]> Git Repo - J-linux.git/blob - kernel/time/tick-sched.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / kernel / time / tick-sched.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <[email protected]>
4  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
5  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
6  *
7  *  NOHZ implementation for low and high resolution timers
8  *
9  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
10  */
11 #include <linux/compiler.h>
12 #include <linux/cpu.h>
13 #include <linux/err.h>
14 #include <linux/hrtimer.h>
15 #include <linux/interrupt.h>
16 #include <linux/kernel_stat.h>
17 #include <linux/percpu.h>
18 #include <linux/nmi.h>
19 #include <linux/profile.h>
20 #include <linux/sched/signal.h>
21 #include <linux/sched/clock.h>
22 #include <linux/sched/stat.h>
23 #include <linux/sched/nohz.h>
24 #include <linux/sched/loadavg.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/irq_work.h>
27 #include <linux/posix-timers.h>
28 #include <linux/context_tracking.h>
29 #include <linux/mm.h>
30
31 #include <asm/irq_regs.h>
32
33 #include "tick-internal.h"
34
35 #include <trace/events/timer.h>
36
37 /*
38  * Per-CPU nohz control structure
39  */
40 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
41
42 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
43 {
44         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
45 }
46
47 /*
48  * The time when the last jiffy update happened. Write access must hold
49  * jiffies_lock and jiffies_seq. tick_nohz_next_event() needs to get a
50  * consistent view of jiffies and last_jiffies_update.
51  */
52 static ktime_t last_jiffies_update;
53
54 /*
55  * Must be called with interrupts disabled !
56  */
57 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
58 {
59         unsigned long ticks = 1;
60         ktime_t delta, nextp;
61
62         /*
63          * 64-bit can do a quick check without holding the jiffies lock and
64          * without looking at the sequence count. The smp_load_acquire()
65          * pairs with the update done later in this function.
66          *
67          * 32-bit cannot do that because the store of 'tick_next_period'
68          * consists of two 32-bit stores, and the first store could be
69          * moved by the CPU to a random point in the future.
70          */
71         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
72                 if (ktime_before(now, smp_load_acquire(&tick_next_period)))
73                         return;
74         } else {
75                 unsigned int seq;
76
77                 /*
78                  * Avoid contention on 'jiffies_lock' and protect the quick
79                  * check with the sequence count.
80                  */
81                 do {
82                         seq = read_seqcount_begin(&jiffies_seq);
83                         nextp = tick_next_period;
84                 } while (read_seqcount_retry(&jiffies_seq, seq));
85
86                 if (ktime_before(now, nextp))
87                         return;
88         }
89
90         /* Quick check failed, i.e. update is required. */
91         raw_spin_lock(&jiffies_lock);
92         /*
93          * Re-evaluate with the lock held. Another CPU might have done the
94          * update already.
95          */
96         if (ktime_before(now, tick_next_period)) {
97                 raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
98                 return;
99         }
100
101         write_seqcount_begin(&jiffies_seq);
102
103         delta = ktime_sub(now, tick_next_period);
104         if (unlikely(delta >= TICK_NSEC)) {
105                 /* Slow path for long idle sleep times */
106                 s64 incr = TICK_NSEC;
107
108                 ticks += ktime_divns(delta, incr);
109
110                 last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
111                                                    incr * ticks);
112         } else {
113                 last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
114                                                    TICK_NSEC);
115         }
116
117         /* Advance jiffies to complete the 'jiffies_seq' protected job */
118         jiffies_64 += ticks;
119
120         /* Keep the tick_next_period variable up to date */
121         nextp = ktime_add_ns(last_jiffies_update, TICK_NSEC);
122
123         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT)) {
124                 /*
125                  * Pairs with smp_load_acquire() in the lockless quick
126                  * check above, and ensures that the update to 'jiffies_64' is
127                  * not reordered vs. the store to 'tick_next_period', neither
128                  * by the compiler nor by the CPU.
129                  */
130                 smp_store_release(&tick_next_period, nextp);
131         } else {
132                 /*
133                  * A plain store is good enough on 32-bit, as the quick check
134                  * above is protected by the sequence count.
135                  */
136                 tick_next_period = nextp;
137         }
138
139         /*
140          * Release the sequence count. calc_global_load() below is not
141          * protected by it, but 'jiffies_lock' needs to be held to prevent
142          * concurrent invocations.
143          */
144         write_seqcount_end(&jiffies_seq);
145
146         calc_global_load();
147
148         raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
149         update_wall_time();
150 }
151
152 /*
153  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
154  */
155 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
156 {
157         ktime_t period;
158
159         raw_spin_lock(&jiffies_lock);
160         write_seqcount_begin(&jiffies_seq);
161
162         /* Have we started the jiffies update yet ? */
163         if (last_jiffies_update == 0) {
164                 u32 rem;
165
166                 /*
167                  * Ensure that the tick is aligned to a multiple of
168                  * TICK_NSEC.
169                  */
170                 div_u64_rem(tick_next_period, TICK_NSEC, &rem);
171                 if (rem)
172                         tick_next_period += TICK_NSEC - rem;
173
174                 last_jiffies_update = tick_next_period;
175         }
176         period = last_jiffies_update;
177
178         write_seqcount_end(&jiffies_seq);
179         raw_spin_unlock(&jiffies_lock);
180
181         return period;
182 }
183
184 static inline int tick_sched_flag_test(struct tick_sched *ts,
185                                        unsigned long flag)
186 {
187         return !!(ts->flags & flag);
188 }
189
190 static inline void tick_sched_flag_set(struct tick_sched *ts,
191                                        unsigned long flag)
192 {
193         lockdep_assert_irqs_disabled();
194         ts->flags |= flag;
195 }
196
197 static inline void tick_sched_flag_clear(struct tick_sched *ts,
198                                          unsigned long flag)
199 {
200         lockdep_assert_irqs_disabled();
201         ts->flags &= ~flag;
202 }
203
204 #define MAX_STALLED_JIFFIES 5
205
206 static void tick_sched_do_timer(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
207 {
208         int tick_cpu, cpu = smp_processor_id();
209
210         /*
211          * Check if the do_timer duty was dropped. We don't care about
212          * concurrency: This happens only when the CPU in charge went
213          * into a long sleep. If two CPUs happen to assign themselves to
214          * this duty, then the jiffies update is still serialized by
215          * 'jiffies_lock'.
216          *
217          * If nohz_full is enabled, this should not happen because the
218          * 'tick_do_timer_cpu' CPU never relinquishes.
