GNU Linux-libre 4.9.317-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.h>
47 #include <linux/sched/sysctl.h>
48 #include <linux/sched/rt.h>
49 #include <linux/sched/deadline.h>
50 #include <linux/timer.h>
51 #include <linux/freezer.h>
52
53 #include <asm/uaccess.h>
54
55 #include <trace/events/timer.h>
56
57 #include "tick-internal.h"
58
59 /*
60  * The timer bases:
61  *
62  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
63  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
64  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
65  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
66  */
67 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
68 {
69         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
70         .seq = SEQCNT_ZERO(hrtimer_bases.seq),
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 };
95
96 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
97         /* Make sure we catch unsupported clockids */
98         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
99
100         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
101         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
102         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
103         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
104 };
105
106 /*
107  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
108  * single place
109  */
110 #ifdef CONFIG_SMP
111
112 /*
113  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
114  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
115  * timer->base->cpu_base
116  */
117 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
118         .seq = SEQCNT_ZERO(migration_cpu_base),
119         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
120 };
121
122 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
123
124 /*
125  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
126  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
127  * locked, and the base itself is locked too.
128  *
129  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
130  * be found on the lists/queues.
131  *
132  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
133  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
134  * remains locked.
135  */
136 static
137 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
138                                              unsigned long *flags)
139 {
140         struct hrtimer_clock_base *base;
141
142         for (;;) {
143                 base = timer->base;
144                 if (likely(base != &migration_base)) {
145                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
146                         if (likely(base == timer->base))
147                                 return base;
148                         /* The timer has migrated to another CPU: */
149                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
150                 }
151                 cpu_relax();
152         }
153 }
154
155 /*
156  * With HIGHRES=y we do not migrate the timer when it is expiring
157  * before the next event on the target cpu because we cannot reprogram
158  * the target cpu hardware and we would cause it to fire late.
159  *
160  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
161  */
162 static int
163 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
164 {
165 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
166         ktime_t expires;
167
168         if (!new_base->cpu_base->hres_active)
169                 return 0;
170
171         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
172         return expires.tv64 <= new_base->cpu_base->expires_next.tv64;
173 #else
174         return 0;
175 #endif
176 }
177
178 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
179 static inline
180 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
181                                          int pinned)
182 {
183         if (pinned || !base->migration_enabled)
184                 return base;
185         return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
186 }
187 #else
188 static inline
189 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
190                                          int pinned)
191 {
192         return base;
193 }
194 #endif
195
196 /*
197  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
198  * if:
199  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
200  *      - timer migration is enabled
201  *      - the timer callback is not running
202  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
203  *
204  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
205  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
206  * the timer callback is currently running.
207  */
208 static inline struct hrtimer_clock_base *
209 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
210                     int pinned)
211 {
212         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
213         struct hrtimer_clock_base *new_base;
214         int basenum = base->index;
215
216         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
217         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
218 again:
219         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
220
221         if (base != new_base) {
222                 /*
223                  * We are trying to move timer to new_base.
224                  * However we can't change timer's base while it is running,
225                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
226                  * the event source in the high resolution case. The softirq
227                  * code will take care of this when the timer function has
228                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
229                  * the timer is enqueued.
