GNU Linux-libre 5.4.274-gnu1
[releases.git] / kernel / time / hrtimer.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
4  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
5  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
6  *
7  *  High-resolution kernel timers
8  *
9  *  In contrast to the low-resolution timeout API, aka timer wheel,
10  *  hrtimers provide finer resolution and accuracy depending on system
11  *  configuration and capabilities.
12  *
13  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
14  *
15  *  Credits:
16  *      Based on the original timer wheel code
17  *
18  *      Help, testing, suggestions, bugfixes, improvements were
19  *      provided by:
20  *
21  *      George Anzinger, Andrew Morton, Steven Rostedt, Roman Zippel
22  *      et. al.
23  */
24
25 #include <linux/cpu.h>
26 #include <linux/export.h>
27 #include <linux/percpu.h>
28 #include <linux/hrtimer.h>
29 #include <linux/notifier.h>
30 #include <linux/syscalls.h>
31 #include <linux/interrupt.h>
32 #include <linux/tick.h>
33 #include <linux/err.h>
34 #include <linux/debugobjects.h>
35 #include <linux/sched/signal.h>
36 #include <linux/sched/sysctl.h>
37 #include <linux/sched/rt.h>
38 #include <linux/sched/deadline.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40 #include <linux/sched/debug.h>
41 #include <linux/timer.h>
42 #include <linux/freezer.h>
43 #include <linux/compat.h>
44
45 #include <linux/uaccess.h>
46
47 #include <trace/events/timer.h>
48
49 #include "tick-internal.h"
50
51 /*
52  * Masks for selecting the soft and hard context timers from
53  * cpu_base->active
54  */
55 #define MASK_SHIFT              (HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT)
56 #define HRTIMER_ACTIVE_HARD     ((1U << MASK_SHIFT) - 1)
57 #define HRTIMER_ACTIVE_SOFT     (HRTIMER_ACTIVE_HARD << MASK_SHIFT)
58 #define HRTIMER_ACTIVE_ALL      (HRTIMER_ACTIVE_SOFT | HRTIMER_ACTIVE_HARD)
59
60 /*
61  * The timer bases:
62  *
63  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
64  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
65  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
66  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
67  */
68 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
69 {
70         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
71         .clock_base =
72         {
73                 {
74                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
75                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
76                         .get_time = &ktime_get,
77                 },
78                 {
79                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
80                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
81                         .get_time = &ktime_get_real,
82                 },
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
85                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
86                         .get_time = &ktime_get_boottime,
87                 },
88                 {
89                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
90                         .clockid = CLOCK_TAI,
91                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
92                 },
93                 {
94                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT,
95                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
96                         .get_time = &ktime_get,
97                 },
98                 {
99                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT,
100                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
101                         .get_time = &ktime_get_real,
102                 },
103                 {
104                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT,
105                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
106                         .get_time = &ktime_get_boottime,
107                 },
108                 {
109                         .index = HRTIMER_BASE_TAI_SOFT,
110                         .clockid = CLOCK_TAI,
111                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
112                 },
113         }
114 };
115
116 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
117         /* Make sure we catch unsupported clockids */
118         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
119
120         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
121         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
122         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
123         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
124 };
125
126 /*
127  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
128  * single place
129  */
130 #ifdef CONFIG_SMP
131
132 /*
133  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
134  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
135  * timer->base->cpu_base
136  */
137 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
138         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
139 };
140
141 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
142
143 static inline bool is_migration_base(struct hrtimer_clock_base *base)
144 {
145         return base == &migration_base;
146 }
147
148 /*
149  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
150  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
151  * locked, and the base itself is locked too.
152  *
153  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
154  * be found on the lists/queues.
155  *
156  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
157  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
158  * remains locked.
159  */
160 static
161 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
162                                              unsigned long *flags)
163 {
164         struct hrtimer_clock_base *base;
165
166         for (;;) {
167                 base = READ_ONCE(timer->base);
168                 if (likely(base != &migration_base)) {
169                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
170                         if (likely(base == timer->base))
171                                 return base;
172                         /* The timer has migrated to another CPU: */
173                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
174                 }
175                 cpu_relax();
176         }
177 }
178
179 /*
180  * We do not migrate the timer when it is expiring before the next
181  * event on the target cpu. When high resolution is enabled, we cannot
182  * reprogram the target cpu hardware and we would cause it to fire
183  * late. To keep it simple, we handle the high resolution enabled and
184  * disabled case similar.
185  *
186  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
187  */
188 static int
189 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
190 {
191         ktime_t expires;
192
193         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
194         return expires < new_base->cpu_base->expires_next;
195 }
196
197 static inline
198 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
199                                          int pinned)
200 {
201 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON)
202         if (static_branch_likely(&timers_migration_enabled) && !pinned)
203                 return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
204 #endif
205         return base;
206 }
207
208 /*
209  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
210  * if:
211  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
212  *      - timer migration is enabled
213  *      - the timer callback is not running
214  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
215  *
216  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
217  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
218  * the timer callback is currently running.
219  */
220 static inline struct hrtimer_clock_base *
221 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
222                     int pinned)
223 {
224         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
225         struct hrtimer_clock_base *new_base;
226         int basenum = base->index;
227
228         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
229         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
230 again:
231         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
232
233         if (base != new_base) {
234                 /*
235                  * We are trying to move timer to new_base.
236                  * However we can't change timer's base while it is running,
237                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
238                  * the event source in the high resolution case. The softirq
239                  * code will take care of this when the timer function has
240                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
241                  * the timer is enqueued.