219          */
220         tick_cpu = READ_ONCE(tick_do_timer_cpu);
221
222         if (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_COMMON) && unlikely(tick_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE)) {
223 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
224                 WARN_ON_ONCE(tick_nohz_full_running);
225 #endif
226                 WRITE_ONCE(tick_do_timer_cpu, cpu);
227                 tick_cpu = cpu;
228         }
229
230         /* Check if jiffies need an update */
231         if (tick_cpu == cpu)
232                 tick_do_update_jiffies64(now);
233
234         /*
235          * If the jiffies update stalled for too long (timekeeper in stop_machine()
236          * or VMEXIT'ed for several msecs), force an update.
237          */
238         if (ts->last_tick_jiffies != jiffies) {
239                 ts->stalled_jiffies = 0;
240                 ts->last_tick_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
241         } else {
242                 if (++ts->stalled_jiffies == MAX_STALLED_JIFFIES) {
243                         tick_do_update_jiffies64(now);
244                         ts->stalled_jiffies = 0;
245                         ts->last_tick_jiffies = READ_ONCE(jiffies);
246                 }
247         }
248
249         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_INIDLE))
250                 ts->got_idle_tick = 1;
251 }
252
253 static void tick_sched_handle(struct tick_sched *ts, struct pt_regs *regs)
254 {
255         /*
256          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
257          * the watchdog as we might not schedule for a really long
258          * time. This happens on completely idle SMP systems while
259          * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
260          * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
261          * when we go busy again does not account too many ticks.
262          */
263         if (IS_ENABLED(CONFIG_NO_HZ_COMMON) &&
264             tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
265                 touch_softlockup_watchdog_sched();
266                 if (is_idle_task(current))
267                         ts->idle_jiffies++;
268                 /*
269                  * In case the current tick fired too early past its expected
270                  * expiration, make sure we don't bypass the next clock reprogramming
271                  * to the same deadline.
272                  */
273                 ts->next_tick = 0;
274         }
275
276         update_process_times(user_mode(regs));
277         profile_tick(CPU_PROFILING);
278 }
279
280 /*
281  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code.
282  * Called with interrupts disabled.
283  */
284 static enum hrtimer_restart tick_nohz_handler(struct hrtimer *timer)
285 {
286         struct tick_sched *ts = container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
287         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
288         ktime_t now = ktime_get();
289
290         tick_sched_do_timer(ts, now);
291
292         /*
293          * Do not call when we are not in IRQ context and have
294          * no valid 'regs' pointer
295          */
296         if (regs)
297                 tick_sched_handle(ts, regs);
298         else
299                 ts->next_tick = 0;
300
301         /*
302          * In dynticks mode, tick reprogram is deferred:
303          * - to the idle task if in dynticks-idle
304          * - to IRQ exit if in full-dynticks.
305          */
306         if (unlikely(tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)))
307                 return HRTIMER_NORESTART;
308
309         hrtimer_forward(timer, now, TICK_NSEC);
310
311         return HRTIMER_RESTART;
312 }
313
314 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
315 cpumask_var_t tick_nohz_full_mask;
316 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_full_mask);
317 bool tick_nohz_full_running;
318 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_full_running);
319 static atomic_t tick_dep_mask;
320
321 static bool check_tick_dependency(atomic_t *dep)
322 {
323         int val = atomic_read(dep);
324
325         if (val & TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER) {
326                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_POSIX_TIMER);
327                 return true;
328         }
329
330         if (val & TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS) {
331                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_PERF_EVENTS);
332                 return true;
333         }
334
335         if (val & TICK_DEP_MASK_SCHED) {
336                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_SCHED);
337                 return true;
338         }
339
340         if (val & TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE) {
341                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_CLOCK_UNSTABLE);
342                 return true;
343         }
344
345         if (val & TICK_DEP_MASK_RCU) {
346                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_RCU);
347                 return true;
348         }
349
350         if (val & TICK_DEP_MASK_RCU_EXP) {
351                 trace_tick_stop(0, TICK_DEP_MASK_RCU_EXP);
352                 return true;
353         }
354
355         return false;
356 }
357
358 static bool can_stop_full_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
359 {
360         lockdep_assert_irqs_disabled();
361
362         if (unlikely(!cpu_online(cpu)))
363                 return false;
364
365         if (check_tick_dependency(&tick_dep_mask))
366                 return false;
367
368         if (check_tick_dependency(&ts->tick_dep_mask))
369                 return false;
370
371         if (check_tick_dependency(&current->tick_dep_mask))
372                 return false;
373
374         if (check_tick_dependency(&current->signal->tick_dep_mask))
375                 return false;
376
377         return true;
378 }
379
380 static void nohz_full_kick_func(struct irq_work *work)
381 {
382         /* Empty, the tick restart happens on tick_nohz_irq_exit() */
383 }
384
385 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, nohz_full_kick_work) =
386         IRQ_WORK_INIT_HARD(nohz_full_kick_func);
387
388 /*
389  * Kick this CPU if it's full dynticks in order to force it to
390  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
391  * This kick, unlike tick_nohz_full_kick_cpu() and tick_nohz_full_kick_all(),
392  * is NMI safe.
393  */
394 static void tick_nohz_full_kick(void)
395 {
396         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
397                 return;
398
399         irq_work_queue(this_cpu_ptr(&nohz_full_kick_work));
400 }
401
402 /*
403  * Kick the CPU if it's full dynticks in order to force it to
404  * re-evaluate its dependency on the tick and restart it if necessary.
405  */
406 void tick_nohz_full_kick_cpu(int cpu)
407 {
408         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
409                 return;
410
411         irq_work_queue_on(&per_cpu(nohz_full_kick_work, cpu), cpu);
412 }
413
414 static void tick_nohz_kick_task(struct task_struct *tsk)
415 {
416         int cpu;
417
418         /*
419          * If the task is not running, run_posix_cpu_timers()
420          * has nothing to elapse, and an IPI can then be optimized out.
421          *
422          * activate_task()                      STORE p->tick_dep_mask
423          *   STORE p->on_rq
424          * __schedule() (switch to task 'p')    smp_mb() (atomic_fetch_or())
425          *   LOCK rq->lock                      LOAD p->on_rq
426          *   smp_mb__after_spin_lock()
427          *   tick_nohz_task_switch()
428          *     LOAD p->tick_dep_mask
429          *
430          * XXX given a task picks up the dependency on schedule(), should we
431          * only care about tasks that are currently on the CPU instead of all
432          * that are on the runqueue?
433          *
434          * That is, does this want to be: task_on_cpu() / task_curr()?
435          */
436         if (!sched_task_on_rq(tsk))
437                 return;
438
439         /*
440          * If the task concurrently migrates to another CPU,
441          * we guarantee it sees the new tick dependency upon
442          * schedule.