230                  */
231                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
232                         return base;
233
234                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
235                 timer->base = &migration_base;
236                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
237                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
238
239                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
240                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
241                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
242                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
243                         new_cpu_base = this_cpu_base;
244                         timer->base = base;
245                         goto again;
246                 }
247                 timer->base = new_base;
248         } else {
249                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
250                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
251                         new_cpu_base = this_cpu_base;
252                         goto again;
253                 }
254         }
255         return new_base;
256 }
257
258 #else /* CONFIG_SMP */
259
260 static inline struct hrtimer_clock_base *
261 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
262 {
263         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
264
265         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
266
267         return base;
268 }
269
270 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
271
272 #endif  /* !CONFIG_SMP */
273
274 /*
275  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
276  * too large for inlining:
277  */
278 #if BITS_PER_LONG < 64
279 /*
280  * Divide a ktime value by a nanosecond value
281  */
282 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
283 {
284         int sft = 0;
285         s64 dclc;
286         u64 tmp;
287
288         dclc = ktime_to_ns(kt);
289         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
290
291         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
292         while (div >> 32) {
293                 sft++;
294                 div >>= 1;
295         }
296         tmp >>= sft;
297         do_div(tmp, (unsigned long) div);
298         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
299 }
300 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
301 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
302
303 /*
304  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
305  */
306 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
307 {
308         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
309
310         /*
311          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
312          * return to user space in a timespec:
313          */
314         if (res.tv64 < 0 || res.tv64 < lhs.tv64 || res.tv64 < rhs.tv64)
315                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
316
317         return res;
318 }
319
320 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
321
322 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
323
324 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
325
326 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
327 {
328         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
329 }
330
331 /*
332  * fixup_init is called when:
333  * - an active object is initialized
334  */
335 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
336 {
337         struct hrtimer *timer = addr;
338
339         switch (state) {
340         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
341                 hrtimer_cancel(timer);
342                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
343                 return true;
344         default:
345                 return false;
346         }
347 }
348
349 /*
350  * fixup_activate is called when:
351  * - an active object is activated
352  * - an unknown non-static object is activated
353  */
354 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
355 {
356         switch (state) {
357         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
358                 WARN_ON(1);
359
360         default:
361                 return false;
362         }
363 }
364
365 /*
366  * fixup_free is called when:
367  * - an active object is freed
368  */
369 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
370 {
371         struct hrtimer *timer = addr;
372
373         switch (state) {
374         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
375                 hrtimer_cancel(timer);
376                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
377                 return true;
378         default:
379                 return false;
380         }
381 }
382
383 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
384         .name           = "hrtimer",
385         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
386         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
387         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
388         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
389 };
390
391 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
392 {
393         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
394 }
395
396 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer)
397 {
398         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
399 }
400
401 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
402 {
403         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
404 }
405
406 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
407 {
408         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
409 }
410
411 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
412                            enum hrtimer_mode mode);
413
414 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
415                            enum hrtimer_mode mode)
416 {
417         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
418         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
419 }
420 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
421
422 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
423 {
424         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
425 }
426 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
427
428 #else
429 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
430 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer) { }
431 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
432 #endif
433
434 static inline void
435 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
436            enum hrtimer_mode mode)
437 {
438         debug_hrtimer_init(timer);
439         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
440 }
441
442 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer)
443 {
444         debug_hrtimer_activate(timer);
445         trace_hrtimer_start(timer);
446 }
447
448 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
449 {
450         debug_hrtimer_deactivate(timer);
451         trace_hrtimer_cancel(timer);
452 }
453
454 #if defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON) || defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS)
455 static inline void hrtimer_update_next_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
456                                              struct hrtimer *timer)
457 {
458 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
459         cpu_base->next_timer = timer;
460 #endif
461 }
462
463 static ktime_t __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
464 {
465         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
466         ktime_t expires, expires_next = { .tv64 = KTIME_MAX };
467         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
468
469         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, NULL);
470         for (; active; base++, active >>= 1) {
471                 struct timerqueue_node *next;
472                 struct hrtimer *timer;
473
474                 if (!(active & 0x01))
475                         continue;
476
477                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
478                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
479                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
480                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64) {
481                         expires_next = expires;
482                         hrtimer_update_next_timer(cpu_base, timer);
483                 }
484         }
485         /*
486          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
487          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
488          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
489          */
490         if (expires_next.tv64 < 0)
491                 expires_next.tv64 = 0;
492         return expires_next;
493 }
494 #endif
495
496 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
497 {
498         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
499         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
500         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
501
502         return ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
503                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
504 }
505
506 /* High resolution timer related functions */
507 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
508
509 /*
510  * High resolution timer enabled ?
