SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - kernel/time/tick-sched.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/time/tick-sched.c
   3  *
   4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
   6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
   7  *
   8  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
   9  *
  10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
  11  *
  12  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
  13  */
  14 #include <linux/cpu.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/hrtimer.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/profile.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/tick.h>
  23
  24 #include "tick-internal.h"
  25
  26 /*
  27  * Per cpu nohz control structure
  28  */
  29 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
  30
  31 /*
  32  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by xtime_lock.
  33  */
  34 static ktime_t last_jiffies_update;
  35
  36 /*
  37  * Must be called with interrupts disabled !
  38  */
  39 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
  40 {
  41         unsigned long ticks = 0;
  42         ktime_t delta;
  43
  44         /* Reevalute with xtime_lock held */
  45         write_seqlock(&xtime_lock);
  46
  47         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  48         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
  49
  50                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
  51                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
  52                                                 tick_period);
  53
  54                 /* Slow path for long timeouts */
  55                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
  56                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
  57
  58                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
  59
  60                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
  61                                                            incr * ticks);
  62                 }
  63                 do_timer(++ticks);
  64         }
  65         write_sequnlock(&xtime_lock);
  66 }
  67
  68 /*
  69  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
  70  */
  71 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
  72 {
  73         ktime_t period;
  74
  75         write_seqlock(&xtime_lock);
  76         /* Did we start the jiffies update yet ? */
  77         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
  78                 last_jiffies_update = tick_next_period;
  79         period = last_jiffies_update;
  80         write_sequnlock(&xtime_lock);
  81         return period;
  82 }
  83
  84 /*
  85  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
  86  */
  87 #ifdef CONFIG_NO_HZ
  88 /*
  89  * NO HZ enabled ?
  90  */
  91 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
  92
  93 /*
  94  * Enable / Disable tickless mode
  95  */
  96 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
  97 {
  98         if (!strcmp(str, "off"))
  99                 tick_nohz_enabled = 0;
 100         else if (!strcmp(str, "on"))
 101                 tick_nohz_enabled = 1;
 102         else
 103                 return 0;
 104         return 1;
 105 }
 106
 107 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
 108
 109 /**
 110  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
 111  *
 112  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
 113  *
 114  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
 115  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
 116  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
 117  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
 118  */
 119 void tick_nohz_update_jiffies(void)
 120 {
 121         int cpu = smp_processor_id();
 122         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 123         unsigned long flags;
 124         ktime_t now;
 125
 126         if (!ts->tick_stopped)
 127                 return;
 128
 129         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 130         now = ktime_get();
 131
 132         local_irq_save(flags);
 133         tick_do_update_jiffies64(now);
 134         local_irq_restore(flags);
 135 }
 136
 137 /**
 138  * tick_nohz_stop_sched_tick - stop the idle tick from the idle task
 139  *
 140  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 141  * Called either from the idle loop or from irq_exit() when an idle period was
 142  * just interrupted by an interrupt which did not cause a reschedule.
 143  */
 144 void tick_nohz_stop_sched_tick(void)
 145 {
 146         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies, flags;
 147         struct tick_sched *ts;
 148         ktime_t last_update, expires, now, delta;
 149         int cpu;
 150
 151         local_irq_save(flags);
 152
 153         cpu = smp_processor_id();
 154         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 155
 156         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 157                 goto end;
 158
 159         if (need_resched())
 160                 goto end;
 161
 162         cpu = smp_processor_id();
 163         BUG_ON(local_softirq_pending());
 164
 165         now = ktime_get();
 166         /*
 167          * When called from irq_exit we need to account the idle sleep time
 168          * correctly.