443          *
444          * set_task_cpu(p, cpu);
445          *   STORE p->cpu = @cpu
446          * __schedule() (switch to task 'p')
447          *   LOCK rq->lock
448          *   smp_mb__after_spin_lock()          STORE p->tick_dep_mask
449          *   tick_nohz_task_switch()            smp_mb() (atomic_fetch_or())
450          *      LOAD p->tick_dep_mask           LOAD p->cpu
451          */
452         cpu = task_cpu(tsk);
453
454         preempt_disable();
455         if (cpu_online(cpu))
456                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
457         preempt_enable();
458 }
459
460 /*
461  * Kick all full dynticks CPUs in order to force these to re-evaluate
462  * their dependency on the tick and restart it if necessary.
463  */
464 static void tick_nohz_full_kick_all(void)
465 {
466         int cpu;
467
468         if (!tick_nohz_full_running)
469                 return;
470
471         preempt_disable();
472         for_each_cpu_and(cpu, tick_nohz_full_mask, cpu_online_mask)
473                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
474         preempt_enable();
475 }
476
477 static void tick_nohz_dep_set_all(atomic_t *dep,
478                                   enum tick_dep_bits bit)
479 {
480         int prev;
481
482         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), dep);
483         if (!prev)
484                 tick_nohz_full_kick_all();
485 }
486
487 /*
488  * Set a global tick dependency. Used by perf events that rely on freq and
489  * unstable clocks.
490  */
491 void tick_nohz_dep_set(enum tick_dep_bits bit)
492 {
493         tick_nohz_dep_set_all(&tick_dep_mask, bit);
494 }
495
496 void tick_nohz_dep_clear(enum tick_dep_bits bit)
497 {
498         atomic_andnot(BIT(bit), &tick_dep_mask);
499 }
500
501 /*
502  * Set per-CPU tick dependency. Used by scheduler and perf events in order to
503  * manage event-throttling.
504  */
505 void tick_nohz_dep_set_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
506 {
507         int prev;
508         struct tick_sched *ts;
509
510         ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
511
512         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
513         if (!prev) {
514                 preempt_disable();
515                 /* Perf needs local kick that is NMI safe */
516                 if (cpu == smp_processor_id()) {
517                         tick_nohz_full_kick();
518                 } else {
519                         /* Remote IRQ work not NMI-safe */
520                         if (!WARN_ON_ONCE(in_nmi()))
521                                 tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
522                 }
523                 preempt_enable();
524         }
525 }
526 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_set_cpu);
527
528 void tick_nohz_dep_clear_cpu(int cpu, enum tick_dep_bits bit)
529 {
530         struct tick_sched *ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
531
532         atomic_andnot(BIT(bit), &ts->tick_dep_mask);
533 }
534 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_clear_cpu);
535
536 /*
537  * Set a per-task tick dependency. RCU needs this. Also posix CPU timers
538  * in order to elapse per task timers.
539  */
540 void tick_nohz_dep_set_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
541 {
542         if (!atomic_fetch_or(BIT(bit), &tsk->tick_dep_mask))
543                 tick_nohz_kick_task(tsk);
544 }
545 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_set_task);
546
547 void tick_nohz_dep_clear_task(struct task_struct *tsk, enum tick_dep_bits bit)
548 {
549         atomic_andnot(BIT(bit), &tsk->tick_dep_mask);
550 }
551 EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_nohz_dep_clear_task);
552
553 /*
554  * Set a per-taskgroup tick dependency. Posix CPU timers need this in order to elapse
555  * per process timers.
556  */
557 void tick_nohz_dep_set_signal(struct task_struct *tsk,
558                               enum tick_dep_bits bit)
559 {
560         int prev;
561         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
562
563         prev = atomic_fetch_or(BIT(bit), &sig->tick_dep_mask);
564         if (!prev) {
565                 struct task_struct *t;
566
567                 lockdep_assert_held(&tsk->sighand->siglock);
568                 __for_each_thread(sig, t)
569                         tick_nohz_kick_task(t);
570         }
571 }
572
573 void tick_nohz_dep_clear_signal(struct signal_struct *sig, enum tick_dep_bits bit)
574 {
575         atomic_andnot(BIT(bit), &sig->tick_dep_mask);
576 }
577
578 /*
579  * Re-evaluate the need for the tick as we switch the current task.
580  * It might need the tick due to per task/process properties:
581  * perf events, posix CPU timers, ...
582  */
583 void __tick_nohz_task_switch(void)
584 {
585         struct tick_sched *ts;
586
587         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
588                 return;
589
590         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
591
592         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
593                 if (atomic_read(&current->tick_dep_mask) ||
594                     atomic_read(&current->signal->tick_dep_mask))
595                         tick_nohz_full_kick();
596         }
597 }
598
599 /* Get the boot-time nohz CPU list from the kernel parameters. */
600 void __init tick_nohz_full_setup(cpumask_var_t cpumask)
601 {
602         alloc_bootmem_cpumask_var(&tick_nohz_full_mask);
603         cpumask_copy(tick_nohz_full_mask, cpumask);
604         tick_nohz_full_running = true;
605 }
606
607 bool tick_nohz_cpu_hotpluggable(unsigned int cpu)
608 {
609         /*
610          * The 'tick_do_timer_cpu' CPU handles housekeeping duty (unbound
611          * timers, workqueues, timekeeping, ...) on behalf of full dynticks
612          * CPUs. It must remain online when nohz full is enabled.
613          */
614         if (tick_nohz_full_running && READ_ONCE(tick_do_timer_cpu) == cpu)
615                 return false;
616         return true;
617 }
618
619 static int tick_nohz_cpu_down(unsigned int cpu)
620 {
621         return tick_nohz_cpu_hotpluggable(cpu) ? 0 : -EBUSY;
622 }
623
624 void __init tick_nohz_init(void)
625 {
626         int cpu, ret;
627
628         if (!tick_nohz_full_running)
629                 return;
630
631         /*
632          * Full dynticks uses IRQ work to drive the tick rescheduling on safe
633          * locking contexts. But then we need IRQ work to raise its own
634          * interrupts to avoid circular dependency on the tick.