242                  */
243                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
244                         return base;
245
246                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
247                 WRITE_ONCE(timer->base, &migration_base);
248                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
249                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
250
251                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
252                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
253                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
254                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
255                         new_cpu_base = this_cpu_base;
256                         WRITE_ONCE(timer->base, base);
257                         goto again;
258                 }
259                 WRITE_ONCE(timer->base, new_base);
260         } else {
261                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
262                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
263                         new_cpu_base = this_cpu_base;
264                         goto again;
265                 }
266         }
267         return new_base;
268 }
269
270 #else /* CONFIG_SMP */
271
272 static inline bool is_migration_base(struct hrtimer_clock_base *base)
273 {
274         return false;
275 }
276
277 static inline struct hrtimer_clock_base *
278 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
279 {
280         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
281
282         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
283
284         return base;
285 }
286
287 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
288
289 #endif  /* !CONFIG_SMP */
290
291 /*
292  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
293  * too large for inlining:
294  */
295 #if BITS_PER_LONG < 64
296 /*
297  * Divide a ktime value by a nanosecond value
298  */
299 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
300 {
301         int sft = 0;
302         s64 dclc;
303         u64 tmp;
304
305         dclc = ktime_to_ns(kt);
306         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
307
308         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
309         while (div >> 32) {
310                 sft++;
311                 div >>= 1;
312         }
313         tmp >>= sft;
314         do_div(tmp, (unsigned long) div);
315         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
316 }
317 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
318 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
319
320 /*
321  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
322  */
323 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
324 {
325         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
326
327         /*
328          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
329          * return to user space in a timespec:
330          */
331         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
332                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
333
334         return res;
335 }
336
337 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
338
339 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
340
341 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
342
343 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
344 {
345         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
346 }
347
348 /*
349  * fixup_init is called when:
350  * - an active object is initialized
351  */
352 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
353 {
354         struct hrtimer *timer = addr;
355
356         switch (state) {
357         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
358                 hrtimer_cancel(timer);
359                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
360                 return true;
361         default:
362                 return false;
363         }
364 }
365
366 /*
367  * fixup_activate is called when:
368  * - an active object is activated
369  * - an unknown non-static object is activated
370  */
371 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
372 {
373         switch (state) {
374         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
375                 WARN_ON(1);
376                 /* fall through */
377         default:
378                 return false;
379         }
380 }
381
382 /*
383  * fixup_free is called when:
384  * - an active object is freed
385  */
386 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
387 {
388         struct hrtimer *timer = addr;
389
390         switch (state) {
391         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
392                 hrtimer_cancel(timer);
393                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
394                 return true;
395         default:
396                 return false;
397         }
398 }
399
400 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
401         .name           = "hrtimer",
402         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
403         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
404         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
405         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
406 };
407
408 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
409 {
410         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
411 }
412
413 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
414                                           enum hrtimer_mode mode)
415 {
416         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
417 }
418
419 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
420 {
421         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
422 }
423
424 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
425 {
426         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
427 }
428
429 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
430                            enum hrtimer_mode mode);
431
432 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
433                            enum hrtimer_mode mode)
434 {
435         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
436         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
439
440 static void __hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl,
441                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode);
442
443 void hrtimer_init_sleeper_on_stack(struct hrtimer_sleeper *sl,
444                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode)
445 {
446         debug_object_init_on_stack(&sl->timer, &hrtimer_debug_descr);
447         __hrtimer_init_sleeper(sl, clock_id, mode);
448 }
449 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper_on_stack);
450
451 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
452 {
453         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
454 }
455 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
456
457 #else
458
459 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
460 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
461                                           enum hrtimer_mode mode) { }
462 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
463 #endif
464
465 static inline void
466 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
467            enum hrtimer_mode mode)
468 {
469         debug_hrtimer_init(timer);
470         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
471 }
472
473 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer,
474                                   enum hrtimer_mode mode)
475 {
476         debug_hrtimer_activate(timer, mode);
477         trace_hrtimer_start(timer, mode);
478 }
479
480 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
481 {
482         debug_hrtimer_deactivate(timer);
483         trace_hrtimer_cancel(timer);
484 }
485
486 static struct hrtimer_clock_base *
487 __next_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int *active)
488 {
489         unsigned int idx;
490
491         if (!*active)
492                 return NULL;
493
494         idx = __ffs(*active);
495         *active &= ~(1U << idx);
496
497         return &cpu_base->clock_base[idx];
498 }
499
500 #define for_each_active_base(base, cpu_base, active)    \
501         while ((base = __next_base((cpu_base), &(active))))
502
503 static ktime_t __hrtimer_next_event_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
504                                          const struct hrtimer *exclude,
505                                          unsigned int active,
506                                          ktime_t expires_next)
507 {
508         struct hrtimer_clock_base *base;
509         ktime_t expires;
510
511         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
512                 struct timerqueue_node *next;
513                 struct hrtimer *timer;
514
515                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
516                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
517                 if (timer == exclude) {
518                         /* Get to the next timer in the queue. */
519                         next = timerqueue_iterate_next(next);
520                         if (!next)
521                                 continue;
522
523                         timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
524                 }
525                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
526                 if (expires < expires_next) {
527                         expires_next = expires;
528
529                         /* Skip cpu_base update if a timer is being excluded. */
530                         if (exclude)
531                                 continue;
532
533                         if (timer->is_soft)
534                                 cpu_base->softirq_next_timer = timer;
535                         else
536                                 cpu_base->next_timer = timer;
537                 }
538         }
539         /*
540          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
541          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
542          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
543          */
544         if (expires_next < 0)
545                 expires_next = 0;
546         return expires_next;
547 }
548
549 /*
550  * Recomputes cpu_base::*next_timer and returns the earliest expires_next
551  * but does not set cpu_base::*expires_next, that is done by
552  * hrtimer[_force]_reprogram and hrtimer_interrupt only. When updating
553  * cpu_base::*expires_next right away, reprogramming logic would no longer
554  * work.
555  *
556  * When a softirq is pending, we can ignore the HRTIMER_ACTIVE_SOFT bases,
557  * those timers will get run whenever the softirq gets handled, at the end of
558  * hrtimer_run_softirq(), hrtimer_update_softirq_timer() will re-add these bases.
559  *
560  * Therefore softirq values are those from the HRTIMER_ACTIVE_SOFT clock bases.
561  * The !softirq values are the minima across HRTIMER_ACTIVE_ALL, unless an actual
562  * softirq is pending, in which case they're the minima of HRTIMER_ACTIVE_HARD.
563  *
564  * @active_mask must be one of:
565  *  - HRTIMER_ACTIVE_ALL,
566  *  - HRTIMER_ACTIVE_SOFT, or
567  *  - HRTIMER_ACTIVE_HARD.
568  */
569 static ktime_t
570 __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int active_mask)
571 {
572         unsigned int active;
573         struct hrtimer *next_timer = NULL;
574         ktime_t expires_next = KTIME_MAX;
575
576         if (!cpu_base->softirq_activated && (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_SOFT)) {
577                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_SOFT;
578                 cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
579                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, NULL,
580                                                          active, KTIME_MAX);
581
582                 next_timer = cpu_base->softirq_next_timer;
583         }
584
585         if (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_HARD) {
586                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_HARD;
587                 cpu_base->next_timer = next_timer;
588                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, NULL, active,
589                                                          expires_next);
590         }
591
592         return expires_next;
593 }
594
595 static ktime_t hrtimer_update_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
596 {
597         ktime_t expires_next, soft = KTIME_MAX;
598
599         /*
600          * If the soft interrupt has already been activated, ignore the
601          * soft bases. They will be handled in the already raised soft
602          * interrupt.
