GNU Linux-libre 4.14.259-gnu1
[releases.git] / kernel / time / hrtimer.c
1 /*
2  *  linux/kernel/hrtimer.c
3  *
4  *  Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
5  *  Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
6  *  Copyright(C) 2006-2007  Timesys Corp., Thomas Gleixner
7  *
8  *  High-resolution kernel timers
9  *
10  *  In contrast to the low-resolution timeout API implemented in
11  *  kernel/timer.c, hrtimers provide finer resolution and accuracy
12  *  depending on system configuration and capabilities.
13  *
14  *  These timers are currently used for:
15  *   - itimers
16  *   - POSIX timers
17  *   - nanosleep
18  *   - precise in-kernel timing
19  *
20  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
21  *
22  *  Credits:
23  *      based on kernel/timer.c
24  *
25  *      Help, testing, suggestions, bugfixes, improvements were
26  *      provided by:
27  *
28  *      George Anzinger, Andrew Morton, Steven Rostedt, Roman Zippel
29  *      et. al.
30  *
31  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
32  */
33
34 #include <linux/cpu.h>
35 #include <linux/export.h>
36 #include <linux/percpu.h>
37 #include <linux/hrtimer.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/syscalls.h>
40 #include <linux/kallsyms.h>
41 #include <linux/interrupt.h>
42 #include <linux/tick.h>
43 #include <linux/seq_file.h>
44 #include <linux/err.h>
45 #include <linux/debugobjects.h>
46 #include <linux/sched/signal.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/sched/nohz.h>
51 #include <linux/sched/debug.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/freezer.h>
54 #include <linux/compat.h>
55
56 #include <linux/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/timer.h>
59
60 #include "tick-internal.h"
61
62 /*
63  * The timer bases:
64  *
65  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
66  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
67  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
68  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
69  */
70 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
71 {
72         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
73         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
74         .clock_base =
75         {
76                 {
77                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
78                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
79                         .get_time = &ktime_get,
80                 },
81                 {
82                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
83                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
84                         .get_time = &ktime_get_real,
85                 },
86                 {
87                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
88                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
89                         .get_time = &ktime_get_boottime,
90                 },
91                 {
92                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
93                         .clockid = CLOCK_TAI,
94                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
95                 },
96         }
97 };
98
99 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
100         /* Make sure we catch unsupported clockids */
101         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
102
103         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
104         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
105         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
106         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
107 };
108
109 /*
110  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
111  * single place
112  */
113 #ifdef CONFIG_SMP
114
115 /*
116  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
117  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
118  * timer->base->cpu_base
119  */
120 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
121         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
122         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
123 };
124
125 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
126
127 /*
128  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
129  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
130  * locked, and the base itself is locked too.
131  *
132  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
133  * be found on the lists/queues.
134  *
135  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
136  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
137  * remains locked.
138  */
139 static
140 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
141                                              unsigned long *flags)
142 {
143         struct hrtimer_clock_base *base;
144
145         for (;;) {
146                 base = timer->base;
147                 if (likely(base != &migration_base)) {
148                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
149                         if (likely(base == timer->base))
150                                 return base;
151                         /* The timer has migrated to another CPU: */
152                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
153                 }
154                 cpu_relax();
155         }
156 }
157
158 /*
159  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
160  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
161  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
162  *
163  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
164  */
165 static int
166 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
167 {
168 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
169         ktime_t expires;
170
171         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
172                 return 0;
173
174         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
175         return expires <= new_base->cpu_base->expires_next;
176 #else
177         return 0;
178 #endif
179 }
180
181 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
182 static inline
183 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
184                                          int pinned)
185 {
186         if (pinned || !base->migration_enabled)
187                 return base;
188         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
189 }
190 #else
191 static inline
192 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
193                                          int pinned)
194 {
195         return base;
196 }
197 #endif
198
199 /*
200  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
201  * if:
202  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
203  *      - timer migration is enabled
204  *      - the timer callback is not running
205  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
206  *
207  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
208  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
209  * the timer callback is currently running.