 169          */
 170         if (ts->tick_stopped) {
 171                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 172                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 173         }
 174
 175         ts->idle_entrytime = now;
 176         ts->idle_calls++;
 177
 178         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 179         do {
 180                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 181                 last_update = last_jiffies_update;
 182                 last_jiffies = jiffies;
 183         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 184
 185         /* Get the next timer wheel timer */
 186         next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 187         delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 188
 189         /*
 190          * Do not stop the tick, if we are only one off
 191          * or if the cpu is required for rcu
 192          */
 193         if (!ts->tick_stopped && (delta_jiffies == 1 || rcu_needs_cpu(cpu)))
 194                 goto out;
 195
 196         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 197         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 198
 199                 if (rcu_needs_cpu(cpu))
 200                         delta_jiffies = 1;
 201                 else
 202                         cpu_set(cpu, nohz_cpu_mask);
 203                 /*
 204                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 205                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 206                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 207                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 208                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 209                  */
 210                 if (!ts->tick_stopped) {
 211                         ts->idle_tick = ts->sched_timer.expires;
 212                         ts->tick_stopped = 1;
 213                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 214                 }
 215                 /*
 216                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 217                  * timer
 218                  */
 219                 expires = ktime_add_ns(last_update, tick_period.tv64 *
 220                                        delta_jiffies);
 221                 ts->idle_expires = expires;
 222                 ts->idle_sleeps++;
 223
 224                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 225                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 226                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 227                         /* Check, if the timer was already in the past */
 228                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 229                                 goto out;
 230                 } else if(!tick_program_event(expires, 0))
 231                                 goto out;
 232                 /*
 233                  * We are past the event already. So we crossed a
 234                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 235                  * softirq.
 236                  */
 237                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 238                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 239         }
 240         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 241 out:
 242         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 243         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 244 end:
 245         local_irq_restore(flags);
 246 }
 247
 248 /**
 249  * nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
 250  *
 251  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 252  */
 253 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
 254 {
 255         int cpu = smp_processor_id();
 256         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 257         unsigned long ticks;
 258         ktime_t now, delta;
 259
 260         if (!ts->tick_stopped)
 261                 return;
 262
 263         /* Update jiffies first */
 264         now = ktime_get();
 265
 266         local_irq_disable();
 267         tick_do_update_jiffies64(now);
 268         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 269
 270         /* Account the idle time */
 271         delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 272         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 273
 274         /*
 275          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 276          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 277          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 278          */
 279         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 280         /*
 281          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 282          */
 283         if (ticks && ticks < LONG_MAX) {
 284                 add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 285                 account_system_time(current, HARDIRQ_OFFSET,
 286                                     jiffies_to_cputime(ticks));
 287                 sub_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 288         }
 289
 290         /*
 291          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 292          */
 293         ts->tick_stopped  = 0;
 294         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 295         ts->sched_timer.expires = ts->idle_tick;
 296
 297         while (1) {
 298                 /* Forward the time to expire in the future */
 299                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 300
 301                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 302                         hrtimer_start(&ts->sched_timer,
 303                                       ts->sched_timer.expires,
 304                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 305                         /* Check, if the timer was already in the past */
 306                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 307                                 break;
 308                 } else {
 309                         if (!tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0))
 310                                 break;
 311                 }
 312                 /* Update jiffies and reread time */
 313                 tick_do_update_jiffies64(now);
 314                 now = ktime_get();
 315         }
 316         local_irq_enable();
 317 }
 318
 319 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 320 {
 321         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 322         return tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0);
 323 }
 324
 325 /*
 326  * The nohz low res interrupt handler
 327  */
 328 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 329 {
 330         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 331         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 332         ktime_t now = ktime_get();
 333
 334         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 335
 336         /* Check, if the jiffies need an update */
 337         tick_do_update_jiffies64(now);
 338
 339         /*
 340          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 341          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 342          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 343          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 344          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 345          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 346          */
 347         if (ts->tick_stopped) {
 348                 touch_softlockup_watchdog();
 349                 ts->idle_jiffies++;
 350         }
 351
 352         update_process_times(user_mode(regs));
 353         profile_tick(CPU_PROFILING);
 354
 355         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 356         if (ts->tick_stopped)
 357                 return;
 358
 359         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 360                 now = ktime_get();
 361                 tick_do_update_jiffies64(now);
 362         }
 363 }
 364
 365 /**
 366  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 367  */
 368 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 369 {
 370         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 371         ktime_t next;
 372
 373         if (!tick_nohz_enabled)
 374                 return;
 375
 376         local_irq_disable();
 377         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 378                 local_irq_enable();
 379                 return;
 380         }
 381
 382         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 383
 384         /*
 385          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 386          * hrtimer_forward with the highres code.
