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 <asm/irq_regs.h>
  25
  26 #include "tick-internal.h"
  27
  28 /*
  29  * Per cpu nohz control structure
  30  */
  31 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
  32
  33 /*
  34  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by xtime_lock.
  35  */
  36 static ktime_t last_jiffies_update;
  37
  38 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
  39 {
  40         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
  41 }
  42
  43 /*
  44  * Must be called with interrupts disabled !
  45  */
  46 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
  47 {
  48         unsigned long ticks = 0;
  49         ktime_t delta;
  50
  51         /* Reevalute with xtime_lock held */
  52         write_seqlock(&xtime_lock);
  53
  54         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  55         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
  56
  57                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
  58                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
  59                                                 tick_period);
  60
  61                 /* Slow path for long timeouts */
  62                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
  63                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
  64
  65                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
  66
  67                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
  68                                                            incr * ticks);
  69                 }
  70                 do_timer(++ticks);
  71         }
  72         write_sequnlock(&xtime_lock);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
  77  */
  78 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
  79 {
  80         ktime_t period;
  81
  82         write_seqlock(&xtime_lock);
  83         /* Did we start the jiffies update yet ? */
  84         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
  85                 last_jiffies_update = tick_next_period;
  86         period = last_jiffies_update;
  87         write_sequnlock(&xtime_lock);
  88         return period;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
  93  */
  94 #ifdef CONFIG_NO_HZ
  95 /*
  96  * NO HZ enabled ?
  97  */
  98 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
  99
 100 /*
 101  * Enable / Disable tickless mode
 102  */
 103 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
 104 {
 105         if (!strcmp(str, "off"))
 106                 tick_nohz_enabled = 0;
 107         else if (!strcmp(str, "on"))
 108                 tick_nohz_enabled = 1;
 109         else
 110                 return 0;
 111         return 1;
 112 }
 113
 114 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
 115
 116 /**
 117  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
 118  *
 119  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
 120  *
 121  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
 122  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
 123  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
 124  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
 125  */
 126 void tick_nohz_update_jiffies(void)
 127 {
 128         int cpu = smp_processor_id();
 129         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 130         unsigned long flags;
 131         ktime_t now;
 132
 133         if (!ts->tick_stopped)
 134                 return;
 135
 136         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 137         now = ktime_get();
 138
 139         local_irq_save(flags);
 140         tick_do_update_jiffies64(now);
 141         local_irq_restore(flags);
 142 }
 143
 144 /**
 145  * tick_nohz_stop_sched_tick - stop the idle tick from the idle task
 146  *
 147  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 148  * Called either from the idle loop or from irq_exit() when an idle period was
 149  * just interrupted by an interrupt which did not cause a reschedule.
 150  */
 151 void tick_nohz_stop_sched_tick(void)
 152 {
 153         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies, flags;
 154         struct tick_sched *ts;
 155         ktime_t last_update, expires, now, delta;
 156         int cpu;
 157
 158         local_irq_save(flags);
 159
 160         cpu = smp_processor_id();
 161         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 162
 163         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 164                 goto end;
 165
 166         if (need_resched())
 167                 goto end;
 168
 169         cpu = smp_processor_id();
 170         if (unlikely(local_softirq_pending()))
 171                 printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 172                        local_softirq_pending());
 173
 174         now = ktime_get();
 175         /*
 176          * When called from irq_exit we need to account the idle sleep time
 177          * correctly.
 178          */
 179         if (ts->tick_stopped) {
 180                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 181                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 182         }
 183
 184         ts->idle_entrytime = now;
 185         ts->idle_calls++;
 186
 187         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 188         do {
 189                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 190                 last_update = last_jiffies_update;
 191                 last_jiffies = jiffies;
 192         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 193
 194         /* Get the next timer wheel timer */
 195         next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 196         delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 197
 198         if (rcu_needs_cpu(cpu))
 199                 delta_jiffies = 1;
 200         /*
 201          * Do not stop the tick, if we are only one off
 202          * or if the cpu is required for rcu
 203          */
 204         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 205                 goto out;
 206
 207         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 208         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 209
 210                 if (delta_jiffies > 1)
 211                         cpu_set(cpu, nohz_cpu_mask);
 212                 /*
 213                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 214                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 215                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 216                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 217                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 218                  */
 219                 if (!ts->tick_stopped) {
 220                         ts->idle_tick = ts->sched_timer.expires;
 221                         ts->tick_stopped = 1;
 222                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 223                 }
 224
 225                 /*
 226                  * If this cpu is the one which updates jiffies, then
 227                  * give up the assignment and let it be taken by the
 228                  * cpu which runs the tick timer next, which might be
 229                  * this cpu as well. If we don't drop this here the
 230                  * jiffies might be stale and do_timer() never
 231                  * invoked.