635          */
636         if (!arch_irq_work_has_interrupt()) {
637                 pr_warn("NO_HZ: Can't run full dynticks because arch doesn't support IRQ work self-IPIs\n");
638                 cpumask_clear(tick_nohz_full_mask);
639                 tick_nohz_full_running = false;
640                 return;
641         }
642
643         if (IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP_SMP) &&
644                         !IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP_SMP_NONZERO_CPU)) {
645                 cpu = smp_processor_id();
646
647                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)) {
648                         pr_warn("NO_HZ: Clearing %d from nohz_full range "
649                                 "for timekeeping\n", cpu);
650                         cpumask_clear_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask);
651                 }
652         }
653
654         for_each_cpu(cpu, tick_nohz_full_mask)
655                 ct_cpu_track_user(cpu);
656
657         ret = cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ONLINE_DYN,
658                                         "kernel/nohz:predown", NULL,
659                                         tick_nohz_cpu_down);
660         WARN_ON(ret < 0);
661         pr_info("NO_HZ: Full dynticks CPUs: %*pbl.\n",
662                 cpumask_pr_args(tick_nohz_full_mask));
663 }
664 #endif /* #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL */
665
666 /*
667  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
668  */
669 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
670 /*
671  * NO HZ enabled ?
672  */
673 bool tick_nohz_enabled __read_mostly  = true;
674 unsigned long tick_nohz_active  __read_mostly;
675 /*
676  * Enable / Disable tickless mode
677  */
678 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
679 {
680         return (kstrtobool(str, &tick_nohz_enabled) == 0);
681 }
682
683 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
684
685 bool tick_nohz_tick_stopped(void)
686 {
687         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
688
689         return tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED);
690 }
691
692 bool tick_nohz_tick_stopped_cpu(int cpu)
693 {
694         struct tick_sched *ts = per_cpu_ptr(&tick_cpu_sched, cpu);
695
696         return tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED);
697 }
698
699 /**
700  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
701  * @now: current ktime_t
702  *
703  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
704  *
705  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
706  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
707  * value. We do this unconditionally on any CPU, as we don't know whether the
708  * CPU, which has the update task assigned, is in a long sleep.
709  */
710 static void tick_nohz_update_jiffies(ktime_t now)
711 {
712         unsigned long flags;
713
714         __this_cpu_write(tick_cpu_sched.idle_waketime, now);
715
716         local_irq_save(flags);
717         tick_do_update_jiffies64(now);
718         local_irq_restore(flags);
719
720         touch_softlockup_watchdog_sched();
721 }
722
723 static void tick_nohz_stop_idle(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
724 {
725         ktime_t delta;
726
727         if (WARN_ON_ONCE(!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE)))
728                 return;
729
730         delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
731
732         write_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
733         if (nr_iowait_cpu(smp_processor_id()) > 0)
734                 ts->iowait_sleeptime = ktime_add(ts->iowait_sleeptime, delta);
735         else
736                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
737
738         ts->idle_entrytime = now;
739         tick_sched_flag_clear(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE);
740         write_seqcount_end(&ts->idle_sleeptime_seq);
741
742         sched_clock_idle_wakeup_event();
743 }
744
745 static void tick_nohz_start_idle(struct tick_sched *ts)
746 {
747         write_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
748         ts->idle_entrytime = ktime_get();
749         tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE);
750         write_seqcount_end(&ts->idle_sleeptime_seq);
751
752         sched_clock_idle_sleep_event();
753 }
754
755 static u64 get_cpu_sleep_time_us(struct tick_sched *ts, ktime_t *sleeptime,
756                                  bool compute_delta, u64 *last_update_time)
757 {
758         ktime_t now, idle;
759         unsigned int seq;
760
761         if (!tick_nohz_active)
762                 return -1;
763
764         now = ktime_get();
765         if (last_update_time)
766                 *last_update_time = ktime_to_us(now);
767
768         do {
769                 seq = read_seqcount_begin(&ts->idle_sleeptime_seq);
770
771                 if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE) && compute_delta) {
772                         ktime_t delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
773
774                         idle = ktime_add(*sleeptime, delta);
775                 } else {
776                         idle = *sleeptime;
777                 }
778         } while (read_seqcount_retry(&ts->idle_sleeptime_seq, seq));
779
780         return ktime_to_us(idle);
781
782 }
783
784 /**
785  * get_cpu_idle_time_us - get the total idle time of a CPU
786  * @cpu: CPU number to query
787  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
788  * counters if NULL.
789  *
790  * Return the cumulative idle time (since boot) for a given
791  * CPU, in microseconds. Note that this is partially broken due to
792  * the counter of iowait tasks that can be remotely updated without
793  * any synchronization. Therefore it is possible to observe backward
794  * values within two consecutive reads.
795  *
796  * This time is measured via accounting rather than sampling,
797  * and is as accurate as ktime_get() is.
798  *
799  * Return: -1 if NOHZ is not enabled, else total idle time of the @cpu
800  */
801 u64 get_cpu_idle_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
802 {
803         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
804
805         return get_cpu_sleep_time_us(ts, &ts->idle_sleeptime,
806                                      !nr_iowait_cpu(cpu), last_update_time);
807 }
808 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_idle_time_us);
809
810 /**
811  * get_cpu_iowait_time_us - get the total iowait time of a CPU
812  * @cpu: CPU number to query
813  * @last_update_time: variable to store update time in. Do not update
814  * counters if NULL.
815  *
816  * Return the cumulative iowait time (since boot) for a given
817  * CPU, in microseconds. Note this is partially broken due to
818  * the counter of iowait tasks that can be remotely updated without
819  * any synchronization. Therefore it is possible to observe backward
820  * values within two consecutive reads.
821  *
822  * This time is measured via accounting rather than sampling,
823  * and is as accurate as ktime_get() is.
824  *
825  * Return: -1 if NOHZ is not enabled, else total iowait time of @cpu
826  */
827 u64 get_cpu_iowait_time_us(int cpu, u64 *last_update_time)
828 {
829         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
830
831         return get_cpu_sleep_time_us(ts, &ts->iowait_sleeptime,
832                                      nr_iowait_cpu(cpu), last_update_time);
833 }
834 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cpu_iowait_time_us);
835
836 static void tick_nohz_restart(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
837 {
838         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
839         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, ts->last_tick);
840
841         /* Forward the time to expire in the future */
842         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, TICK_NSEC);
843
844         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_HIGHRES)) {
845                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer,
846                                       HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
847         } else {
848                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
849         }
850
851         /*
852          * Reset to make sure the next tick stop doesn't get fooled by past
853          * cached clock deadline.