603          */
604         if (!cpu_base->softirq_activated) {
605                 soft = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
606                 /*
607                  * Update the soft expiry time. clock_settime() might have
608                  * affected it.
609                  */
610                 cpu_base->softirq_expires_next = soft;
611         }
612
613         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
614         /*
615          * If a softirq timer is expiring first, update cpu_base->next_timer
616          * and program the hardware with the soft expiry time.
617          */
618         if (expires_next > soft) {
619                 cpu_base->next_timer = cpu_base->softirq_next_timer;
620                 expires_next = soft;
621         }
622
623         return expires_next;
624 }
625
626 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
627 {
628         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
629         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
630         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
631
632         ktime_t now = ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
633                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
634
635         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT].offset = *offs_real;
636         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT].offset = *offs_boot;
637         base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI_SOFT].offset = *offs_tai;
638
639         return now;
640 }
641
642 /*
643  * Is the high resolution mode active ?
644  */
645 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
646 {
647         return IS_ENABLED(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) ?
648                 cpu_base->hres_active : 0;
649 }
650
651 static inline int hrtimer_hres_active(void)
652 {
653         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
654 }
655
656 /*
657  * Reprogram the event source with checking both queues for the
658  * next event
659  * Called with interrupts disabled and base->lock held
660  */
661 static void
662 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
663 {
664         ktime_t expires_next;
665
666         expires_next = hrtimer_update_next_event(cpu_base);
667
668         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
669                 return;
670
671         cpu_base->expires_next = expires_next;
672
673         /*
674          * If hres is not active, hardware does not have to be
675          * reprogrammed yet.
676          *
677          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
678          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
679          * system to make progress. That also prevents the following
680          * scenario:
681          * T1 expires 50ms from now
682          * T2 expires 5s from now
683          *
684          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
685          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
686          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
687          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
688          * fires.
689          */
690         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base) || cpu_base->hang_detected)
691                 return;
692
693         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
694 }
695
696 /* High resolution timer related functions */
697 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
698
699 /*
700  * High resolution timer enabled ?
701  */
702 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
703 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
704 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
705
706 /*
707  * Enable / Disable high resolution mode
708  */
709 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
710 {
711         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
712 }
713
714 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
715
716 /*
717  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
718  */
719 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
720 {
721         return hrtimer_hres_enabled;
722 }
723
724 /*
725  * Retrigger next event is called after clock was set
726  *
727  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
728  */
729 static void retrigger_next_event(void *arg)
730 {
731         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
732
733         if (!__hrtimer_hres_active(base))
734                 return;
735
736         raw_spin_lock(&base->lock);
737         hrtimer_update_base(base);
738         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
739         raw_spin_unlock(&base->lock);
740 }
741
742 /*
743  * Switch to high resolution mode
744  */
745 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
746 {
747         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
748
749         if (tick_init_highres()) {
750                 pr_warn("Could not switch to high resolution mode on CPU %u\n",
751                         base->cpu);
752                 return;
753         }
754         base->hres_active = 1;
755         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
756
757         tick_setup_sched_timer();
758         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
759         retrigger_next_event(NULL);
760 }
761
762 #else
763
764 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
765 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
766 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
767
768 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
769
770 /*
771  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
772  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
773  * which the clock event device was armed.
774  *
775  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
776  */
777 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer, bool reprogram)
778 {
779         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
780         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
781         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
782
783         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
784
785         /*
786          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
787          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
788          */
789         if (expires < 0)
790                 expires = 0;
791
792         if (timer->is_soft) {
793                 /*
794                  * soft hrtimer could be started on a remote CPU. In this
795                  * case softirq_expires_next needs to be updated on the
796                  * remote CPU. The soft hrtimer will not expire before the
797                  * first hard hrtimer on the remote CPU -
798                  * hrtimer_check_target() prevents this case.
799                  */
800                 struct hrtimer_cpu_base *timer_cpu_base = base->cpu_base;
801
802                 if (timer_cpu_base->softirq_activated)
803                         return;
804
805                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->softirq_expires_next))
806                         return;
807
808                 timer_cpu_base->softirq_next_timer = timer;
809                 timer_cpu_base->softirq_expires_next = expires;
810
811                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->expires_next) ||
812                     !reprogram)
813                         return;
814         }
815
816         /*
817          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
818          * the other cpus clock event device.
819          */
820         if (base->cpu_base != cpu_base)
821                 return;
822
823         /*
824          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
825          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
826          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
827          * context so we don't need an extra check for a running
828          * callback.
829          */
830         if (cpu_base->in_hrtirq)
831                 return;
832
833         if (expires >= cpu_base->expires_next)
834                 return;
835
836         /* Update the pointer to the next expiring timer */
837         cpu_base->next_timer = timer;
838         cpu_base->expires_next = expires;
839
840         /*
841          * If hres is not active, hardware does not have to be
842          * programmed yet.
843          *
844          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
845          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
846          * which we enforced in the hang detection. We want the system
847          * to make progress.
848          */
849         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base) || cpu_base->hang_detected)
850                 return;
851
852         /*
853          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
854          * events which are already in the past.
855          */
856         tick_program_event(expires, 1);
857 }
858
859 /*
860  * Clock realtime was set
861  *
862  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
863  * clock.
864  *
865  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
866  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
867  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
868  * call the high resolution interrupt code.
869  */
870 void clock_was_set(void)
871 {
872 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
873         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
874         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
875 #endif
876         timerfd_clock_was_set();
877 }
878
879 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
880 {
881         clock_was_set();
882 }
883
884 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
885
886 /*
887  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
888  * interrupt device on all cpus and to notify timerfd.
889  */
890 void clock_was_set_delayed(void)
891 {
892         schedule_work(&hrtimer_work);
893 }
894
895 /*
896  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
897  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
898  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
899  * must be deferred.
900  */
901 void hrtimers_resume(void)
902 {
903         lockdep_assert_irqs_disabled();
904         /* Retrigger on the local CPU */
905         retrigger_next_event(NULL);
906         /* And schedule a retrigger for all others */
907         clock_was_set_delayed();
908 }
909
910 /*
911  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
912  */
913 static inline
914 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
915 {
916         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
917 }
918
919 /**
920  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
921  * @timer:      hrtimer to forward
922  * @now:        forward past this time
923  * @interval:   the interval to forward
924  *
925  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
926  * Returns the number of overruns.
927  *
928  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
929  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
930  * running the callback and the caller needs to take care of
931  * serialization.
932  *
933  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
934  * the timer.