511  */
512 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
513 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
514 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
515
516 /*
517  * Enable / Disable high resolution mode
518  */
519 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
520 {
521         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
522 }
523
524 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
525
526 /*
527  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
528  */
529 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
530 {
531         return hrtimer_hres_enabled;
532 }
533
534 /*
535  * Is the high resolution mode active ?
536  */
537 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
538 {
539         return cpu_base->hres_active;
540 }
541
542 static inline int hrtimer_hres_active(void)
543 {
544         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
545 }
546
547 /*
548  * Reprogram the event source with checking both queues for the
549  * next event
550  * Called with interrupts disabled and base->lock held
551  */
552 static void
553 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
554 {
555         ktime_t expires_next;
556
557         if (!cpu_base->hres_active)
558                 return;
559
560         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
561
562         if (skip_equal && expires_next.tv64 == cpu_base->expires_next.tv64)
563                 return;
564
565         cpu_base->expires_next.tv64 = expires_next.tv64;
566
567         /*
568          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
569          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
570          * system to make progress. That also prevents the following
571          * scenario:
572          * T1 expires 50ms from now
573          * T2 expires 5s from now
574          *
575          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
576          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
577          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
578          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
579          * fires.
580          */
581         if (cpu_base->hang_detected)
582                 return;
583
584         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
585 }
586
587 /*
588  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
589  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
590  * which the clock event device was armed.
591  *
592  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
593  */
594 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
595                               struct hrtimer_clock_base *base)
596 {
597         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
598         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
599
600         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
601
602         /*
603          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
604          * the other cpus clock event device.
605          */
606         if (base->cpu_base != cpu_base)
607                 return;
608
609         /*
610          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
611          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
612          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
613          * context so we don't need an extra check for a running
614          * callback.
615          */
616         if (cpu_base->in_hrtirq)
617                 return;
618
619         /*
620          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
621          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
622          */
623         if (expires.tv64 < 0)
624                 expires.tv64 = 0;
625
626         if (expires.tv64 >= cpu_base->expires_next.tv64)
627                 return;
628
629         /* Update the pointer to the next expiring timer */
630         cpu_base->next_timer = timer;
631
632         /*
633          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
634          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
635          * which we enforced in the hang detection. We want the system
636          * to make progress.
637          */
638         if (cpu_base->hang_detected)
639                 return;
640
641         /*
642          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
643          * events which are already in the past.
644          */
645         cpu_base->expires_next = expires;
646         tick_program_event(expires, 1);
647 }
648
649 /*
650  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
651  */
652 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
653 {
654         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
655         base->hang_detected = 0;
656         base->hres_active = 0;
657         base->next_timer = NULL;
658 }
659
660 /*
661  * Retrigger next event is called after clock was set
662  *
663  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
664  */
665 static void retrigger_next_event(void *arg)
666 {
667         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
668
669         if (!base->hres_active)
670                 return;
671
672         raw_spin_lock(&base->lock);
673         hrtimer_update_base(base);
674         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
675         raw_spin_unlock(&base->lock);
676 }
677
678 /*
679  * Switch to high resolution mode
680  */
681 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
682 {
683         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
684
685         if (tick_init_highres()) {
686                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
687                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
688                 return;
689         }
690         base->hres_active = 1;
691         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
692
693         tick_setup_sched_timer();
694         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
695         retrigger_next_event(NULL);
696 }
697
698 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
699 {
700         clock_was_set();
701 }
702
703 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
704
705 /*
706  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
707  * interrupt device on all cpus.
708  */
709 void clock_was_set_delayed(void)
710 {
711         schedule_work(&hrtimer_work);
712 }
713
714 #else
715
716 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *b) { return 0; }
717 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
718 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
719 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
720 static inline void
721 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base, int skip_equal) { }
722 static inline int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
723                                     struct hrtimer_clock_base *base)
724 {
725         return 0;
726 }
727 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
728 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
729
730 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
731
732 /*
733  * Clock realtime was set
734  *
735  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
736  * clock.
737  *
738  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
739  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
740  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
741  * call the high resolution interrupt code.