210  */
211 static inline struct hrtimer_clock_base *
212 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
213                     int pinned)
214 {
215         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
216         struct hrtimer_clock_base *new_base;
217         int basenum = base->index;
218
219         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
220         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
221 again:
222         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
223
224         if (base != new_base) {
225                 /*
226                  * We are trying to move timer to new_base.
227                  * However we can't change timer's base while it is running,
228                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
229                  * the event source in the high resolution case. The softirq
230                  * code will take care of this when the timer function has
231                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
232                  * the timer is enqueued.
233                  */
234                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
235                         return base;
236
237                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
238                 timer->base = &migration_base;
239                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
240                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
241
242                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
243                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
244                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
245                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
246                         new_cpu_base = this_cpu_base;
247                         timer->base = base;
248                         goto again;
249                 }
250                 timer->base = new_base;
251         } else {
252                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
253                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
254                         new_cpu_base = this_cpu_base;
255                         goto again;
256                 }
257         }
258         return new_base;
259 }
260
261 #else /* CONFIG_SMP */
262
263 static inline struct hrtimer_clock_base *
264 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
265 {
266         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
267
268         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
269
270         return base;
271 }
272
273 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
274
275 #endif  /* !CONFIG_SMP */
276
277 /*
278  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
279  * too large for inlining:
280  */
281 #if BITS_PER_LONG < 64
282 /*
283  * Divide a ktime value by a nanosecond value
284  */
285 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
286 {
287         int sft = 0;
288         s64 dclc;
289         u64 tmp;
290
291         dclc = ktime_to_ns(kt);
292         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
293
294         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
295         while (div >> 32) {
296                 sft++;
297                 div >>= 1;
298         }
299         tmp >>= sft;
300         do_div(tmp, (unsigned long) div);
301         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
302 }
303 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
304 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
305
306 /*
307  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
308  */
309 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
310 {
311         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
312
313         /*
314          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
315          * return to user space in a timespec:
316          */
317         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
318                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
319
320         return res;
321 }
322
323 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
324
325 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
326
327 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
328
329 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
330 {
331         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
332 }
333
334 /*
335  * fixup_init is called when:
336  * - an active object is initialized
337  */
338 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
339 {
340         struct hrtimer *timer = addr;
341
342         switch (state) {
343         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
344                 hrtimer_cancel(timer);
345                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
346                 return true;
347         default:
348                 return false;
349         }
350 }
351
352 /*
353  * fixup_activate is called when:
354  * - an active object is activated
355  * - an unknown non-static object is activated
356  */
357 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
358 {
359         switch (state) {
360         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
361                 WARN_ON(1);
362
363         default:
364                 return false;
365         }
366 }
367
368 /*
369  * fixup_free is called when:
370  * - an active object is freed
371  */
372 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
373 {
374         struct hrtimer *timer = addr;
375
376         switch (state) {
377         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
378                 hrtimer_cancel(timer);
379                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
380                 return true;
381         default:
382                 return false;
383         }
384 }
385
386 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
387         .name           = "hrtimer",
388         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
389         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
390         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
391         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
392 };
393
394 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
395 {
396         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
397 }
398
399 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
400 {
401         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
402 }
403
404 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
405 {
406         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
407 }
408
409 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
410 {
411         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
412 }
413
414 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
415                            enum hrtimer_mode mode);
416
417 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
418                            enum hrtimer_mode mode)
419 {
420         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
421         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
424
425 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
426 {
427         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
428 }
429 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
430
431 #else
432 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
433 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
434 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
435 #endif
436
437 static inline void
438 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
439            enum hrtimer_mode mode)
440 {
441         debug_hrtimer_init(timer);
442         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
443 }
444
445 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
446 {
447         debug_hrtimer_activate(timer);
448         trace_hrtimer_start(timer);
449 }
450
451 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
452 {
453         debug_hrtimer_deactivate(timer);
454         trace_hrtimer_cancel(timer);
455 }
456
457 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
458 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
459                                              struct hrtimer *timer)
460 {
461 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
462         cpu_base->next_timer = timer;
463 #endif
464 }
465
466 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
467 {
468         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
469         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
470         ktime_t expires, expires_next = KTIME_MAX;
471
472         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
473         for (; active; base++, active >>= 1) {
474                 struct timerqueue_node *next;
475                 struct hrtimer *timer;
476
477                 if (!(active & 0x01))
478                         continue;
479
480                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
481                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
482                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
483                 if (expires < expires_next) {
484                         expires_next = expires;
485                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
486                 }
487         }
488         /*
489          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
490          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
491          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
492          */
493         if (expires_next < 0)
494                 expires_next = 0;
495         return expires_next;
496 }
497 #endif
498
499 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
500 {
501         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
502         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
503         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
504
505         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
506                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
507 }
508
509 /* High resolution timer related functions */
510 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
511
512 /*
513  * High resolution timer enabled ?