935  */
936 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
937 {
938         u64 orun = 1;
939         ktime_t delta;
940
941         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
942
943         if (delta < 0)
944                 return 0;
945
946         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
947                 return 0;
948
949         if (interval < hrtimer_resolution)
950                 interval = hrtimer_resolution;
951
952         if (unlikely(delta >= interval)) {
953                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
954
955                 orun = ktime_divns(delta, incr);
956                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
957                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
958                         return orun;
959                 /*
960                  * This (and the ktime_add() below) is the
961                  * correction for exact:
962                  */
963                 orun++;
964         }
965         hrtimer_add_expires(timer, interval);
966
967         return orun;
968 }
969 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
970
971 /*
972  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
973  *
974  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
975  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
976  *
977  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
978  */
979 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
980                            struct hrtimer_clock_base *base,
981                            enum hrtimer_mode mode)
982 {
983         debug_activate(timer, mode);
984         WARN_ON_ONCE(!base->cpu_base->online);
985
986         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
987
988         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
989         WRITE_ONCE(timer->state, HRTIMER_STATE_ENQUEUED);
990
991         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
992 }
993
994 /*
995  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
996  *
997  * Caller must hold the base lock.
998  *
999  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
1000  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
1001  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
1002  * anyway (e.g. timer interrupt)
1003  */
1004 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
1005                              struct hrtimer_clock_base *base,
1006                              u8 newstate, int reprogram)
1007 {
1008         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
1009         u8 state = timer->state;
1010
1011         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
1012         WRITE_ONCE(timer->state, newstate);
1013         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1014                 return;
1015
1016         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
1017                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
1018
1019         /*
1020          * Note: If reprogram is false we do not update
1021          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
1022          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
1023          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
1024          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
1025          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
1026          */
1027         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
1028                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
1029 }
1030
1031 /*
1032  * remove hrtimer, called with base lock held
1033  */
1034 static inline int
1035 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
1036                bool restart, bool keep_local)
1037 {
1038         u8 state = timer->state;
1039
1040         if (state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED) {
1041                 bool reprogram;
1042
1043                 /*
1044                  * Remove the timer and force reprogramming when high
1045                  * resolution mode is active and the timer is on the current
1046                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
1047                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
1048                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
1049                  * rare case and less expensive than a smp call.
1050                  */
1051                 debug_deactivate(timer);
1052                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1053
1054                 /*
1055                  * If the timer is not restarted then reprogramming is
1056                  * required if the timer is local. If it is local and about
1057                  * to be restarted, avoid programming it twice (on removal
1058                  * and a moment later when it's requeued).
1059                  */
1060                 if (!restart)
1061                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
1062                 else
1063                         reprogram &= !keep_local;
1064
1065                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
1066                 return 1;
1067         }
1068         return 0;
1069 }
1070
1071 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1072                                             const enum hrtimer_mode mode)
1073 {
1074 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
1075         /*
1076          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
1077          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
1078          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
1079          */
1080         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
1081         if (timer->is_rel)
1082                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
1083 #endif
1084         return tim;
1085 }
1086
1087 static void
1088 hrtimer_update_softirq_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, bool reprogram)
1089 {
1090         ktime_t expires;
1091
1092         /*
1093          * Find the next SOFT expiration.
1094          */
1095         expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1096
1097         /*
1098          * reprogramming needs to be triggered, even if the next soft
1099          * hrtimer expires at the same time than the next hard
1100          * hrtimer. cpu_base->softirq_expires_next needs to be updated!
1101          */
1102         if (expires == KTIME_MAX)
1103                 return;
1104
1105         /*
1106          * cpu_base->*next_timer is recomputed by __hrtimer_get_next_event()
1107          * cpu_base->*expires_next is only set by hrtimer_reprogram()
1108          */
1109         hrtimer_reprogram(cpu_base->softirq_next_timer, reprogram);
1110 }
1111
1112 static int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1113                                     u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
1114                                     struct hrtimer_clock_base *base)
1115 {
1116         struct hrtimer_clock_base *new_base;
1117         bool force_local, first;
1118
1119         /*
1120          * If the timer is on the local cpu base and is the first expiring
1121          * timer then this might end up reprogramming the hardware twice
1122          * (on removal and on enqueue). To avoid that by prevent the
1123          * reprogram on removal, keep the timer local to the current CPU
1124          * and enforce reprogramming after it is queued no matter whether
1125          * it is the new first expiring timer again or not.
1126          */
1127         force_local = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1128         force_local &= base->cpu_base->next_timer == timer;
1129
1130         /*
1131          * Remove an active timer from the queue. In case it is not queued
1132          * on the current CPU, make sure that remove_hrtimer() updates the
1133          * remote data correctly.
1134          *
1135          * If it's on the current CPU and the first expiring timer, then
1136          * skip reprogramming, keep the timer local and enforce
1137          * reprogramming later if it was the first expiring timer.  This
1138          * avoids programming the underlying clock event twice (once at
1139          * removal and once after enqueue).
1140          */
1141         remove_hrtimer(timer, base, true, force_local);
1142
1143         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
1144                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
1145
1146         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
1147
1148         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
1149
1150         /* Switch the timer base, if necessary: */
1151         if (!force_local) {
1152                 new_base = switch_hrtimer_base(timer, base,
1153                                                mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
1154         } else {
1155                 new_base = base;
1156         }
1157
1158         first = enqueue_hrtimer(timer, new_base, mode);
1159         if (!force_local)
1160                 return first;
1161
1162         /*
1163          * Timer was forced to stay on the current CPU to avoid
1164          * reprogramming on removal and enqueue. Force reprogram the
1165          * hardware by evaluating the new first expiring timer.
1166          */
1167         hrtimer_force_reprogram(new_base->cpu_base, 1);
1168         return 0;
1169 }
1170
1171 /**
1172  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer
1173  * @timer:      the timer to be added
1174  * @tim:        expiry time
1175  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1176  * @mode:       timer mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1177  *              relative (HRTIMER_MODE_REL), and pinned (HRTIMER_MODE_PINNED);
1178  *              softirq based mode is considered for debug purpose only!
1179  */
1180 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1181                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1182 {
1183         struct hrtimer_clock_base *base;
1184         unsigned long flags;
1185
1186         /*
1187          * Check whether the HRTIMER_MODE_SOFT bit and hrtimer.is_soft
1188          * match on CONFIG_PREEMPT_RT = n. With PREEMPT_RT check the hard
1189          * expiry mode because unmarked timers are moved to softirq expiry.