 232                  */
 233                 if (cpu == tick_do_timer_cpu)
 234                         tick_do_timer_cpu = -1;
 235
 236                 /*
 237                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 238                  * timer
 239                  */
 240                 expires = ktime_add_ns(last_update, tick_period.tv64 *
 241                                        delta_jiffies);
 242                 ts->idle_expires = expires;
 243                 ts->idle_sleeps++;
 244
 245                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 246                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 247                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 248                         /* Check, if the timer was already in the past */
 249                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 250                                 goto out;
 251                 } else if(!tick_program_event(expires, 0))
 252                                 goto out;
 253                 /*
 254                  * We are past the event already. So we crossed a
 255                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 256                  * softirq.
 257                  */
 258                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 259                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 260         }
 261         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 262 out:
 263         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 264         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 265 end:
 266         local_irq_restore(flags);
 267 }
 268
 269 /**
 270  * nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
 271  *
 272  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 273  */
 274 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
 275 {
 276         int cpu = smp_processor_id();
 277         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 278         unsigned long ticks;
 279         ktime_t now, delta;
 280
 281         if (!ts->tick_stopped)
 282                 return;
 283
 284         /* Update jiffies first */
 285         now = ktime_get();
 286
 287         local_irq_disable();
 288         tick_do_update_jiffies64(now);
 289         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 290
 291         /* Account the idle time */
 292         delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 293         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 294
 295         /*
 296          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 297          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 298          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 299          */
 300         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 301         /*
 302          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 303          */
 304         if (ticks && ticks < LONG_MAX) {
 305                 add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 306                 account_system_time(current, HARDIRQ_OFFSET,
 307                                     jiffies_to_cputime(ticks));
 308                 sub_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 309         }
 310
 311         /*
 312          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 313          */
 314         ts->tick_stopped  = 0;
 315         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 316         ts->sched_timer.expires = ts->idle_tick;
 317
 318         while (1) {
 319                 /* Forward the time to expire in the future */
 320                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 321
 322                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 323                         hrtimer_start(&ts->sched_timer,
 324                                       ts->sched_timer.expires,
 325                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 326                         /* Check, if the timer was already in the past */
 327                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 328                                 break;
 329                 } else {
 330                         if (!tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0))
 331                                 break;
 332                 }
 333                 /* Update jiffies and reread time */
 334                 tick_do_update_jiffies64(now);
 335                 now = ktime_get();
 336         }
 337         local_irq_enable();
 338 }
 339
 340 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 341 {
 342         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 343         return tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0);
 344 }
 345
 346 /*
 347  * The nohz low res interrupt handler
 348  */
 349 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 350 {
 351         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 352         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 353         int cpu = smp_processor_id();
 354         ktime_t now = ktime_get();
 355
 356         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 357
 358         /*
 359          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 360          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 361          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 362          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 363          * xtime_lock.
 364          */
 365         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == -1))
 366                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 367
 368         /* Check, if the jiffies need an update */
 369         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 370                 tick_do_update_jiffies64(now);
 371
 372         /*
 373          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 374          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 375          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 376          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 377          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 378          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 379          */
 380         if (ts->tick_stopped) {
 381                 touch_softlockup_watchdog();
 382                 ts->idle_jiffies++;
 383         }
 384
 385         update_process_times(user_mode(regs));
 386         profile_tick(CPU_PROFILING);
 387
 388         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 389         if (ts->tick_stopped)
 390                 return;
 391
 392         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 393                 now = ktime_get();
 394                 tick_do_update_jiffies64(now);
 395         }
 396 }
 397
 398 /**
 399  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 400  */
 401 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 402 {
 403         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 404         ktime_t next;
 405
 406         if (!tick_nohz_enabled)
 407                 return;
 408
 409         local_irq_disable();
 410         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 411                 local_irq_enable();
 412                 return;
 413         }
 414
 415         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 416
 417         /*
 418          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 419          * hrtimer_forward with the highres code.