854          */
855         ts->next_tick = 0;
856 }
857
858 static inline bool local_timer_softirq_pending(void)
859 {
860         return local_timers_pending() & BIT(TIMER_SOFTIRQ);
861 }
862
863 /*
864  * Read jiffies and the time when jiffies were updated last
865  */
866 u64 get_jiffies_update(unsigned long *basej)
867 {
868         unsigned long basejiff;
869         unsigned int seq;
870         u64 basemono;
871
872         do {
873                 seq = read_seqcount_begin(&jiffies_seq);
874                 basemono = last_jiffies_update;
875                 basejiff = jiffies;
876         } while (read_seqcount_retry(&jiffies_seq, seq));
877         *basej = basejiff;
878         return basemono;
879 }
880
881 /**
882  * tick_nohz_next_event() - return the clock monotonic based next event
883  * @ts:         pointer to tick_sched struct
884  * @cpu:        CPU number
885  *
886  * Return:
887  * *%0          - When the next event is a maximum of TICK_NSEC in the future
888  *                and the tick is not stopped yet
889  * *%next_event - Next event based on clock monotonic
890  */
891 static ktime_t tick_nohz_next_event(struct tick_sched *ts, int cpu)
892 {
893         u64 basemono, next_tick, delta, expires;
894         unsigned long basejiff;
895         int tick_cpu;
896
897         basemono = get_jiffies_update(&basejiff);
898         ts->last_jiffies = basejiff;
899         ts->timer_expires_base = basemono;
900
901         /*
902          * Keep the periodic tick, when RCU, architecture or irq_work
903          * requests it.
904          * Aside of that, check whether the local timer softirq is
905          * pending. If so, its a bad idea to call get_next_timer_interrupt(),
906          * because there is an already expired timer, so it will request
907          * immediate expiry, which rearms the hardware timer with a
908          * minimal delta, which brings us back to this place
909          * immediately. Lather, rinse and repeat...
910          */
911         if (rcu_needs_cpu() || arch_needs_cpu() ||
912             irq_work_needs_cpu() || local_timer_softirq_pending()) {
913                 next_tick = basemono + TICK_NSEC;
914         } else {
915                 /*
916                  * Get the next pending timer. If high resolution
917                  * timers are enabled this only takes the timer wheel
918                  * timers into account. If high resolution timers are
919                  * disabled this also looks at the next expiring
920                  * hrtimer.
921                  */
922                 next_tick = get_next_timer_interrupt(basejiff, basemono);
923                 ts->next_timer = next_tick;
924         }
925
926         /* Make sure next_tick is never before basemono! */
927         if (WARN_ON_ONCE(basemono > next_tick))
928                 next_tick = basemono;
929
930         /*
931          * If the tick is due in the next period, keep it ticking or
932          * force prod the timer.
933          */
934         delta = next_tick - basemono;
935         if (delta <= (u64)TICK_NSEC) {
936                 /*
937                  * We've not stopped the tick yet, and there's a timer in the
938                  * next period, so no point in stopping it either, bail.
939                  */
940                 if (!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
941                         ts->timer_expires = 0;
942                         goto out;
943                 }
944         }
945
946         /*
947          * If this CPU is the one which had the do_timer() duty last, we limit
948          * the sleep time to the timekeeping 'max_deferment' value.
949          * Otherwise we can sleep as long as we want.
950          */
951         delta = timekeeping_max_deferment();
952         tick_cpu = READ_ONCE(tick_do_timer_cpu);
953         if (tick_cpu != cpu &&
954             (tick_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE || !tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_DO_TIMER_LAST)))
955                 delta = KTIME_MAX;
956
957         /* Calculate the next expiry time */
958         if (delta < (KTIME_MAX - basemono))
959                 expires = basemono + delta;
960         else
961                 expires = KTIME_MAX;
962
963         ts->timer_expires = min_t(u64, expires, next_tick);
964
965 out:
966         return ts->timer_expires;
967 }
968
969 static void tick_nohz_stop_tick(struct tick_sched *ts, int cpu)
970 {
971         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
972         unsigned long basejiff = ts->last_jiffies;
973         u64 basemono = ts->timer_expires_base;
974         bool timer_idle = tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED);
975         int tick_cpu;
976         u64 expires;
977
978         /* Make sure we won't be trying to stop it twice in a row. */
979         ts->timer_expires_base = 0;
980
981         /*
982          * Now the tick should be stopped definitely - so the timer base needs
983          * to be marked idle as well to not miss a newly queued timer.
984          */
985         expires = timer_base_try_to_set_idle(basejiff, basemono, &timer_idle);
986         if (expires > ts->timer_expires) {
987                 /*
988                  * This path could only happen when the first timer was removed
989                  * between calculating the possible sleep length and now (when
990                  * high resolution mode is not active, timer could also be a
991                  * hrtimer).
992                  *
993                  * We have to stick to the original calculated expiry value to
994                  * not stop the tick for too long with a shallow C-state (which
995                  * was programmed by cpuidle because of an early next expiration
996                  * value).
997                  */
998                 expires = ts->timer_expires;
999         }
1000
1001         /* If the timer base is not idle, retain the not yet stopped tick. */
1002         if (!timer_idle)
1003                 return;
1004
1005         /*
1006          * If this CPU is the one which updates jiffies, then give up
1007          * the assignment and let it be taken by the CPU which runs
1008          * the tick timer next, which might be this CPU as well. If we
1009          * don't drop this here, the jiffies might be stale and
1010          * do_timer() never gets invoked. Keep track of the fact that it
1011          * was the one which had the do_timer() duty last.
1012          */
1013         tick_cpu = READ_ONCE(tick_do_timer_cpu);
1014         if (tick_cpu == cpu) {
1015                 WRITE_ONCE(tick_do_timer_cpu, TICK_DO_TIMER_NONE);
1016                 tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_DO_TIMER_LAST);
1017         } else if (tick_cpu != TICK_DO_TIMER_NONE) {
1018                 tick_sched_flag_clear(ts, TS_FLAG_DO_TIMER_LAST);
1019         }
1020
1021         /* Skip reprogram of event if it's not changed */
1022         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED) && (expires == ts->next_tick)) {
1023                 /* Sanity check: make sure clockevent is actually programmed */
1024                 if (expires == KTIME_MAX || ts->next_tick == hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer))
1025                         return;
1026
1027                 WARN_ONCE(1, "basemono: %llu ts->next_tick: %llu dev->next_event: %llu "
1028                           "timer->active: %d timer->expires: %llu\n", basemono, ts->next_tick,
1029                           dev->next_event, hrtimer_active(&ts->sched_timer),
1030                           hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer));
1031         }
1032
1033         /*
1034          * tick_nohz_stop_tick() can be called several times before
1035          * tick_nohz_restart_sched_tick() is called. This happens when
1036          * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the first
1037          * call we save the current tick time, so we can restart the
1038          * scheduler tick in tick_nohz_restart_sched_tick().
1039          */
1040         if (!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
1041                 calc_load_nohz_start();
1042                 quiet_vmstat();
1043
1044                 ts->last_tick = hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer);
1045                 tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_STOPPED);
1046                 trace_tick_stop(1, TICK_DEP_MASK_NONE);
1047         }
1048
1049         ts->next_tick = expires;
1050
1051         /*
1052          * If the expiration time == KTIME_MAX, then we simply stop
1053          * the tick timer.