514  */
515 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
516 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
517 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
518
519 /*
520  * Enable / Disable high resolution mode
521  */
522 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
523 {
524         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
525 }
526
527 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
528
529 /*
530  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
531  */
532 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
533 {
534         return hrtimer_hres_enabled;
535 }
536
537 /*
538  * Is the high resolution mode active ?
539  */
540 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
541 {
542         return cpu_base->hres_active;
543 }
544
545 static inline int hrtimer_hres_active(void)
546 {
547         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
548 }
549
550 /*
551  * Reprogram the event source with checking both queues for the
552  * next event
553  * Called with interrupts disabled and base->lock held
554  */
555 static void
556 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
557 {
558         ktime_t expires_next;
559
560         if (!cpu_base->hres_active)
561                 return;
562
563         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
564
565         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
566                 return;
567
568         cpu_base->expires_next = expires_next;
569
570         /*
571          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
572          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
573          * system to make progress. That also prevents the following
574          * scenario:
575          * T1 expires 50ms from now
576          * T2 expires 5s from now
577          *
578          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
579          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
580          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
581          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
582          * fires.
583          */
584         if (cpu_base->hang_detected)
585                 return;
586
587         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
588 }
589
590 /*
591  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
592  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
593  * which the clock event device was armed.
594  *
595  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
596  */
597 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
598                               struct hrtimer_clock_base *base)
599 {
600         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
601         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
602
603         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
604
605         /*
606          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
607          * the other cpus clock event device.
608          */
609         if (base->cpu_base != cpu_base)
610                 return;
611
612         /*
613          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
614          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
615          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
616          * context so we don't need an extra check for a running
617          * callback.
618          */
619         if (cpu_base->in_hrtirq)
620                 return;
621
622         /*
623          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
624          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
625          */
626         if (expires < 0)
627                 expires = 0;
628
629         if (expires >= cpu_base->expires_next)
630                 return;
631
632         /* Update the pointer to the next expiring timer */
633         cpu_base->next_timer = timer;
634
635         /*
636          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
637          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
638          * which we enforced in the hang detection. We want the system
639          * to make progress.
640          */
641         if (cpu_base->hang_detected)
642                 return;
643
644         /*
645          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
646          * events which are already in the past.
647          */
648         cpu_base->expires_next = expires;
649         tick_program_event(expires, 1);
650 }
651
652 /*
653  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
654  */
655 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
656 {
657         base->expires_next = KTIME_MAX;
658         base->hang_detected = 0;
659         base->hres_active = 0;
660         base->next_timer = NULL;
661 }
662
663 /*
664  * Retrigger next event is called after clock was set
665  *
666  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
667  */
668 static void retrigger_next_event(void *arg)
669 {
670         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
671
672         if (!base->hres_active)
673                 return;
674
675         raw_spin_lock(&base->lock);
676         hrtimer_update_base(base);
677         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
678         raw_spin_unlock(&base->lock);
679 }
680
681 /*
682  * Switch to high resolution mode
683  */
684 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
685 {
686         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
687
688         if (tick_init_highres()) {
689                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
690                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
691                 return;
692         }
693         base->hres_active = 1;
694         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
695
696         tick_setup_sched_timer();
697         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
698         retrigger_next_event(NULL);
699 }
700
701 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
702 {
703         clock_was_set();
704 }
705
706 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
707
708 /*
709  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
710  * interrupt device on all cpus.