 420          */
 421         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 422         /* Get the next period */
 423         next = tick_init_jiffy_update();
 424
 425         for (;;) {
 426                 ts->sched_timer.expires = next;
 427                 if (!tick_program_event(next, 0))
 428                         break;
 429                 next = ktime_add(next, tick_period);
 430         }
 431         local_irq_enable();
 432
 433         printk(KERN_INFO "Switched to NOHz mode on CPU #%d\n",
 434                smp_processor_id());
 435 }
 436
 437 #else
 438
 439 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 440
 441 #endif /* NO_HZ */
 442
 443 /*
 444  * High resolution timer specific code
 445  */
 446 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 447 /*
 448  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code
 449  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 450  */
 451 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 452 {
 453         struct tick_sched *ts =
 454                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 455         struct hrtimer_cpu_base *base = timer->base->cpu_base;
 456         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 457         ktime_t now = ktime_get();
 458         int cpu = smp_processor_id();
 459
 460 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 461         /*
 462          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
 463          * concurrency: This happens only when the cpu in charge went
 464          * into a long sleep. If two cpus happen to assign themself to
 465          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
 466          * xtime_lock.
 467          */
 468         if (unlikely(tick_do_timer_cpu == -1))
 469                 tick_do_timer_cpu = cpu;
 470 #endif
 471
 472         /* Check, if the jiffies need an update */
 473         if (tick_do_timer_cpu == cpu)
 474                 tick_do_update_jiffies64(now);
 475
 476         /*
 477          * Do not call, when we are not in irq context and have
 478          * no valid regs pointer
 479          */
 480         if (regs) {
 481                 /*
 482                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 483                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 484                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 485                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 486                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 487                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 488                  */
 489                 if (ts->tick_stopped) {
 490                         touch_softlockup_watchdog();
 491                         ts->idle_jiffies++;
 492                 }
 493                 /*
 494                  * update_process_times() might take tasklist_lock, hence
 495                  * drop the base lock. sched-tick hrtimers are per-CPU and
 496                  * never accessible by userspace APIs, so this is safe to do.
 497                  */
 498                 spin_unlock(&base->lock);
 499                 update_process_times(user_mode(regs));
 500                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 501                 spin_lock(&base->lock);
 502         }
 503
 504         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 505         if (ts->tick_stopped)
 506                 return HRTIMER_NORESTART;
 507
 508         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 509
 510         return HRTIMER_RESTART;
 511 }
 512
 513 /**
 514  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 515  */
 516 void tick_setup_sched_timer(void)
 517 {
 518         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 519         ktime_t now = ktime_get();
 520
 521         /*
 522          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 523          */
 524         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 525         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 526         ts->sched_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
 527
 528         /* Get the next period */
 529         ts->sched_timer.expires = tick_init_jiffy_update();
 530
 531         for (;;) {
 532                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 533                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, ts->sched_timer.expires,
 534                               HRTIMER_MODE_ABS);
 535                 /* Check, if the timer was already in the past */
 536                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 537                         break;
 538                 now = ktime_get();
 539         }
 540
 541 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 542         if (tick_nohz_enabled)
 543                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 544 #endif
 545 }
 546
 547 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 548 {
 549         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 550
 551         if (ts->sched_timer.base)
 552                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 553         ts->tick_stopped = 0;
 554         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 555 }
 556 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 557
 558 /**
 559  * Async notification about clocksource changes
 560  */
 561 void tick_clock_notify(void)
 562 {
 563         int cpu;
 564
 565         for_each_possible_cpu(cpu)
 566                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 567 }
 568
 569 /*
 570  * Async notification about clock event changes
 571  */
 572 void tick_oneshot_notify(void)
 573 {
 574         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 575
 576         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 577 }
 578
 579 /**
 580  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 581  *
 582  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 583  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 584  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 585  * or runtime).
 586  */
 587 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 588 {
 589         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 590
 591         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 592                 return 0;
 593
 594         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 595                 return 0;
 596
 597         if (!timekeeping_is_continuous() || !tick_is_oneshot_available())
 598                 return 0;
 599
 600         if (!allow_nohz)
 601                 return 1;
 602
 603         tick_nohz_switch_to_nohz();
 604         return 0;
 605 }