1190          */
1191         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1192                 WARN_ON_ONCE(!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT) ^ !timer->is_soft);
1193         else
1194                 WARN_ON_ONCE(!(mode & HRTIMER_MODE_HARD) ^ !timer->is_hard);
1195
1196         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1197
1198         if (__hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, base))
1199                 hrtimer_reprogram(timer, true);
1200
1201         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1202 }
1203 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1204
1205 /**
1206  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1207  * @timer:      hrtimer to stop
1208  *
1209  * Returns:
1210  *
1211  *  *  0 when the timer was not active
1212  *  *  1 when the timer was active
1213  *  * -1 when the timer is currently executing the callback function and
1214  *    cannot be stopped
1215  */
1216 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1217 {
1218         struct hrtimer_clock_base *base;
1219         unsigned long flags;
1220         int ret = -1;
1221
1222         /*
1223          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1224          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1225          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1226          * so we can avoid taking it.
1227          */
1228         if (!hrtimer_active(timer))
1229                 return 0;
1230
1231         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1232
1233         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1234                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false, false);
1235
1236         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1237
1238         return ret;
1239
1240 }
1241 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1242
1243 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
1244 static void hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(struct hrtimer_cpu_base *base)
1245 {
1246         spin_lock_init(&base->softirq_expiry_lock);
1247 }
1248
1249 static void hrtimer_cpu_base_lock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base)
1250 {
1251         spin_lock(&base->softirq_expiry_lock);
1252 }
1253
1254 static void hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base)
1255 {
1256         spin_unlock(&base->softirq_expiry_lock);
1257 }
1258
1259 /*
1260  * The counterpart to hrtimer_cancel_wait_running().
1261  *
1262  * If there is a waiter for cpu_base->expiry_lock, then it was waiting for
1263  * the timer callback to finish. Drop expiry_lock and reaquire it. That
1264  * allows the waiter to acquire the lock and make progress.
1265  */
1266 static void hrtimer_sync_wait_running(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1267                                       unsigned long flags)
1268 {
1269         if (atomic_read(&cpu_base->timer_waiters)) {
1270                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1271                 spin_unlock(&cpu_base->softirq_expiry_lock);
1272                 spin_lock(&cpu_base->softirq_expiry_lock);
1273                 raw_spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1274         }
1275 }
1276
1277 /*
1278  * This function is called on PREEMPT_RT kernels when the fast path
1279  * deletion of a timer failed because the timer callback function was
1280  * running.
1281  *
1282  * This prevents priority inversion: if the soft irq thread is preempted
1283  * in the middle of a timer callback, then calling del_timer_sync() can
1284  * lead to two issues:
1285  *
1286  *  - If the caller is on a remote CPU then it has to spin wait for the timer
1287  *    handler to complete. This can result in unbound priority inversion.
1288  *
1289  *  - If the caller originates from the task which preempted the timer
1290  *    handler on the same CPU, then spin waiting for the timer handler to
1291  *    complete is never going to end.
1292  */
1293 void hrtimer_cancel_wait_running(const struct hrtimer *timer)
1294 {
1295         /* Lockless read. Prevent the compiler from reloading it below */
1296         struct hrtimer_clock_base *base = READ_ONCE(timer->base);
1297
1298         /*
1299          * Just relax if the timer expires in hard interrupt context or if
1300          * it is currently on the migration base.
1301          */
1302         if (!timer->is_soft || is_migration_base(base)) {
1303                 cpu_relax();
1304                 return;
1305         }
1306
1307         /*
1308          * Mark the base as contended and grab the expiry lock, which is
1309          * held by the softirq across the timer callback. Drop the lock
1310          * immediately so the softirq can expire the next timer. In theory
1311          * the timer could already be running again, but that's more than
1312          * unlikely and just causes another wait loop.
1313          */
1314         atomic_inc(&base->cpu_base->timer_waiters);
1315         spin_lock_bh(&base->cpu_base->softirq_expiry_lock);
1316         atomic_dec(&base->cpu_base->timer_waiters);
1317         spin_unlock_bh(&base->cpu_base->softirq_expiry_lock);
1318 }
1319 #else
1320 static inline void
1321 hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1322 static inline void
1323 hrtimer_cpu_base_lock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1324 static inline void
1325 hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
1326 static inline void hrtimer_sync_wait_running(struct hrtimer_cpu_base *base,
1327                                              unsigned long flags) { }
1328 #endif
1329
1330 /**
1331  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1332  * @timer:      the timer to be cancelled
1333  *
1334  * Returns:
1335  *  0 when the timer was not active
1336  *  1 when the timer was active
1337  */
1338 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1339 {
1340         int ret;
1341
1342         do {
1343                 ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1344
1345                 if (ret < 0)
1346                         hrtimer_cancel_wait_running(timer);
1347         } while (ret < 0);
1348         return ret;
1349 }
1350 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1351
1352 /**
1353  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1354  * @timer:      the timer to read
1355  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1356  */
1357 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1358 {
1359         unsigned long flags;
1360         ktime_t rem;
1361
1362         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1363         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1364                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1365         else
1366                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1367         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1368
1369         return rem;
1370 }
1371 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1372
1373 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1374 /**
1375  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1376  *
1377  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1378  */
1379 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1380 {
1381         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1382         u64 expires = KTIME_MAX;
1383         unsigned long flags;
1384
1385         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1386
1387         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1388                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_ALL);
1389
1390         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1391
1392         return expires;
1393 }
1394
1395 /**
1396  * hrtimer_next_event_without - time until next expiry event w/o one timer
1397  * @exclude:    timer to exclude
1398  *
1399  * Returns the next expiry time over all timers except for the @exclude one or
1400  * KTIME_MAX if none of them is pending.
1401  */
1402 u64 hrtimer_next_event_without(const struct hrtimer *exclude)
1403 {
1404         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1405         u64 expires = KTIME_MAX;
1406         unsigned long flags;
1407
1408         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1409
1410         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base)) {
1411                 unsigned int active;
1412
1413                 if (!cpu_base->softirq_activated) {
1414                         active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_SOFT;
1415                         expires = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, exclude,
1416                                                             active, KTIME_MAX);
1417                 }
1418                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_HARD;
1419                 expires = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, exclude, active,
1420                                                     expires);
1421         }
1422
1423         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1424
1425         return expires;
1426 }
1427 #endif
1428
1429 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1430 {
1431         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1432                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1433
1434                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1435                         return base;
1436         }
1437         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1438         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1439 }
1440
1441 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1442                            enum hrtimer_mode mode)
1443 {
1444         bool softtimer = !!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT);
1445         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1446         int base;
1447
1448         /*
1449          * On PREEMPT_RT enabled kernels hrtimers which are not explicitely
1450          * marked for hard interrupt expiry mode are moved into soft
1451          * interrupt context for latency reasons and because the callbacks
1452          * can invoke functions which might sleep on RT, e.g. spin_lock().