711  */
712 void clock_was_set_delayed(void)
713 {
714         schedule_work(&hrtimer_work);
715 }
716
717 #else
718
719 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
720 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
721 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
722 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
723 static inline void
724 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
725 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
726                                     struct hrtimer_clock_base *base)
727 {
728         return 0;
729 }
730 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
731 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
732
733 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
734
735 /*
736  * Clock realtime was set
737  *
738  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
739  * clock.
740  *
741  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
742  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
743  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
744  * call the high resolution interrupt code.
745  */
746 void clock_was_set(void)
747 {
748 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
749         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
750         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
751 #endif
752         timerfd_clock_was_set();
753 }
754
755 /*
756  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
757  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
758  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
759  * must be deferred.
760  */
761 void hrtimers_resume(void)
762 {
763         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
764                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
765
766         /* Retrigger on the local CPU */
767         retrigger_next_event(NULL);
768         /* And schedule a retrigger for all others */
769         clock_was_set_delayed();
770 }
771
772 /*
773  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
774  */
775 static inline
776 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
777 {
778         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
779 }
780
781 /**
782  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
783  * @timer:      hrtimer to forward
784  * @now:        forward past this time
785  * @interval:   the interval to forward
786  *
787  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
788  * Returns the number of overruns.
789  *
790  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
791  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
792  * running the callback and the caller needs to take care of
793  * serialization.
794  *
795  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
796  * the timer.
797  */
798 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
799 {
800         u64 orun = 1;
801         ktime_t delta;
802
803         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
804
805         if (delta < 0)
806                 return 0;
807
808         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
809                 return 0;
810
811         if (interval < hrtimer_resolution)
812                 interval = hrtimer_resolution;
813
814         if (unlikely(delta >= interval)) {
815                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
816
817                 orun = ktime_divns(delta, incr);
818                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
819                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
820                         return orun;
821                 /*
822                  * This (and the ktime_add() below) is the
823                  * correction for exact:
824                  */
825                 orun++;
826         }
827         hrtimer_add_expires(timer, interval);
828
829         return orun;
830 }
831 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
832
833 /*
834  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
835  *
836  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
837  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
838  *
839  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
840  */
841 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
842                            struct hrtimer_clock_base *base)
843 {
844         debug_activate(timer);
845
846         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
847
848         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
849         WRITE_ONCE(timer->state, HRTIMER_STATE_ENQUEUED);
850
851         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
852 }
853
854 /*
855  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
856  *
857  * Caller must hold the base lock.
858  *
859  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
860  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
861  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
862  * anyway (e.g. timer interrupt)
863  */
864 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
865                              struct hrtimer_clock_base *base,
866                              u8 newstate, int reprogram)
867 {
868         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
869         u8 state = timer->state;
870
871         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
872         WRITE_ONCE(timer->state, newstate);
873         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
874                 return;
875
876         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
877                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
878
879 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
880         /*
881          * Note: If reprogram is false we do not update
882          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
883          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
884          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
885          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
886          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
887          */
888         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
889                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
890 #endif
891 }
892
893 /*
894  * remove hrtimer, called with base lock held
895  */
896 static inline int
897 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
898 {
899         u8 state = timer->state;
900
901         if (state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED) {
902                 int reprogram;
903
904                 /*
905                  * Remove the timer and force reprogramming when high
906                  * resolution mode is active and the timer is on the current
907                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
908                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
909                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
910                  * rare case and less expensive than a smp call.
