         int ret = 0;
1568         unsigned long slack;
1569
1570         slack = current->timer_slack_ns;
1571         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1572                 slack = 0;
1573
1574         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1575         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1576         if (do_nanosleep(&t, mode))
1577                 goto out;
1578
1579         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1580         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1581                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1582                 goto out;
1583         }
1584
1585         if (rmtp) {
1586                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1587                 if (ret <= 0)
1588                         goto out;
1589         }
1590
1591         restart = &current_thread_info()->restart_block;
1592         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1593         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1594         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1595         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1596
1597         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1598 out:
1599         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1600         return ret;
1601 }
1602
1603 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1604                 struct timespec __user *, rmtp)
1605 {
1606         struct timespec tu;
1607
1608         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1609                 return -EFAULT;
1610
1611         if (!timespec_valid(&tu))
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Functions related to boot-time initialization:
1619  */
1620 static void init_hrtimers_cpu(int cpu)
1621 {
1622         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1623         int i;
1624
1625         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1626                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1627                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1628         }
1629
1630         cpu_base->cpu = cpu;
1631         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1632 }
1633
1634 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1635
1636 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1637                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1638 {
1639         struct hrtimer *timer;
1640         struct timerqueue_node *node;
1641
1642         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1643                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1644                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1645                 debug_deactivate(timer);
1646
1647                 /*
1648                  * Mark it as STATE_MIGRATE not INACTIVE otherwise the
1649                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1650                  * under us on another CPU
1651                  */
1652                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_MIGRATE, 0);
1653                 timer->base = new_base;
1654                 /*
1655                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1656                  * reprogram the event device in case the timer
1657                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1658                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1659                  * sort out already expired timers and reprogram the
1660                  * event device.
1661                  */
1662                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1663
1664                 /* Clear the migration state bit */
1665                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_MIGRATE;
1666         }
1667 }
1668
1669 static void migrate_hrtimers(int scpu)
1670 {
1671         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1672         int i;
1673
1674         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1675         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1676
1677         local_irq_disable();
1678         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1679         new_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1680         /*
1681          * The caller is globally serialized and nobody else
1682          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1683          */
1684         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1685         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1686
1687         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1688                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1689                                      &new_base->clock_base[i]);
1690         }
1691
1692         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1693         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1694
1695         /* Check, if we got expired work to do */
1696         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1697         local_irq_enable();
1698 }
1699
1700 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1701
1702 static int hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1703                                         unsigned long action, void *hcpu)
1704 {
1705         int scpu = (long)hcpu;
1706
1707         switch (action) {
1708
1709         case CPU_UP_PREPARE:
1710         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
1711                 init_hrtimers_cpu(scpu);
1712                 break;
1713
1714 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1715         case CPU_DYING:
1716         case CPU_DYING_FROZEN:
1717                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DYING, &scpu);
1718                 break;
1719         case CPU_DEAD:
1720         case CPU_DEAD_FROZEN:
1721         {
1722                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &scpu);
1723                 migrate_hrtimers(scpu);
1724                 break;
1725         }
1726 #endif
1727
1728         default:
1729                 break;
1730         }
1731
1732         return NOTIFY_OK;
1733 }
1734
1735 static struct notifier_block hrtimers_nb = {
1736         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1737 };
1738
1739 void __init hrtimers_init(void)
1740 {
1741         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1742                           (void *)(long)smp_processor_id());
1743         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1744 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1745         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq);
1746 #endif
1747 }
1748
1749 /**
1750  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1751  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1752  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1753  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1754  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1755  */
1756 int __sched
1757 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1758                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1759 {
1760         struct hrtimer_sleeper t;
1761
1762         /*
1763          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1764          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1765          */
1766         if (expires && !expires->tv64) {
1767                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1768                 return 0;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * A NULL parameter means "infinite"
1773          */
1774         if (!expires) {
1775                 schedule();
1776                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1777                 return -EINTR;
1778         }
1779
1780         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1781         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1782
1783         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1784
1785         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1786         if (!hrtimer_active(&t.timer))
1787                 t.task = NULL;
1788
1789         if (likely(t.task))
1790                 schedule();
1791
1792         hrtimer_cancel(&t.timer);
1793         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1794
1795         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1796
1797         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1798 }
1799
1800 /**
1801  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1802  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1803  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1804  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1805  *
1806  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1807  * elapsed. The routine will return immediately unless
1808  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1809  *
1810  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1811  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1812  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1813  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1814  *
1815  * You can set the task state as follows -
1816  *
1817  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1818  * pass before the routine returns.
1819  *
1820  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1821  * delivered to the current task.
1822  *
1823  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1824  * routine returns.
1825  *
1826  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1827  */
1828 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, unsigned long delta,
1829                                      const enum hrtimer_mode mode)
1830 {
1831         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1832                                               CLOCK_MONOTONIC);
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1835
1836 /**
1837  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1838  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1839  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1840  *
1841  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1842  * elapsed. The routine will return immediately unless
1843  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1844  *
1845  * You can set the task state as follows -
1846  *
1847  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1848  * pass before the routine returns.
1849  *
1850  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1851  * delivered to the current task.
1852  *
1853  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1854  * routine returns.
1855  *
1856  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1857  */
1858 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1859                                const enum hrtimer_mode mode)
1860 {
1861         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1862 }
1863 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);