1453          */
1454         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) && !(mode & HRTIMER_MODE_HARD))
1455                 softtimer = true;
1456
1457         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1458
1459         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1460
1461         /*
1462          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1463          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1464          * ensure POSIX compliance.
1465          */
1466         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1467                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1468
1469         base = softtimer ? HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES / 2 : 0;
1470         base += hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1471         timer->is_soft = softtimer;
1472         timer->is_hard = !softtimer;
1473         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1474         timerqueue_init(&timer->node);
1475 }
1476
1477 /**
1478  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1479  * @timer:      the timer to be initialized
1480  * @clock_id:   the clock to be used
1481  * @mode:       The modes which are relevant for intitialization:
1482  *              HRTIMER_MODE_ABS, HRTIMER_MODE_REL, HRTIMER_MODE_ABS_SOFT,
1483  *              HRTIMER_MODE_REL_SOFT
1484  *
1485  *              The PINNED variants of the above can be handed in,
1486  *              but the PINNED bit is ignored as pinning happens
1487  *              when the hrtimer is started
1488  */
1489 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1490                   enum hrtimer_mode mode)
1491 {
1492         debug_init(timer, clock_id, mode);
1493         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1496
1497 /*
1498  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1499  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1500  * to another cpu.
1501  *
1502  * It is important for this function to not return a false negative.
1503  */
1504 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1505 {
1506         struct hrtimer_clock_base *base;
1507         unsigned int seq;
1508
1509         do {
1510                 base = READ_ONCE(timer->base);
1511                 seq = raw_read_seqcount_begin(&base->seq);
1512
1513                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1514                     base->running == timer)
1515                         return true;
1516
1517         } while (read_seqcount_retry(&base->seq, seq) ||
1518                  base != READ_ONCE(timer->base));
1519
1520         return false;
1521 }
1522 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1523
1524 /*
1525  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1526  * distinct sections:
1527  *
1528  *  - queued:   the timer is queued
1529  *  - callback: the timer is being ran
1530  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1531  *
1532  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1533  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1534  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1535  * insufficient for that.
1536  *
1537  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1538  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1539  * __run_hrtimer() invocations.
1540  */
1541
1542 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1543                           struct hrtimer_clock_base *base,
1544                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now,
1545                           unsigned long flags)
1546 {
1547         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1548         int restart;
1549
1550         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1551
1552         debug_deactivate(timer);
1553         base->running = timer;
1554
1555         /*
1556          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1557          *
1558          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1559          * hrtimer_active() cannot observe base->running == NULL &&
1560          * timer->state == INACTIVE.
1561          */
1562         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1563
1564         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1565         fn = timer->function;
1566
1567         /*
1568          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1569          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1570          * timer. If its not restarted it does not matter.
1571          */
1572         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1573                 timer->is_rel = false;
1574
1575         /*
1576          * The timer is marked as running in the CPU base, so it is
1577          * protected against migration to a different CPU even if the lock
1578          * is dropped.
1579          */
1580         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1581         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1582         restart = fn(timer);
1583         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1584         raw_spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1585
1586         /*
1587          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1588          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1589          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1590          *
1591          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1592          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1593          * for us already.
1594          */
1595         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1596             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1597                 enqueue_hrtimer(timer, base, HRTIMER_MODE_ABS);
1598
1599         /*
1600          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1601          *
1602          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1603          * hrtimer_active() cannot observe base->running.timer == NULL &&
1604          * timer->state == INACTIVE.
1605          */
1606         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1607
1608         WARN_ON_ONCE(base->running != timer);
1609         base->running = NULL;
1610 }
1611
1612 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now,
1613                                  unsigned long flags, unsigned int active_mask)
1614 {
1615         struct hrtimer_clock_base *base;
1616         unsigned int active = cpu_base->active_bases & active_mask;
1617
1618         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
1619                 struct timerqueue_node *node;
1620                 ktime_t basenow;
1621
1622                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1623
1624                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1625                         struct hrtimer *timer;
1626
1627                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1628
1629                         /*
1630                          * The immediate goal for using the softexpires is
1631                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1632                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1633                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1634                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1635                          * overlapping intervals and instead use the simple
1636                          * BST we already have.
1637                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1638                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1639                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1640                          */
1641                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1642                                 break;
1643
1644                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow, flags);
1645                         if (active_mask == HRTIMER_ACTIVE_SOFT)
1646                                 hrtimer_sync_wait_running(cpu_base, flags);
1647                 }
1648         }
1649 }
1650
1651 static __latent_entropy void hrtimer_run_softirq(struct softirq_action *h)
1652 {
1653         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1654         unsigned long flags;
1655         ktime_t now;
1656
1657         hrtimer_cpu_base_lock_expiry(cpu_base);
1658         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1659
1660         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1661         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1662
1663         cpu_base->softirq_activated = 0;
1664         hrtimer_update_softirq_timer(cpu_base, true);
1665
1666         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1667         hrtimer_cpu_base_unlock_expiry(cpu_base);
1668 }
1669
1670 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1671
1672 /*
1673  * High resolution timer interrupt
1674  * Called with interrupts disabled
1675  */
1676 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1677 {
1678         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1679         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1680         unsigned long flags;
1681         int retries = 0;
1682
1683         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1684         cpu_base->nr_events++;
1685         dev->next_event = KTIME_MAX;
1686
1687         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1688         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1689 retry:
1690         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1691         /*
1692          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1693          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1694          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1695          * timers which run their callback and need to be requeued on
1696          * this CPU.
1697          */
1698         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1699
1700         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1701                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1702                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1703                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1704         }
1705
1706         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1707
1708         /* Reevaluate the clock bases for the [soft] next expiry */
1709         expires_next = hrtimer_update_next_event(cpu_base);
1710         /*
1711          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1712          * against it.
1713          */
1714         cpu_base->expires_next = expires_next;
1715         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1716         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1717
1718         /* Reprogramming necessary ? */
1719         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1720                 cpu_base->hang_detected = 0;
1721                 return;
1722         }
1723
1724         /*
1725          * The next timer was already expired due to:
1726          * - tracing
1727          * - long lasting callbacks
1728          * - being scheduled away when running in a VM
1729          *
1730          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1731          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1732          * overreacting on some spurious event.
1733          *
1734          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1735          * the current time.
1736          */
1737         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1738         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1739         cpu_base->nr_retries++;
1740         if (++retries < 3)
1741                 goto retry;
1742         /*
1743          * Give the system a chance to do something else than looping
1744          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1745          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1746          * time away.