911                  */
912                 debug_deactivate(timer);
913                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
914
915                 if (!restart)
916                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
917
918                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
919                 return 1;
920         }
921         return 0;
922 }
923
924 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
925                                             const enum hrtimer_mode mode)
926 {
927 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
928         /*
929          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
930          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
931          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
932          */
933         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
934         if (timer->is_rel)
935                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
936 #endif
937         return tim;
938 }
939
940 /**
941  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
942  * @timer:      the timer to be added
943  * @tim:        expiry time
944  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
945  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
946  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
947  */
948 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
949                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
950 {
951         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
952         unsigned long flags;
953         int leftmost;
954
955         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
956
957         /* Remove an active timer from the queue: */
958         remove_hrtimer(timer, base, true);
959
960         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
961                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
962
963         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
964
965         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
966
967         /* Switch the timer base, if necessary: */
968         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
969
970         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
971         if (!leftmost)
972                 goto unlock;
973
974         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
975                 /*
976                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
977                  * on dynticks target.
978                  */
979                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
980                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
981         } else {
982                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
983         }
984 unlock:
985         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
986 }
987 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
988
989 /**
990  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
991  * @timer:      hrtimer to stop
992  *
993  * Returns:
994  *  0 when the timer was not active
995  *  1 when the timer was active
996  * -1 when the timer is currently executing the callback function and
997  *    cannot be stopped
998  */
999 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1000 {
1001         struct hrtimer_clock_base *base;
1002         unsigned long flags;
1003         int ret = -1;
1004
1005         /*
1006          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1007          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1008          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1009          * so we can avoid taking it.
1010          */
1011         if (!hrtimer_active(timer))
1012                 return 0;
1013
1014         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1015
1016         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1017                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1018
1019         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1020
1021         return ret;
1022
1023 }
1024 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1025
1026 /**
1027  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1028  * @timer:      the timer to be cancelled
1029  *
1030  * Returns:
1031  *  0 when the timer was not active
1032  *  1 when the timer was active
1033  */
1034 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1035 {
1036         for (;;) {
1037                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1038
1039                 if (ret >= 0)
1040                         return ret;
1041                 cpu_relax();
1042         }
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1045
1046 /**
1047  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1048  * @timer:      the timer to read
1049  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1050  */
1051 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1052 {
1053         unsigned long flags;
1054         ktime_t rem;
1055
1056         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1057         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1058                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1059         else
1060                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1061         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1062
1063         return rem;
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1066
1067 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1068 /**
1069  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1070  *
1071  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1072  */
1073 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1074 {
1075         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1076         u64 expires = KTIME_MAX;
1077         unsigned long flags;
1078
1079         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1080
1081         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1082                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1083
1084         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1085
1086         return expires;
1087 }
1088 #endif
1089
1090 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1091 {
1092         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1093                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1094
1095                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1096                         return base;
1097         }
1098         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1099         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1100 }
1101
1102 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1103                            enum hrtimer_mode mode)
1104 {
1105         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1106         int base;
1107
1108         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1109
1110         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1111
1112         /*
1113          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1114          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1115          * ensure POSIX compliance.
1116          */
1117         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1118                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1119
1120         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1121         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1122         timerqueue_init(&timer->node);
1123 }
1124
1125 /**
1126  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1127  * @timer:      the timer to be initialized
1128  * @clock_id:   the clock to be used
1129  * @mode:       timer mode abs/rel
1130  */
1131 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1132                   enum hrtimer_mode mode)
1133 {
1134         debug_init(timer, clock_id, mode);
1135         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1136 }
1137 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1138
1139 /*
1140  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1141  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1142  * to another cpu.
1143  *
1144  * It is important for this function to not return a false negative.