742  */
743 void clock_was_set(void)
744 {
745 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
746         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
747         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
748 #endif
749         timerfd_clock_was_set();
750 }
751
752 /*
753  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
754  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
755  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
756  * must be deferred.
757  */
758 void hrtimers_resume(void)
759 {
760         WARN_ONCE(!irqs_disabled(),
761                   KERN_INFO "hrtimers_resume() called with IRQs enabled!");
762
763         /* Retrigger on the local CPU */
764         retrigger_next_event(NULL);
765         /* And schedule a retrigger for all others */
766         clock_was_set_delayed();
767 }
768
769 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
770 {
771 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
772         if (timer->start_site)
773                 return;
774         timer->start_site = __builtin_return_address(0);
775         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
776         timer->start_pid = current->pid;
777 #endif
778 }
779
780 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
781 {
782 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
783         timer->start_site = NULL;
784 #endif
785 }
786
787 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
788 {
789 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
790         if (likely(!timer_stats_active))
791                 return;
792         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
793                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
794 #endif
795 }
796
797 /*
798  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
799  */
800 static inline
801 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
802 {
803         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
804 }
805
806 /**
807  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
808  * @timer:      hrtimer to forward
809  * @now:        forward past this time
810  * @interval:   the interval to forward
811  *
812  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
813  * Returns the number of overruns.
814  *
815  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
816  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
817  * running the callback and the caller needs to take care of
818  * serialization.
819  *
820  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
821  * the timer.
822  */
823 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
824 {
825         u64 orun = 1;
826         ktime_t delta;
827
828         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
829
830         if (delta.tv64 < 0)
831                 return 0;
832
833         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
834                 return 0;
835
836         if (interval.tv64 < hrtimer_resolution)
837                 interval.tv64 = hrtimer_resolution;
838
839         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
840                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
841
842                 orun = ktime_divns(delta, incr);
843                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
844                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now.tv64)
845                         return orun;
846                 /*
847                  * This (and the ktime_add() below) is the
848                  * correction for exact:
849                  */
850                 orun++;
851         }
852         hrtimer_add_expires(timer, interval);
853
854         return orun;
855 }
856 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
857
858 /*
859  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
860  *
861  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
862  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
863  *
864  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
865  */
866 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
867                            struct hrtimer_clock_base *base)
868 {
869         debug_activate(timer);
870
871         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
872
873         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
874         WRITE_ONCE(timer->state, HRTIMER_STATE_ENQUEUED);
875
876         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
877 }
878
879 /*
880  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
881  *
882  * Caller must hold the base lock.
883  *
884  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
885  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
886  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
887  * anyway (e.g. timer interrupt)
888  */
889 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
890                              struct hrtimer_clock_base *base,
891                              u8 newstate, int reprogram)
892 {
893         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
894         u8 state = timer->state;
895
896         /* Pairs with the lockless read in hrtimer_is_queued() */
897         WRITE_ONCE(timer->state, newstate);
898         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
899                 return;
900
901         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
902                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
903
904 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
905         /*
906          * Note: If reprogram is false we do not update
907          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
908          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
909          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
910          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
911          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
912          */
913         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
914                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
915 #endif
916 }
917
918 /*
919  * remove hrtimer, called with base lock held
920  */
921 static inline int
922 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
923 {
924         u8 state = timer->state;
925
926         if (state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED) {
927                 int reprogram;
928
929                 /*
930                  * Remove the timer and force reprogramming when high
931                  * resolution mode is active and the timer is on the current
932                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
933                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
934                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
935                  * rare case and less expensive than a smp call.