1054          */
1055         if (unlikely(expires == KTIME_MAX)) {
1056                 if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_HIGHRES))
1057                         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1058                 else
1059                         tick_program_event(KTIME_MAX, 1);
1060                 return;
1061         }
1062
1063         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_HIGHRES)) {
1064                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
1065                               HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
1066         } else {
1067                 hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, expires);
1068                 tick_program_event(expires, 1);
1069         }
1070 }
1071
1072 static void tick_nohz_retain_tick(struct tick_sched *ts)
1073 {
1074         ts->timer_expires_base = 0;
1075 }
1076
1077 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1078 static void tick_nohz_full_stop_tick(struct tick_sched *ts, int cpu)
1079 {
1080         if (tick_nohz_next_event(ts, cpu))
1081                 tick_nohz_stop_tick(ts, cpu);
1082         else
1083                 tick_nohz_retain_tick(ts);
1084 }
1085 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1086
1087 static void tick_nohz_restart_sched_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
1088 {
1089         /* Update jiffies first */
1090         tick_do_update_jiffies64(now);
1091
1092         /*
1093          * Clear the timer idle flag, so we avoid IPIs on remote queueing and
1094          * the clock forward checks in the enqueue path:
1095          */
1096         timer_clear_idle();
1097
1098         calc_load_nohz_stop();
1099         touch_softlockup_watchdog_sched();
1100
1101         /* Cancel the scheduled timer and restore the tick: */
1102         tick_sched_flag_clear(ts, TS_FLAG_STOPPED);
1103         tick_nohz_restart(ts, now);
1104 }
1105
1106 static void __tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts,
1107                                          ktime_t now)
1108 {
1109 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1110         int cpu = smp_processor_id();
1111
1112         if (can_stop_full_tick(cpu, ts))
1113                 tick_nohz_full_stop_tick(ts, cpu);
1114         else if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED))
1115                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1116 #endif
1117 }
1118
1119 static void tick_nohz_full_update_tick(struct tick_sched *ts)
1120 {
1121         if (!tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
1122                 return;
1123
1124         if (!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_NOHZ))
1125                 return;
1126
1127         __tick_nohz_full_update_tick(ts, ktime_get());
1128 }
1129
1130 /*
1131  * A pending softirq outside an IRQ (or softirq disabled section) context
1132  * should be waiting for ksoftirqd to handle it. Therefore we shouldn't
1133  * reach this code due to the need_resched() early check in can_stop_idle_tick().
1134  *
1135  * However if we are between CPUHP_AP_SMPBOOT_THREADS and CPU_TEARDOWN_CPU on the
1136  * cpu_down() process, softirqs can still be raised while ksoftirqd is parked,
1137  * triggering the code below, since wakep_softirqd() is ignored.
1138  *
1139  */
1140 static bool report_idle_softirq(void)
1141 {
1142         static int ratelimit;
1143         unsigned int pending = local_softirq_pending();
1144
1145         if (likely(!pending))
1146                 return false;
1147
1148         /* Some softirqs claim to be safe against hotplug and ksoftirqd parking */
1149         if (!cpu_active(smp_processor_id())) {
1150                 pending &= ~SOFTIRQ_HOTPLUG_SAFE_MASK;
1151                 if (!pending)
1152                         return false;
1153         }
1154
1155         if (ratelimit >= 10)
1156                 return false;
1157
1158         /* On RT, softirq handling may be waiting on some lock */
1159         if (local_bh_blocked())
1160                 return false;
1161
1162         pr_warn("NOHZ tick-stop error: local softirq work is pending, handler #%02x!!!\n",
1163                 pending);
1164         ratelimit++;
1165
1166         return true;
1167 }
1168
1169 static bool can_stop_idle_tick(int cpu, struct tick_sched *ts)
1170 {
1171         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(cpu));
1172
1173         if (unlikely(!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_NOHZ)))
1174                 return false;
1175
1176         if (need_resched())
1177                 return false;
1178
1179         if (unlikely(report_idle_softirq()))
1180                 return false;
1181
1182         if (tick_nohz_full_enabled()) {
1183                 int tick_cpu = READ_ONCE(tick_do_timer_cpu);
1184
1185                 /*
1186                  * Keep the tick alive to guarantee timekeeping progression
1187                  * if there are full dynticks CPUs around
1188                  */
1189                 if (tick_cpu == cpu)
1190                         return false;
1191
1192                 /* Should not happen for nohz-full */
1193                 if (WARN_ON_ONCE(tick_cpu == TICK_DO_TIMER_NONE))
1194                         return false;
1195         }
1196
1197         return true;
1198 }
1199
1200 /**
1201  * tick_nohz_idle_stop_tick - stop the idle tick from the idle task
1202  *
1203  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
1204  */
1205 void tick_nohz_idle_stop_tick(void)
1206 {
1207         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1208         int cpu = smp_processor_id();
1209         ktime_t expires;
1210
1211         /*
1212          * If tick_nohz_get_sleep_length() ran tick_nohz_next_event(), the
1213          * tick timer expiration time is known already.
1214          */
1215         if (ts->timer_expires_base)
1216                 expires = ts->timer_expires;
1217         else if (can_stop_idle_tick(cpu, ts))
1218                 expires = tick_nohz_next_event(ts, cpu);
1219         else
1220                 return;
1221
1222         ts->idle_calls++;
1223
1224         if (expires > 0LL) {
1225                 int was_stopped = tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED);
1226
1227                 tick_nohz_stop_tick(ts, cpu);
1228
1229                 ts->idle_sleeps++;
1230                 ts->idle_expires = expires;
1231
1232                 if (!was_stopped && tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
1233                         ts->idle_jiffies = ts->last_jiffies;
1234                         nohz_balance_enter_idle(cpu);
1235                 }
1236         } else {
1237                 tick_nohz_retain_tick(ts);
1238         }
1239 }
1240
1241 void tick_nohz_idle_retain_tick(void)
1242 {
1243         tick_nohz_retain_tick(this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched));
1244 }
1245
1246 /**
1247  * tick_nohz_idle_enter - prepare for entering idle on the current CPU
1248  *
1249  * Called when we start the idle loop.