1145  */
1146 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1147 {
1148         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1149         unsigned int seq;
1150
1151         do {
1152                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1153                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1154
1155                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1156                     cpu_base->running == timer)
1157                         return true;
1158
1159         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1160                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1161
1162         return false;
1163 }
1164 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1165
1166 /*
1167  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1168  * distinct sections:
1169  *
1170  *  - queued:   the timer is queued
1171  *  - callback: the timer is being ran
1172  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1173  *
1174  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1175  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1176  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1177  * insufficient for that.
1178  *
1179  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1180  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1181  * __run_hrtimer() invocations.
1182  */
1183
1184 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1185                           struct hrtimer_clock_base *base,
1186                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1187 {
1188         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1189         int restart;
1190
1191         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1192
1193         debug_deactivate(timer);
1194         cpu_base->running = timer;
1195
1196         /*
1197          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1198          *
1199          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1200          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1201          * timer->state == INACTIVE.
1202          */
1203         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1204
1205         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1206         fn = timer->function;
1207
1208         /*
1209          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1210          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1211          * timer. If its not restarted it does not matter.
1212          */
1213         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1214                 timer->is_rel = false;
1215
1216         /*
1217          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1218          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1219          * the timer base.
1220          */
1221         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1222         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1223         restart = fn(timer);
1224         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1225         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1226
1227         /*
1228          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1229          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1230          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1231          *
1232          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1233          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1234          * for us already.
1235          */
1236         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1237             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1238                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1239
1240         /*
1241          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1242          *
1243          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1244          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1245          * timer->state == INACTIVE.
1246          */
1247         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1248
1249         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1250         cpu_base->running = NULL;
1251 }
1252
1253 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1254 {
1255         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1256         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1257
1258         for (; active; base++, active >>= 1) {
1259                 struct timerqueue_node *node;
1260                 ktime_t basenow;
1261
1262                 if (!(active & 0x01))
1263                         continue;
1264
1265                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1266
1267                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1268                         struct hrtimer *timer;
1269
1270                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1271
1272                         /*
1273                          * The immediate goal for using the softexpires is
1274                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1275                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1276                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1277                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1278                          * overlapping intervals and instead use the simple
1279                          * BST we already have.
1280                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1281                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1282                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1283                          */
1284                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1285                                 break;
1286
1287                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1288                 }
1289         }
1290 }
1291
1292 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1293
1294 /*
1295  * High resolution timer interrupt
1296  * Called with interrupts disabled
1297  */
1298 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1299 {
1300         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1301         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1302         int retries = 0;
1303
1304         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1305         cpu_base->nr_events++;
1306         dev->next_event = KTIME_MAX;
1307
1308         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1309         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1310 retry:
1311         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1312         /*
1313          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1314          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1315          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1316          * timers which run their callback and need to be requeued on
1317          * this CPU.
1318          */
1319         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1320
1321         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1322
1323         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1324         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1325         /*
1326          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1327          * against it.
1328          */
1329         cpu_base->expires_next = expires_next;
1330         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1331         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1332
1333         /* Reprogramming necessary ? */
1334         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1335                 cpu_base->hang_detected = 0;
1336                 return;
1337         }
1338
1339         /*
1340          * The next timer was already expired due to:
1341          * - tracing
1342          * - long lasting callbacks
1343          * - being scheduled away when running in a VM
1344          *
1345          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1346          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1347          * overreacting on some spurious event.
1348          *
1349          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1350          * the current time.
1351          */
1352         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1353         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1354         cpu_base->nr_retries++;
1355         if (++retries < 3)
1356                 goto retry;
1357         /*
1358          * Give the system a chance to do something else than looping
1359          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1360          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1361          * time away.