936                  */
937                 debug_deactivate(timer);
938                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
939                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
940
941                 if (!restart)
942                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
943
944                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
945                 return 1;
946         }
947         return 0;
948 }
949
950 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
951                                             const enum hrtimer_mode mode)
952 {
953 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
954         /*
955          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
956          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
957          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
958          */
959         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
960         if (timer->is_rel)
961                 tim = ktime_add_safe(tim, ktime_set(0, hrtimer_resolution));
962 #endif
963         return tim;
964 }
965
966 /**
967  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer on the current CPU
968  * @timer:      the timer to be added
969  * @tim:        expiry time
970  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
971  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
972  *              relative (HRTIMER_MODE_REL)
973  */
974 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
975                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
976 {
977         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
978         unsigned long flags;
979         int leftmost;
980
981         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
982
983         /* Remove an active timer from the queue: */
984         remove_hrtimer(timer, base, true);
985
986         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
987                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
988
989         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
990
991         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
992
993         /* Switch the timer base, if necessary: */
994         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
995
996         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
997
998         leftmost = enqueue_hrtimer(timer, new_base);
999         if (!leftmost)
1000                 goto unlock;
1001
1002         if (!hrtimer_is_hres_active(timer)) {
1003                 /*
1004                  * Kick to reschedule the next tick to handle the new timer
1005                  * on dynticks target.
1006                  */
1007                 if (new_base->cpu_base->nohz_active)
1008                         wake_up_nohz_cpu(new_base->cpu_base->cpu);
1009         } else {
1010                 hrtimer_reprogram(timer, new_base);
1011         }
1012 unlock:
1013         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1016
1017 /**
1018  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1019  * @timer:      hrtimer to stop
1020  *
1021  * Returns:
1022  *  0 when the timer was not active
1023  *  1 when the timer was active
1024  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
1025  *    cannot be stopped
1026  */
1027 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1028 {
1029         struct hrtimer_clock_base *base;
1030         unsigned long flags;
1031         int ret = -1;
1032
1033         /*
1034          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1035          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1036          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1037          * so we can avoid taking it.
1038          */
1039         if (!hrtimer_active(timer))
1040                 return 0;
1041
1042         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1043
1044         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1045                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1046
1047         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1048
1049         return ret;
1050
1051 }
1052 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1053
1054 /**
1055  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1056  * @timer:      the timer to be cancelled
1057  *
1058  * Returns:
1059  *  0 when the timer was not active
1060  *  1 when the timer was active
1061  */
1062 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1063 {
1064         for (;;) {
1065                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1066
1067                 if (ret >= 0)
1068                         return ret;
1069                 cpu_relax();
1070         }
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1073
1074 /**
1075  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1076  * @timer:      the timer to read
1077  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1078  */
1079 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1080 {
1081         unsigned long flags;
1082         ktime_t rem;
1083
1084         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1085         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1086                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1087         else
1088                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1089         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1090
1091         return rem;
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1094
1095 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1096 /**
1097  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1098  *
1099  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1100  */
1101 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1102 {
1103         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1104         u64 expires = KTIME_MAX;
1105         unsigned long flags;
1106
1107         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1108
1109         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1110                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base).tv64;
1111
1112         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1113
1114         return expires;
1115 }
1116 #endif
1117
1118 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1119 {
1120         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1121                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1122
1123                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1124                         return base;
1125         }
1126         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1127         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1128 }
1129
1130 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1131                            enum hrtimer_mode mode)
1132 {
1133         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1134         int base;
1135
1136         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1137
1138         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1139
1140         /*
1141          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1142          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1143          * ensure POSIX compliance.
1144          */
1145         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1146                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1147
1148         base = hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1149         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1150         timerqueue_init(&timer->node);
1151
1152 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
1153         timer->start_site = NULL;
1154         timer->start_pid = -1;
1155         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
1156 #endif
1157 }
1158
1159 /**
1160  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1161  * @timer:      the timer to be initialized
1162  * @clock_id:   the clock to be used
1163  * @mode:       timer mode abs/rel
1164  */
1165 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1166                   enum hrtimer_mode mode)
1167 {
1168         debug_init(timer, clock_id, mode);
1169         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1172
1173 /*
1174  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1175  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1176  * to another cpu.
1177  *
1178  * It is important for this function to not return a false negative.