1747          */
1748         cpu_base->nr_hangs++;
1749         cpu_base->hang_detected = 1;
1750         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1751
1752         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1753         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1754                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1755         /*
1756          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1757          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1758          */
1759         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1760                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1761         else
1762                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1763         tick_program_event(expires_next, 1);
1764         pr_warn_once("hrtimer: interrupt took %llu ns\n", ktime_to_ns(delta));
1765 }
1766
1767 /* called with interrupts disabled */
1768 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1769 {
1770         struct tick_device *td;
1771
1772         if (!hrtimer_hres_active())
1773                 return;
1774
1775         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1776         if (td && td->evtdev)
1777                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1778 }
1779
1780 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1781
1782 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1783
1784 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1785
1786 /*
1787  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1788  */
1789 void hrtimer_run_queues(void)
1790 {
1791         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1792         unsigned long flags;
1793         ktime_t now;
1794
1795         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1796                 return;
1797
1798         /*
1799          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1800          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1801          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1802          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1803          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1804          */
1805         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1806                 hrtimer_switch_to_hres();
1807                 return;
1808         }
1809
1810         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1811         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1812
1813         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1814                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1815                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1816                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1817         }
1818
1819         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1820         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1821 }
1822
1823 /*
1824  * Sleep related functions:
1825  */
1826 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1827 {
1828         struct hrtimer_sleeper *t =
1829                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1830         struct task_struct *task = t->task;
1831
1832         t->task = NULL;
1833         if (task)
1834                 wake_up_process(task);
1835
1836         return HRTIMER_NORESTART;
1837 }
1838
1839 /**
1840  * hrtimer_sleeper_start_expires - Start a hrtimer sleeper timer
1841  * @sl:         sleeper to be started
1842  * @mode:       timer mode abs/rel
1843  *
1844  * Wrapper around hrtimer_start_expires() for hrtimer_sleeper based timers
1845  * to allow PREEMPT_RT to tweak the delivery mode (soft/hardirq context)
1846  */
1847 void hrtimer_sleeper_start_expires(struct hrtimer_sleeper *sl,
1848                                    enum hrtimer_mode mode)
1849 {
1850         /*
1851          * Make the enqueue delivery mode check work on RT. If the sleeper
1852          * was initialized for hard interrupt delivery, force the mode bit.
1853          * This is a special case for hrtimer_sleepers because
1854          * hrtimer_init_sleeper() determines the delivery mode on RT so the
1855          * fiddling with this decision is avoided at the call sites.
1856          */
1857         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT) && sl->timer.is_hard)
1858                 mode |= HRTIMER_MODE_HARD;
1859
1860         hrtimer_start_expires(&sl->timer, mode);
1861 }
1862 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_sleeper_start_expires);
1863
1864 static void __hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl,
1865                                    clockid_t clock_id, enum hrtimer_mode mode)
1866 {
1867         /*
1868          * On PREEMPT_RT enabled kernels hrtimers which are not explicitely
1869          * marked for hard interrupt expiry mode are moved into soft
1870          * interrupt context either for latency reasons or because the
1871          * hrtimer callback takes regular spinlocks or invokes other
1872          * functions which are not suitable for hard interrupt context on
1873          * PREEMPT_RT.
1874          *
1875          * The hrtimer_sleeper callback is RT compatible in hard interrupt
1876          * context, but there is a latency concern: Untrusted userspace can
1877          * spawn many threads which arm timers for the same expiry time on
1878          * the same CPU. That causes a latency spike due to the wakeup of
1879          * a gazillion threads.
1880          *
1881          * OTOH, priviledged real-time user space applications rely on the
1882          * low latency of hard interrupt wakeups. If the current task is in
1883          * a real-time scheduling class, mark the mode for hard interrupt
1884          * expiry.
1885          */
1886         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
1887                 if (task_is_realtime(current) && !(mode & HRTIMER_MODE_SOFT))
1888                         mode |= HRTIMER_MODE_HARD;
1889         }
1890
1891         __hrtimer_init(&sl->timer, clock_id, mode);
1892         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1893         sl->task = current;
1894 }
1895
1896 /**
1897  * hrtimer_init_sleeper - initialize sleeper to the given clock
1898  * @sl:         sleeper to be initialized
1899  * @clock_id:   the clock to be used
1900  * @mode:       timer mode abs/rel
1901  */
1902 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, clockid_t clock_id,
1903                           enum hrtimer_mode mode)
1904 {
1905         debug_init(&sl->timer, clock_id, mode);
1906         __hrtimer_init_sleeper(sl, clock_id, mode);
1907
1908 }
1909 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1910
1911 int nanosleep_copyout(struct restart_block *restart, struct timespec64 *ts)
1912 {
1913         switch(restart->nanosleep.type) {
1914 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
1915         case TT_COMPAT:
1916                 if (put_old_timespec32(ts, restart->nanosleep.compat_rmtp))
1917                         return -EFAULT;
1918                 break;
1919 #endif
1920         case TT_NATIVE:
1921                 if (put_timespec64(ts, restart->nanosleep.rmtp))
1922                         return -EFAULT;
1923                 break;
1924         default:
1925                 BUG();
1926         }
1927         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1928 }
1929
1930 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1931 {
1932         struct restart_block *restart;
1933
1934         do {
1935                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1936                 hrtimer_sleeper_start_expires(t, mode);
1937
1938                 if (likely(t->task))
1939                         freezable_schedule();
1940
1941                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1942                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1943
1944         } while (t->task && !signal_pending(current));
1945
1946         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1947
1948         if (!t->task)
1949                 return 0;
1950
1951         restart = &current->restart_block;
1952         if (restart->nanosleep.type != TT_NONE) {
1953                 ktime_t rem = hrtimer_expires_remaining(&t->timer);
1954                 struct timespec64 rmt;
1955
1956                 if (rem <= 0)
1957                         return 0;
1958                 rmt = ktime_to_timespec64(rem);
1959
1960                 return nanosleep_copyout(restart, &rmt);
1961         }
1962         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1963 }
1964
1965 static long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1966 {
1967         struct hrtimer_sleeper t;
1968         int ret;
1969
1970         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, restart->nanosleep.clockid,
1971                                       HRTIMER_MODE_ABS);
1972         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1973         ret = do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS);
1974         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 long hrtimer_nanosleep(const struct timespec64 *rqtp,
1979                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1980 {
1981         struct restart_block *restart;
1982         struct hrtimer_sleeper t;
1983         int ret = 0;
1984         u64 slack;
1985
1986         slack = current->timer_slack_ns;
1987         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1988                 slack = 0;
1989
1990         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, clockid, mode);
1991         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec64_to_ktime(*rqtp), slack);
1992         ret = do_nanosleep(&t, mode);
1993         if (ret != -ERESTART_RESTARTBLOCK)
1994                 goto out;
1995
1996         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1997         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1998                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1999                 goto out;
2000         }
2001
2002         restart = &current->restart_block;
2003         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
2004         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