 387          */
 388         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 389         /* Get the next period */
 390         next = tick_init_jiffy_update();
 391
 392         for (;;) {
 393                 ts->sched_timer.expires = next;
 394                 if (!tick_program_event(next, 0))
 395                         break;
 396                 next = ktime_add(next, tick_period);
 397         }
 398         local_irq_enable();
 399
 400         printk(KERN_INFO "Switched to NOHz mode on CPU #%d\n",
 401                smp_processor_id());
 402 }
 403
 404 #else
 405
 406 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 407
 408 #endif /* NO_HZ */
 409
 410 /*
 411  * High resolution timer specific code
 412  */
 413 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 414 /*
 415  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code
 416  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 417  */
 418 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 419 {
 420         struct tick_sched *ts =
 421                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 422         struct hrtimer_cpu_base *base = timer->base->cpu_base;
 423         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 424         ktime_t now = ktime_get();
 425
 426         /* Check, if the jiffies need an update */
 427         tick_do_update_jiffies64(now);
 428
 429         /*
 430          * Do not call, when we are not in irq context and have
 431          * no valid regs pointer
 432          */
 433         if (regs) {
 434                 /*
 435                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 436                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 437                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 438                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 439                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 440                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 441                  */
 442                 if (ts->tick_stopped) {
 443                         touch_softlockup_watchdog();
 444                         ts->idle_jiffies++;
 445                 }
 446                 /*
 447                  * update_process_times() might take tasklist_lock, hence
 448                  * drop the base lock. sched-tick hrtimers are per-CPU and
 449                  * never accessible by userspace APIs, so this is safe to do.
 450                  */
 451                 spin_unlock(&base->lock);
 452                 update_process_times(user_mode(regs));
 453                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 454                 spin_lock(&base->lock);
 455         }
 456
 457         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 458         if (ts->tick_stopped)
 459                 return HRTIMER_NORESTART;
 460
 461         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 462
 463         return HRTIMER_RESTART;
 464 }
 465
 466 /**
 467  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 468  */
 469 void tick_setup_sched_timer(void)
 470 {
 471         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 472         ktime_t now = ktime_get();
 473
 474         /*
 475          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 476          */
 477         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 478         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 479         ts->sched_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
 480
 481         /* Get the next period */
 482         ts->sched_timer.expires = tick_init_jiffy_update();
 483
 484         for (;;) {
 485                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 486                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, ts->sched_timer.expires,
 487                               HRTIMER_MODE_ABS);
 488                 /* Check, if the timer was already in the past */
 489                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 490                         break;
 491                 now = ktime_get();
 492         }
 493
 494 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 495         if (tick_nohz_enabled)
 496                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 497 #endif
 498 }
 499
 500 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 501 {
 502         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 503
 504         if (ts->sched_timer.base)
 505                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 506         ts->tick_stopped = 0;
 507         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 508 }
 509 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 510
 511 /**
 512  * Async notification about clocksource changes
 513  */
 514 void tick_clock_notify(void)
 515 {
 516         int cpu;
 517
 518         for_each_possible_cpu(cpu)
 519                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Async notification about clock event changes
 524  */
 525 void tick_oneshot_notify(void)
 526 {
 527         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 528
 529         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 530 }
 531
 532 /**
 533  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 534  *
 535  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 536  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 537  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 538  * or runtime).
 539  */
 540 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 541 {
 542         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 543
 544         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 545                 return 0;
 546
 547         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 548                 return 0;
 549
 550         if (!timekeeping_is_continuous() || !tick_is_oneshot_available())
 551                 return 0;
 552
 553         if (!allow_nohz)
 554                 return 1;
 555
 556         tick_nohz_switch_to_nohz();
 557         return 0;
 558 }