1179  */
1180 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1181 {
1182         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1183         unsigned int seq;
1184
1185         do {
1186                 cpu_base = READ_ONCE(timer->base->cpu_base);
1187                 seq = raw_read_seqcount_begin(&cpu_base->seq);
1188
1189                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1190                     cpu_base->running == timer)
1191                         return true;
1192
1193         } while (read_seqcount_retry(&cpu_base->seq, seq) ||
1194                  cpu_base != READ_ONCE(timer->base->cpu_base));
1195
1196         return false;
1197 }
1198 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1199
1200 /*
1201  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1202  * distinct sections:
1203  *
1204  *  - queued:   the timer is queued
1205  *  - callback: the timer is being ran
1206  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1207  *
1208  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1209  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1210  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1211  * insufficient for that.
1212  *
1213  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1214  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1215  * __run_hrtimer() invocations.
1216  */
1217
1218 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1219                           struct hrtimer_clock_base *base,
1220                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now)
1221 {
1222         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1223         int restart;
1224
1225         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1226
1227         debug_deactivate(timer);
1228         cpu_base->running = timer;
1229
1230         /*
1231          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1232          *
1233          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1234          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1235          * timer->state == INACTIVE.
1236          */
1237         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1238
1239         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1240         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1241         fn = timer->function;
1242
1243         /*
1244          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1245          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1246          * timer. If its not restarted it does not matter.
1247          */
1248         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1249                 timer->is_rel = false;
1250
1251         /*
1252          * Because we run timers from hardirq context, there is no chance
1253          * they get migrated to another cpu, therefore its safe to unlock
1254          * the timer base.
1255          */
1256         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1257         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1258         restart = fn(timer);
1259         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1260         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1261
1262         /*
1263          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1264          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1265          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1266          *
1267          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1268          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1269          * for us already.
1270          */
1271         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1272             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1273                 enqueue_hrtimer(timer, base);
1274
1275         /*
1276          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1277          *
1278          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1279          * hrtimer_active() cannot observe cpu_base->running == NULL &&
1280          * timer->state == INACTIVE.
1281          */
1282         raw_write_seqcount_barrier(&cpu_base->seq);
1283
1284         WARN_ON_ONCE(cpu_base->running != timer);
1285         cpu_base->running = NULL;
1286 }
1287
1288 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now)
1289 {
1290         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
1291         unsigned int active = cpu_base->active_bases;
1292
1293         for (; active; base++, active >>= 1) {
1294                 struct timerqueue_node *node;
1295                 ktime_t basenow;
1296
1297                 if (!(active & 0x01))
1298                         continue;
1299
1300                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1301
1302                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1303                         struct hrtimer *timer;
1304
1305                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1306
1307                         /*
1308                          * The immediate goal for using the softexpires is
1309                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1310                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1311                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1312                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1313                          * overlapping intervals and instead use the simple
1314                          * BST we already have.
1315                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1316                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1317                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1318                          */
1319                         if (basenow.tv64 < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1320                                 break;
1321
1322                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow);
1323                 }
1324         }
1325 }
1326
1327 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1328
1329 /*
1330  * High resolution timer interrupt
1331  * Called with interrupts disabled
1332  */
1333 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1334 {
1335         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1336         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1337         int retries = 0;
1338
1339         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1340         cpu_base->nr_events++;
1341         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
1342
1343         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1344         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1345 retry:
1346         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1347         /*
1348          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1349          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1350          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1351          * timers which run their callback and need to be requeued on
1352          * this CPU.
1353          */
1354         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
1355
1356         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1357
1358         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1359         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base);
1360         /*
1361          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1362          * against it.
1363          */
1364         cpu_base->expires_next = expires_next;
1365         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1366         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1367
1368         /* Reprogramming necessary ? */
1369         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1370                 cpu_base->hang_detected = 0;
1371                 return;
1372         }
1373
1374         /*
1375          * The next timer was already expired due to:
1376          * - tracing
1377          * - long lasting callbacks
1378          * - being scheduled away when running in a VM
1379          *
1380          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1381          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1382          * overreacting on some spurious event.
1383          *
1384          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1385          * the current time.