2005         set_restart_fn(restart, hrtimer_nanosleep_restart);
2006 out:
2007         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
2008         return ret;
2009 }
2010
2011 #if !defined(CONFIG_64BIT_TIME) || defined(CONFIG_64BIT)
2012
2013 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct __kernel_timespec __user *, rqtp,
2014                 struct __kernel_timespec __user *, rmtp)
2015 {
2016         struct timespec64 tu;
2017
2018         if (get_timespec64(&tu, rqtp))
2019                 return -EFAULT;
2020
2021         if (!timespec64_valid(&tu))
2022                 return -EINVAL;
2023
2024         current->restart_block.fn = do_no_restart_syscall;
2025         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_NATIVE : TT_NONE;
2026         current->restart_block.nanosleep.rmtp = rmtp;
2027         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
2028 }
2029
2030 #endif
2031
2032 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
2033
2034 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep_time32, struct old_timespec32 __user *, rqtp,
2035                        struct old_timespec32 __user *, rmtp)
2036 {
2037         struct timespec64 tu;
2038
2039         if (get_old_timespec32(&tu, rqtp))
2040                 return -EFAULT;
2041
2042         if (!timespec64_valid(&tu))
2043                 return -EINVAL;
2044
2045         current->restart_block.fn = do_no_restart_syscall;
2046         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_COMPAT : TT_NONE;
2047         current->restart_block.nanosleep.compat_rmtp = rmtp;
2048         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
2049 }
2050 #endif
2051
2052 /*
2053  * Functions related to boot-time initialization:
2054  */
2055 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
2056 {
2057         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
2058         int i;
2059
2060         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
2061                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
2062                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
2063         }
2064
2065         cpu_base->cpu = cpu;
2066         cpu_base->active_bases = 0;
2067         cpu_base->hres_active = 0;
2068         cpu_base->hang_detected = 0;
2069         cpu_base->next_timer = NULL;
2070         cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
2071         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
2072         cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
2073         cpu_base->online = 1;
2074         hrtimer_cpu_base_init_expiry_lock(cpu_base);
2075         return 0;
2076 }
2077
2078 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2079
2080 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
2081                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
2082 {
2083         struct hrtimer *timer;
2084         struct timerqueue_node *node;
2085
2086         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
2087                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
2088                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
2089                 debug_deactivate(timer);
2090
2091                 /*
2092                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
2093                  * timer could be seen as !active and just vanish away
2094                  * under us on another CPU
2095                  */
2096                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
2097                 timer->base = new_base;
2098                 /*
2099                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
2100                  * reprogram the event device in case the timer
2101                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
2102                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
2103                  * sort out already expired timers and reprogram the
2104                  * event device.
2105                  */
2106                 enqueue_hrtimer(timer, new_base, HRTIMER_MODE_ABS);
2107         }
2108 }
2109
2110 int hrtimers_cpu_dying(unsigned int dying_cpu)
2111 {
2112         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
2113         int i, ncpu = cpumask_first(cpu_active_mask);
2114
2115         tick_cancel_sched_timer(dying_cpu);
2116
2117         old_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
2118         new_base = &per_cpu(hrtimer_bases, ncpu);
2119
2120         /*
2121          * The caller is globally serialized and nobody else
2122          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
2123          */
2124         raw_spin_lock(&old_base->lock);
2125         raw_spin_lock_nested(&new_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2126
2127         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
2128                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
2129                                      &new_base->clock_base[i]);
2130         }
2131
2132         /*
2133          * The migration might have changed the first expiring softirq
2134          * timer on this CPU. Update it.
2135          */
2136         __hrtimer_get_next_event(new_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
2137         /* Tell the other CPU to retrigger the next event */
2138         smp_call_function_single(ncpu, retrigger_next_event, NULL, 0);
2139
2140         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
2141         old_base->online = 0;
2142         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
2143
2144         return 0;
2145 }
2146
2147 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
2148
2149 void __init hrtimers_init(void)
2150 {
2151         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
2152         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, hrtimer_run_softirq);
2153 }
2154
2155 /**
2156  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
2157  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2158  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
2159  * @mode:       timer mode
2160  * @clock_id:   timer clock to be used
2161  */
2162 int __sched
2163 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
2164                                const enum hrtimer_mode mode, clockid_t clock_id)
2165 {
2166         struct hrtimer_sleeper t;
2167
2168         /*
2169          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
2170          * matter whether this is an absolute or a relative time.
2171          */
2172         if (expires && *expires == 0) {
2173                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
2174                 return 0;
2175         }
2176
2177         /*
2178          * A NULL parameter means "infinite"
2179          */
2180         if (!expires) {
2181                 schedule();
2182                 return -EINTR;
2183         }
2184
2185         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, clock_id, mode);
2186         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
2187         hrtimer_sleeper_start_expires(&t, mode);
2188
2189         if (likely(t.task))
2190                 schedule();
2191
2192         hrtimer_cancel(&t.timer);
2193         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
2194
2195         __set_current_state(TASK_RUNNING);
2196
2197         return !t.task ? 0 : -EINTR;
2198 }
2199
2200 /**
2201  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
2202  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2203  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
2204  * @mode:       timer mode
2205  *
2206  * Make the current task sleep until the given expiry time has
2207  * elapsed. The routine will return immediately unless
2208  * the current task state has been set (see set_current_state()).
2209  *
2210  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
2211  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
2212  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
2213  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
2214  *
2215  * You can set the task state as follows -
2216  *
2217  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
2218  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
2219  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
2220  *
2221  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
2222  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
2223  * up.
2224  *
2225  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
2226  * routine returns.
2227  *
2228  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
2229  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
2230  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
2231  */
2232 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
2233                                      const enum hrtimer_mode mode)
2234 {
2235         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
2236                                               CLOCK_MONOTONIC);
2237 }
2238 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
2239
2240 /**
2241  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
2242  * @expires:    timeout value (ktime_t)
2243  * @mode:       timer mode
2244  *
2245  * Make the current task sleep until the given expiry time has
2246  * elapsed. The routine will return immediately unless
2247  * the current task state has been set (see set_current_state()).
2248  *
2249  * You can set the task state as follows -
2250  *
2251  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
2252  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
2253  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
2254  *
2255  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
2256  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
2257  * up.
2258  *
2259  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
2260  * routine returns.
2261  *
2262  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
2263  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
2264  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
2265  */
2266 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
2267                                const enum hrtimer_mode mode)
2268 {
2269         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
2270 }
2271 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);