1362          */
1363         cpu_base->nr_hangs++;
1364         cpu_base->hang_detected = 1;
1365         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1366         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1367         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1368                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1369         /*
1370          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1371          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1372          */
1373         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1374                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1375         else
1376                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1377         tick_program_event(expires_next, 1);
1378         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1379                     ktime_to_ns(delta));
1380 }
1381
1382 /* called with interrupts disabled */
1383 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1384 {
1385         struct tick_device *td;
1386
1387         if (!hrtimer_hres_active())
1388                 return;
1389
1390         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1391         if (td && td->evtdev)
1392                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1393 }
1394
1395 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1396
1397 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1398
1399 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1400
1401 /*
1402  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1403  */
1404 void hrtimer_run_queues(void)
1405 {
1406         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1407         ktime_t now;
1408
1409         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1410                 return;
1411
1412         /*
1413          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1414          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1415          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1416          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1417          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1418          */
1419         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1420                 hrtimer_switch_to_hres();
1421                 return;
1422         }
1423
1424         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1425         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1426         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1427         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1428 }
1429
1430 /*
1431  * Sleep related functions:
1432  */
1433 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1434 {
1435         struct hrtimer_sleeper *t =
1436                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1437         struct task_struct *task = t->task;
1438
1439         t->task = NULL;
1440         if (task)
1441                 wake_up_process(task);
1442
1443         return HRTIMER_NORESTART;
1444 }
1445
1446 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1447 {
1448         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1449         sl->task = task;
1450 }
1451 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1452
1453 int nanosleep_copyout(struct restart_block *restart, struct timespec64 *ts)
1454 {
1455         switch(restart->nanosleep.type) {
1456 #ifdef CONFIG_COMPAT
1457         case TT_COMPAT:
1458                 if (compat_put_timespec64(ts, restart->nanosleep.compat_rmtp))
1459                         return -EFAULT;
1460                 break;
1461 #endif
1462         case TT_NATIVE:
1463                 if (put_timespec64(ts, restart->nanosleep.rmtp))
1464                         return -EFAULT;
1465                 break;
1466         default:
1467                 BUG();
1468         }
1469         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1470 }
1471
1472 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1473 {
1474         struct restart_block *restart;
1475
1476         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1477
1478         do {
1479                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1480                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1481
1482                 if (likely(t->task))
1483                         freezable_schedule();
1484
1485                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1486                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1487
1488         } while (t->task && !signal_pending(current));
1489
1490         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1491
1492         if (!t->task)
1493                 return 0;
1494
1495         restart = &current->restart_block;
1496         if (restart->nanosleep.type != TT_NONE) {
1497                 ktime_t rem = hrtimer_expires_remaining(&t->timer);
1498                 struct timespec64 rmt;
1499
1500                 if (rem <= 0)
1501                         return 0;
1502                 rmt = ktime_to_timespec64(rem);
1503
1504                 return nanosleep_copyout(restart, &rmt);
1505         }
1506         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1507 }
1508
1509 static long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1510 {
1511         struct hrtimer_sleeper t;
1512         int ret;
1513
1514         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1515                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1516         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1517
1518         ret = do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS);
1519         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1520         return ret;
1521 }
1522
1523 long hrtimer_nanosleep(const struct timespec64 *rqtp,
1524                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1525 {
1526         struct restart_block *restart;
1527         struct hrtimer_sleeper t;
1528         int ret = 0;
1529         u64 slack;
1530
1531         slack = current->timer_slack_ns;
1532         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1533                 slack = 0;
1534
1535         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1536         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec64_to_ktime(*rqtp), slack);
1537         ret = do_nanosleep(&t, mode);
1538         if (ret != -ERESTART_RESTARTBLOCK)
1539                 goto out;
1540
1541         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1542         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1543                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1544                 goto out;
1545         }
1546
1547         restart = &current->restart_block;
1548         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1549         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1550         set_restart_fn(restart, hrtimer_nanosleep_restart);
1551 out:
1552         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1553         return ret;
1554 }
1555
1556 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1557                 struct timespec __user *, rmtp)
1558 {
1559         struct timespec64 tu;
1560
1561         if (get_timespec64(&tu, rqtp))
1562                 return -EFAULT;
1563
1564         if (!timespec64_valid(&tu))
1565                 return -EINVAL;
1566
1567         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_NATIVE : TT_NONE;
1568         current->restart_block.nanosleep.rmtp = rmtp;
1569         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1570 }
1571
1572 #ifdef CONFIG_COMPAT
1573
1574 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct compat_timespec __user *, rqtp,
1575                        struct compat_timespec __user *, rmtp)
1576 {
1577         struct timespec64 tu;
1578
1579         if (compat_get_timespec64(&tu, rqtp))
1580                 return -EFAULT;
1581
1582         if (!timespec64_valid(&tu))
1583                 return -EINVAL;
1584
1585         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_COMPAT : TT_NONE;