1386          */
1387         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1388         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1389         cpu_base->nr_retries++;
1390         if (++retries < 3)
1391                 goto retry;
1392         /*
1393          * Give the system a chance to do something else than looping
1394          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1395          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1396          * time away.
1397          */
1398         cpu_base->nr_hangs++;
1399         cpu_base->hang_detected = 1;
1400         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1401         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1402         if ((unsigned int)delta.tv64 > cpu_base->max_hang_time)
1403                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta.tv64;
1404         /*
1405          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1406          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1407          */
1408         if (delta.tv64 > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1409                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1410         else
1411                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1412         tick_program_event(expires_next, 1);
1413         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1414                     ktime_to_ns(delta));
1415 }
1416
1417 /*
1418  * local version of hrtimer_peek_ahead_timers() called with interrupts
1419  * disabled.
1420  */
1421 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1422 {
1423         struct tick_device *td;
1424
1425         if (!hrtimer_hres_active())
1426                 return;
1427
1428         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1429         if (td && td->evtdev)
1430                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1431 }
1432
1433 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1434
1435 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1436
1437 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1438
1439 /*
1440  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1441  */
1442 void hrtimer_run_queues(void)
1443 {
1444         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1445         ktime_t now;
1446
1447         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1448                 return;
1449
1450         /*
1451          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1452          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1453          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1454          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1455          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1456          */
1457         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1458                 hrtimer_switch_to_hres();
1459                 return;
1460         }
1461
1462         raw_spin_lock(&cpu_base->lock);
1463         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1464         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now);
1465         raw_spin_unlock(&cpu_base->lock);
1466 }
1467
1468 /*
1469  * Sleep related functions:
1470  */
1471 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1472 {
1473         struct hrtimer_sleeper *t =
1474                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1475         struct task_struct *task = t->task;
1476
1477         t->task = NULL;
1478         if (task)
1479                 wake_up_process(task);
1480
1481         return HRTIMER_NORESTART;
1482 }
1483
1484 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1485 {
1486         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1487         sl->task = task;
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1490
1491 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1492 {
1493         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1494
1495         do {
1496                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1497                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1498
1499                 if (likely(t->task))
1500                         freezable_schedule();
1501
1502                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1503                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1504
1505         } while (t->task && !signal_pending(current));
1506
1507         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1508
1509         return t->task == NULL;
1510 }
1511
1512 static int update_rmtp(struct hrtimer *timer, struct timespec __user *rmtp)
1513 {
1514         struct timespec rmt;
1515         ktime_t rem;
1516
1517         rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1518         if (rem.tv64 <= 0)
1519                 return 0;
1520         rmt = ktime_to_timespec(rem);
1521
1522         if (copy_to_user(rmtp, &rmt, sizeof(*rmtp)))
1523                 return -EFAULT;
1524
1525         return 1;
1526 }
1527
1528 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1529 {
1530         struct hrtimer_sleeper t;
1531         struct timespec __user  *rmtp;
1532         int ret = 0;
1533
1534         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1535                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1536         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1537
1538         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1539                 goto out;
1540
1541         rmtp = restart->nanosleep.rmtp;
1542         if (rmtp) {
1543                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1544                 if (ret <= 0)
1545                         goto out;
1546         }
1547
1548         /* The other values in restart are already filled in */
1549         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1550 out:
1551         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1552         return ret;
1553 }
1554
1555 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1556                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1557 {
1558         struct restart_block *restart;
1559         struct hrtimer_sleeper t;
1560         int ret = 0;
1561         u64 slack;
1562
1563         slack = current->timer_slack_ns;
1564         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1565                 slack = 0;
1566
1567         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1568         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec_to_ktime(*rqtp), slack);
1569         if (do_nanosleep(&t, mode))
1570                 goto out;
1571
1572         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1573         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1574                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1575                 goto out;
1576         }
1577
1578         if (rmtp) {
1579                 ret = update_rmtp(&t.timer, rmtp);
1580                 if (ret <= 0)
1581                         goto out;
1582         }
1583
1584         restart = &current->restart_block;
1585         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1586         restart->nanosleep.rmtp = rmtp;
1587         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1588         set_restart_fn(restart, hrtimer_nanosleep_restart);
1589
1590         ret = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1591 out:
1592         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1597                 struct timespec __user *, rmtp)
1598 {
1599         struct timespec tu;
1600
1601         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1602                 return -EFAULT;