1250  */
1251 void tick_nohz_idle_enter(void)
1252 {
1253         struct tick_sched *ts;
1254
1255         lockdep_assert_irqs_enabled();
1256
1257         local_irq_disable();
1258
1259         ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1260
1261         WARN_ON_ONCE(ts->timer_expires_base);
1262
1263         tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_INIDLE);
1264         tick_nohz_start_idle(ts);
1265
1266         local_irq_enable();
1267 }
1268
1269 /**
1270  * tick_nohz_irq_exit - Notify the tick about IRQ exit
1271  *
1272  * A timer may have been added/modified/deleted either by the current IRQ,
1273  * or by another place using this IRQ as a notification. This IRQ may have
1274  * also updated the RCU callback list. These events may require a
1275  * re-evaluation of the next tick. Depending on the context:
1276  *
1277  * 1) If the CPU is idle and no resched is pending, just proceed with idle
1278  *    time accounting. The next tick will be re-evaluated on the next idle
1279  *    loop iteration.
1280  *
1281  * 2) If the CPU is nohz_full:
1282  *
1283  *    2.1) If there is any tick dependency, restart the tick if stopped.
1284  *
1285  *    2.2) If there is no tick dependency, (re-)evaluate the next tick and
1286  *         stop/update it accordingly.
1287  */
1288 void tick_nohz_irq_exit(void)
1289 {
1290         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1291
1292         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_INIDLE))
1293                 tick_nohz_start_idle(ts);
1294         else
1295                 tick_nohz_full_update_tick(ts);
1296 }
1297
1298 /**
1299  * tick_nohz_idle_got_tick - Check whether or not the tick handler has run
1300  *
1301  * Return: %true if the tick handler has run, otherwise %false
1302  */
1303 bool tick_nohz_idle_got_tick(void)
1304 {
1305         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1306
1307         if (ts->got_idle_tick) {
1308                 ts->got_idle_tick = 0;
1309                 return true;
1310         }
1311         return false;
1312 }
1313
1314 /**
1315  * tick_nohz_get_next_hrtimer - return the next expiration time for the hrtimer
1316  * or the tick, whichever expires first. Note that, if the tick has been
1317  * stopped, it returns the next hrtimer.
1318  *
1319  * Called from power state control code with interrupts disabled
1320  *
1321  * Return: the next expiration time
1322  */
1323 ktime_t tick_nohz_get_next_hrtimer(void)
1324 {
1325         return __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev)->next_event;
1326 }
1327
1328 /**
1329  * tick_nohz_get_sleep_length - return the expected length of the current sleep
1330  * @delta_next: duration until the next event if the tick cannot be stopped
1331  *
1332  * Called from power state control code with interrupts disabled.
1333  *
1334  * The return value of this function and/or the value returned by it through the
1335  * @delta_next pointer can be negative which must be taken into account by its
1336  * callers.
1337  *
1338  * Return: the expected length of the current sleep
1339  */
1340 ktime_t tick_nohz_get_sleep_length(ktime_t *delta_next)
1341 {
1342         struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
1343         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1344         int cpu = smp_processor_id();
1345         /*
1346          * The idle entry time is expected to be a sufficient approximation of
1347          * the current time at this point.
1348          */
1349         ktime_t now = ts->idle_entrytime;
1350         ktime_t next_event;
1351
1352         WARN_ON_ONCE(!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_INIDLE));
1353
1354         *delta_next = ktime_sub(dev->next_event, now);
1355
1356         if (!can_stop_idle_tick(cpu, ts))
1357                 return *delta_next;
1358
1359         next_event = tick_nohz_next_event(ts, cpu);
1360         if (!next_event)
1361                 return *delta_next;
1362
1363         /*
1364          * If the next highres timer to expire is earlier than 'next_event', the
1365          * idle governor needs to know that.
1366          */
1367         next_event = min_t(u64, next_event,
1368                            hrtimer_next_event_without(&ts->sched_timer));
1369
1370         return ktime_sub(next_event, now);
1371 }
1372
1373 /**
1374  * tick_nohz_get_idle_calls_cpu - return the current idle calls counter value
1375  * for a particular CPU.
1376  * @cpu: target CPU number
1377  *
1378  * Called from the schedutil frequency scaling governor in scheduler context.
1379  *
1380  * Return: the current idle calls counter value for @cpu
1381  */
1382 unsigned long tick_nohz_get_idle_calls_cpu(int cpu)
1383 {
1384         struct tick_sched *ts = tick_get_tick_sched(cpu);
1385
1386         return ts->idle_calls;
1387 }
1388
1389 static void tick_nohz_account_idle_time(struct tick_sched *ts,
1390                                         ktime_t now)
1391 {
1392         unsigned long ticks;
1393
1394         ts->idle_exittime = now;
1395
1396         if (vtime_accounting_enabled_this_cpu())
1397                 return;
1398         /*
1399          * We stopped the tick in idle. update_process_times() would miss the
1400          * time we slept, as it does only a 1 tick accounting.
1401          * Enforce that this is accounted to idle !
1402          */
1403         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
1404         /*
1405          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
1406          */
1407         if (ticks && ticks < LONG_MAX)
1408                 account_idle_ticks(ticks);
1409 }
1410
1411 void tick_nohz_idle_restart_tick(void)
1412 {
1413         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1414
1415         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED)) {
1416                 ktime_t now = ktime_get();
1417                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1418                 tick_nohz_account_idle_time(ts, now);
1419         }
1420 }
1421
1422 static void tick_nohz_idle_update_tick(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
1423 {
1424         if (tick_nohz_full_cpu(smp_processor_id()))
1425                 __tick_nohz_full_update_tick(ts, now);
1426         else
1427                 tick_nohz_restart_sched_tick(ts, now);
1428
1429         tick_nohz_account_idle_time(ts, now);
1430 }
1431
1432 /**
1433  * tick_nohz_idle_exit - Update the tick upon idle task exit
1434  *
1435  * When the idle task exits, update the tick depending on the
1436  * following situations:
1437  *
1438  * 1) If the CPU is not in nohz_full mode (most cases), then
1439  *    restart the tick.
1440  *
1441  * 2) If the CPU is in nohz_full mode (corner case):
1442  *   2.1) If the tick can be kept stopped (no tick dependencies)
1443  *        then re-evaluate the next tick and try to keep it stopped
1444  *        as long as possible.
1445  *   2.2) If the tick has dependencies, restart the tick.
1446  *
1447  */
1448 void tick_nohz_idle_exit(void)
1449 {
1450         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1451         bool idle_active, tick_stopped;
1452         ktime_t now;
1453
1454         local_irq_disable();
1455
1456         WARN_ON_ONCE(!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_INIDLE));
1457         WARN_ON_ONCE(ts->timer_expires_base);
1458
1459         tick_sched_flag_clear(ts, TS_FLAG_INIDLE);
1460         idle_active = tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE);
1461         tick_stopped = tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED);
1462
1463         if (idle_active || tick_stopped)
1464                 now = ktime_get();
1465
1466         if (idle_active)
1467                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1468
1469         if (tick_stopped)
1470                 tick_nohz_idle_update_tick(ts, now);
1471
1472         local_irq_enable();
1473 }
1474
1475 /*
1476  * In low-resolution mode, the tick handler must be implemented directly
1477  * at the clockevent level. hrtimer can't be used instead, because its
1478  * infrastructure actually relies on the tick itself as a backend in
1479  * low-resolution mode (see hrtimer_run_queues()).