1586         current->restart_block.nanosleep.compat_rmtp = rmtp;
1587         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1588 }
1589 #endif
1590
1591 /*
1592  * Functions related to boot-time initialization:
1593  */
1594 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1595 {
1596         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1597         int i;
1598
1599         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1600                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1601                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1602         }
1603
1604         cpu_base->active_bases = 0;
1605         cpu_base->cpu = cpu;
1606         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1611
1612 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1613                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1614 {
1615         struct hrtimer *timer;
1616         struct timerqueue_node *node;
1617
1618         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1619                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1620                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1621                 debug_deactivate(timer);
1622
1623                 /*
1624                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1625                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1626                  * under us on another CPU
1627                  */
1628                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1629                 timer->base = new_base;
1630                 /*
1631                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1632                  * reprogram the event device in case the timer
1633                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1634                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1635                  * sort out already expired timers and reprogram the
1636                  * event device.
1637                  */
1638                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1639         }
1640 }
1641
1642 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1643 {
1644         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1645         int i;
1646
1647         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1648         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1649
1650         local_irq_disable();
1651         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1652         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1653         /*
1654          * The caller is globally serialized and nobody else
1655          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1656          */
1657         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1658         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1659
1660         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1661                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1662                                      &new_base->clock_base[i]);
1663         }
1664
1665         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1666         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1667
1668         /* Check, if we got expired work to do */
1669         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1670         local_irq_enable();
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1675
1676 void __init hrtimers_init(void)
1677 {
1678         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1679 }
1680
1681 /**
1682  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1683  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1684  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1685  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1686  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1687  */
1688 int __sched
1689 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1690                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1691 {
1692         struct hrtimer_sleeper t;
1693
1694         /*
1695          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1696          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1697          */
1698         if (expires && *expires == 0) {
1699                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1700                 return 0;
1701         }
1702
1703         /*
1704          * A NULL parameter means "infinite"
1705          */
1706         if (!expires) {
1707                 schedule();
1708                 return -EINTR;
1709         }
1710
1711         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1712         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1713
1714         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1715
1716         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1717
1718         if (likely(t.task))
1719                 schedule();
1720
1721         hrtimer_cancel(&t.timer);
1722         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1723
1724         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1725
1726         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1727 }
1728
1729 /**
1730  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1731  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1732  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1733  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1734  *
1735  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1736  * elapsed. The routine will return immediately unless
1737  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1738  *
1739  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1740  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1741  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1742  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1743  *
1744  * You can set the task state as follows -
1745  *
1746  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1747  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1748  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1749  *
1750  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1751  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1752  * up.
1753  *
1754  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1755  * routine returns.
1756  *
1757  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1758  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1759  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1760  */
1761 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1762                                      const enum hrtimer_mode mode)
1763 {
1764         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1765                                               CLOCK_MONOTONIC);
1766 }
1767 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1768
1769 /**
1770  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1771  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1772  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1773  *
1774  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1775  * elapsed. The routine will return immediately unless
1776  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1777  *
1778  * You can set the task state as follows -
1779  *
1780  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1781  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1782  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1783  *
1784  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1785  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1786  * up.
1787  *
1788  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1789  * routine returns.
1790  *
1791  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1792  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1793  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1794  */
1795 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1796                                const enum hrtimer_mode mode)
1797 {
1798         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1799 }
1800 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);