1603
1604         if (!timespec_valid(&tu))
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Functions related to boot-time initialization:
1612  */
1613 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1614 {
1615         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1616         int i;
1617
1618         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1619                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1620                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1621         }
1622
1623         cpu_base->active_bases = 0;
1624         cpu_base->cpu = cpu;
1625         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1630
1631 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1632                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1633 {
1634         struct hrtimer *timer;
1635         struct timerqueue_node *node;
1636
1637         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1638                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1639                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1640                 debug_deactivate(timer);
1641
1642                 /*
1643                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1644                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1645                  * under us on another CPU
1646                  */
1647                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1648                 timer->base = new_base;
1649                 /*
1650                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1651                  * reprogram the event device in case the timer
1652                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1653                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1654                  * sort out already expired timers and reprogram the
1655                  * event device.
1656                  */
1657                 enqueue_hrtimer(timer, new_base);
1658         }
1659 }
1660
1661 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1662 {
1663         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1664         int i;
1665
1666         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1667         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1668
1669         local_irq_disable();
1670         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1671         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1672         /*
1673          * The caller is globally serialized and nobody else
1674          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1675          */
1676         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1677         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1678
1679         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1680                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1681                                      &new_base->clock_base[i]);
1682         }
1683
1684         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1685         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1686
1687         /* Check, if we got expired work to do */
1688         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1689         local_irq_enable();
1690         return 0;
1691 }
1692
1693 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1694
1695 void __init hrtimers_init(void)
1696 {
1697         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1698 }
1699
1700 /**
1701  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1702  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1703  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1704  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1705  * @clock:      timer clock, CLOCK_MONOTONIC or CLOCK_REALTIME
1706  */
1707 int __sched
1708 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1709                                const enum hrtimer_mode mode, int clock)
1710 {
1711         struct hrtimer_sleeper t;
1712
1713         /*
1714          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1715          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1716          */
1717         if (expires && !expires->tv64) {
1718                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1719                 return 0;
1720         }
1721
1722         /*
1723          * A NULL parameter means "infinite"
1724          */
1725         if (!expires) {
1726                 schedule();
1727                 return -EINTR;
1728         }
1729
1730         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock, mode);
1731         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1732
1733         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1734
1735         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1736
1737         if (likely(t.task))
1738                 schedule();
1739
1740         hrtimer_cancel(&t.timer);
1741         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1742
1743         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1744
1745         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1746 }
1747
1748 /**
1749  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1750  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1751  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1752  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1753  *
1754  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1755  * elapsed. The routine will return immediately unless
1756  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1757  *
1758  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1759  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1760  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1761  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1762  *
1763  * You can set the task state as follows -
1764  *
1765  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1766  * pass before the routine returns.
1767  *
1768  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1769  * delivered to the current task.
1770  *
1771  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1772  * routine returns.
1773  *
1774  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1775  */
1776 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1777                                      const enum hrtimer_mode mode)
1778 {
1779         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1780                                               CLOCK_MONOTONIC);
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1783
1784 /**
1785  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1786  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1787  * @mode:       timer mode, HRTIMER_MODE_ABS or HRTIMER_MODE_REL
1788  *
1789  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1790  * elapsed. The routine will return immediately unless
1791  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1792  *
1793  * You can set the task state as follows -
1794  *
1795  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1796  * pass before the routine returns.
1797  *
1798  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1799  * delivered to the current task.
1800  *
1801  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1802  * routine returns.
1803  *
1804  * Returns 0 when the timer has expired otherwise -EINTR
1805  */
1806 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1807                                const enum hrtimer_mode mode)
1808 {
1809         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);