1480  */
1481 static void tick_nohz_lowres_handler(struct clock_event_device *dev)
1482 {
1483         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1484
1485         dev->next_event = KTIME_MAX;
1486
1487         if (likely(tick_nohz_handler(&ts->sched_timer) == HRTIMER_RESTART))
1488                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1489 }
1490
1491 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts)
1492 {
1493         if (!tick_nohz_enabled)
1494                 return;
1495         tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_NOHZ);
1496         /* One update is enough */
1497         if (!test_and_set_bit(0, &tick_nohz_active))
1498                 timers_update_nohz();
1499 }
1500
1501 /**
1502  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to NOHZ mode
1503  */
1504 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
1505 {
1506         if (!tick_nohz_enabled)
1507                 return;
1508
1509         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_lowres_handler))
1510                 return;
1511
1512         /*
1513          * Recycle the hrtimer in 'ts', so we can share the
1514          * highres code.
1515          */
1516         tick_setup_sched_timer(false);
1517 }
1518
1519 static inline void tick_nohz_irq_enter(void)
1520 {
1521         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1522         ktime_t now;
1523
1524         if (!tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED | TS_FLAG_IDLE_ACTIVE))
1525                 return;
1526         now = ktime_get();
1527         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_IDLE_ACTIVE))
1528                 tick_nohz_stop_idle(ts, now);
1529         /*
1530          * If all CPUs are idle we may need to update a stale jiffies value.
1531          * Note nohz_full is a special case: a timekeeper is guaranteed to stay
1532          * alive but it might be busy looping with interrupts disabled in some
1533          * rare case (typically stop machine). So we must make sure we have a
1534          * last resort.
1535          */
1536         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_STOPPED))
1537                 tick_nohz_update_jiffies(now);
1538 }
1539
1540 #else
1541
1542 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
1543 static inline void tick_nohz_irq_enter(void) { }
1544 static inline void tick_nohz_activate(struct tick_sched *ts) { }
1545
1546 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1547
1548 /*
1549  * Called from irq_enter() to notify about the possible interruption of idle()
1550  */
1551 void tick_irq_enter(void)
1552 {
1553         tick_check_oneshot_broadcast_this_cpu();
1554         tick_nohz_irq_enter();
1555 }
1556
1557 static int sched_skew_tick;
1558
1559 static int __init skew_tick(char *str)
1560 {
1561         get_option(&str, &sched_skew_tick);
1562
1563         return 0;
1564 }
1565 early_param("skew_tick", skew_tick);
1566
1567 /**
1568  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
1569  * @hrtimer: whether to use the hrtimer or not
1570  */
1571 void tick_setup_sched_timer(bool hrtimer)
1572 {
1573         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1574
1575         /* Emulate tick processing via per-CPU hrtimers: */
1576         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_HARD);
1577
1578         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) && hrtimer) {
1579                 tick_sched_flag_set(ts, TS_FLAG_HIGHRES);
1580                 ts->sched_timer.function = tick_nohz_handler;
1581         }
1582
1583         /* Get the next period (per-CPU) */
1584         hrtimer_set_expires(&ts->sched_timer, tick_init_jiffy_update());
1585
1586         /* Offset the tick to avert 'jiffies_lock' contention. */
1587         if (sched_skew_tick) {
1588                 u64 offset = TICK_NSEC >> 1;
1589                 do_div(offset, num_possible_cpus());
1590                 offset *= smp_processor_id();
1591                 hrtimer_add_expires_ns(&ts->sched_timer, offset);
1592         }
1593
1594         hrtimer_forward_now(&ts->sched_timer, TICK_NSEC);
1595         if (IS_ENABLED(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) && hrtimer)
1596                 hrtimer_start_expires(&ts->sched_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
1597         else
1598                 tick_program_event(hrtimer_get_expires(&ts->sched_timer), 1);
1599         tick_nohz_activate(ts);
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Shut down the tick and make sure the CPU won't try to retake the timekeeping
1604  * duty before disabling IRQs in idle for the last time.
1605  */
1606 void tick_sched_timer_dying(int cpu)
1607 {
1608         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
1609         ktime_t idle_sleeptime, iowait_sleeptime;
1610         unsigned long idle_calls, idle_sleeps;
1611
1612         /* This must happen before hrtimers are migrated! */
1613         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_HIGHRES))
1614                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
1615
1616         idle_sleeptime = ts->idle_sleeptime;
1617         iowait_sleeptime = ts->iowait_sleeptime;
1618         idle_calls = ts->idle_calls;
1619         idle_sleeps = ts->idle_sleeps;
1620         memset(ts, 0, sizeof(*ts));
1621         ts->idle_sleeptime = idle_sleeptime;
1622         ts->iowait_sleeptime = iowait_sleeptime;
1623         ts->idle_calls = idle_calls;
1624         ts->idle_sleeps = idle_sleeps;
1625 }
1626
1627 /*
1628  * Async notification about clocksource changes
1629  */
1630 void tick_clock_notify(void)
1631 {
1632         int cpu;
1633
1634         for_each_possible_cpu(cpu)
1635                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Async notification about clock event changes
1640  */
1641 void tick_oneshot_notify(void)
1642 {
1643         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1644
1645         set_bit(0, &ts->check_clocks);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Check if a change happened, which makes oneshot possible.
1650  *
1651  * Called cyclically from the hrtimer softirq (driven by the timer
1652  * softirq). 'allow_nohz' signals that we can switch into low-res NOHZ
1653  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
1654  * or runtime). Called with interrupts disabled.
1655  */
1656 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
1657 {
1658         struct tick_sched *ts = this_cpu_ptr(&tick_cpu_sched);
1659
1660         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
1661                 return 0;
1662
1663         if (tick_sched_flag_test(ts, TS_FLAG_NOHZ))
1664                 return 0;
1665
1666         if (!timekeeping_valid_for_hres() || !tick_is_oneshot_available())
1667                 return 0;
1668
1669         if (!allow_nohz)
1670                 return 1;
1671
1672         tick_nohz_switch_to_nohz();
1673         return 0;
1674 }
This page took 0.122108 seconds and 4 git commands to generate.