git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - include/linux/hrtimer.h

   1 /*
   2  *  include/linux/hrtimer.h
   3  *
   4  *  hrtimers - High-resolution kernel timers
   5  *
   6  *   Copyright(C) 2005, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
   7  *   Copyright(C) 2005, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
   8  *
   9  *  data type definitions, declarations, prototypes
  10  *
  11  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
  12  *
  13  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
  14  */
  15 #ifndef _LINUX_HRTIMER_H
  16 #define _LINUX_HRTIMER_H
  17
  18 #include <linux/rbtree.h>
  19 #include <linux/ktime.h>
  20 #include <linux/init.h>
  21 #include <linux/list.h>
  22 #include <linux/wait.h>
  23
  24 struct hrtimer_clock_base;
  25 struct hrtimer_cpu_base;
  26
  27 /*
  28  * Mode arguments of xxx_hrtimer functions:
  29  */
  30 enum hrtimer_mode {
  31         HRTIMER_MODE_ABS,       /* Time value is absolute */
  32         HRTIMER_MODE_REL,       /* Time value is relative to now */
  33 };
  34
  35 /*
  36  * Return values for the callback function
  37  */
  38 enum hrtimer_restart {
  39         HRTIMER_NORESTART,      /* Timer is not restarted */
  40         HRTIMER_RESTART,        /* Timer must be restarted */
  41 };
  42
  43 /*
  44  * hrtimer callback modes:
  45  *
  46  *      HRTIMER_CB_SOFTIRQ:             Callback must run in softirq context
  47  *      HRTIMER_CB_IRQSAFE:             Callback may run in hardirq context
  48  *      HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_RESTART:  Callback may run in hardirq context and
  49  *                                      does not restart the timer
  50  *      HRTIMER_CB_IRQSAFE_PERCPU:      Callback must run in hardirq context
  51  *                                      Special mode for tick emulation and
  52  *                                      scheduler timer. Such timers are per
  53  *                                      cpu and not allowed to be migrated on
  54  *                                      cpu unplug.
  55  *      HRTIMER_CB_IRQSAFE_UNLOCKED:    Callback should run in hardirq context
  56  *                                      with timer->base lock unlocked
  57  *                                      used for timers which call wakeup to
  58  *                                      avoid lock order problems with rq->lock
  59  */
  60 enum hrtimer_cb_mode {
  61         HRTIMER_CB_SOFTIRQ,
  62         HRTIMER_CB_IRQSAFE,
  63         HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_RESTART,
  64         HRTIMER_CB_IRQSAFE_PERCPU,
  65         HRTIMER_CB_IRQSAFE_UNLOCKED,
  66 };
  67
  68 /*
  69  * Values to track state of the timer
  70  *
  71  * Possible states:
  72  *
  73  * 0x00         inactive
  74  * 0x01         enqueued into rbtree
  75  * 0x02         callback function running
  76  * 0x04         callback pending (high resolution mode)
  77  *
  78  * Special cases:
  79  * 0x03         callback function running and enqueued
  80  *              (was requeued on another CPU)
  81  * 0x09         timer was migrated on CPU hotunplug
  82  * The "callback function running and enqueued" status is only possible on
  83  * SMP. It happens for example when a posix timer expired and the callback
  84  * queued a signal. Between dropping the lock which protects the posix timer
  85  * and reacquiring the base lock of the hrtimer, another CPU can deliver the
  86  * signal and rearm the timer. We have to preserve the callback running state,
  87  * as otherwise the timer could be removed before the softirq code finishes the
  88  * the handling of the timer.
  89  *
  90  * The HRTIMER_STATE_ENQUEUED bit is always or'ed to the current state to
  91  * preserve the HRTIMER_STATE_CALLBACK bit in the above scenario.
  92  *
  93  * All state transitions are protected by cpu_base->lock.
  94  */
  95 #define HRTIMER_STATE_INACTIVE  0x00
  96 #define HRTIMER_STATE_ENQUEUED  0x01
  97 #define HRTIMER_STATE_CALLBACK  0x02
  98 #define HRTIMER_STATE_PENDING   0x04
  99 #define HRTIMER_STATE_MIGRATE   0x08
 100
 101 /**
 102  * struct hrtimer - the basic hrtimer structure
 103  * @node:       red black tree node for time ordered insertion
 104  * @expires:    the absolute expiry time in the hrtimers internal
 105  *              representation. The time is related to the clock on
 106  *              which the timer is based.
 107  * @function:   timer expiry callback function
 108  * @base:       pointer to the timer base (per cpu and per clock)
 109  * @state:      state information (See bit values above)
 110  * @cb_mode:    high resolution timer feature to select the callback execution
 111  *               mode
 112  * @cb_entry:   list head to enqueue an expired timer into the callback list
 113  * @start_site: timer statistics field to store the site where the timer
 114  *              was started
 115  * @start_comm: timer statistics field to store the name of the process which
 116  *              started the timer
 117  * @start_pid: timer statistics field to store the pid of the task which
 118  *              started the timer
 119  *
 120  * The hrtimer structure must be initialized by hrtimer_init()
 121  */
 122 struct hrtimer {
 123         struct rb_node                  node;
 124         ktime_t                         expires;
 125         enum hrtimer_restart            (*function)(struct hrtimer *);
 126         struct hrtimer_clock_base       *base;
 127         unsigned long                   state;
 128         enum hrtimer_cb_mode            cb_mode;
 129         struct list_head                cb_entry;
 130 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
 131         void                            *start_site;
 132         char                            start_comm[16];
 133         int                             start_pid;
 134 #endif
 135 };
 136
 137 /**
 138  * struct hrtimer_sleeper - simple sleeper structure
 139  * @timer:      embedded timer structure
 140  * @task:       task to wake up
 141  *
 142  * task is set to NULL, when the timer expires.
 143  */
 144 struct hrtimer_sleeper {
 145         struct hrtimer timer;
 146         struct task_struct *task;
 147 };
 148
 149 /**
 150  * struct hrtimer_clock_base - the timer base for a specific clock
 151  * @cpu_base:           per cpu clock base
 152  * @index:              clock type index for per_cpu support when moving a
 153  *                      timer to a base on another cpu.
 154  * @active:             red black tree root node for the active timers
 155  * @first:              pointer to the timer node which expires first
 156  * @resolution:         the resolution of the clock, in nanoseconds
 157  * @get_time:           function to retrieve the current time of the clock
 158  * @get_softirq_time:   function to retrieve the current time from the softirq
 159  * @softirq_time:       the time when running the hrtimer queue in the softirq
 160  * @offset:             offset of this clock to the monotonic base
 161  * @reprogram:          function to reprogram the timer event
 162  */
 163 struct hrtimer_clock_base {
 164         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
 165         clockid_t               index;
 166         struct rb_root          active;
 167         struct rb_node          *first;
 168         ktime_t                 resolution;
 169         ktime_t                 (*get_time)(void);
 170         ktime_t                 (*get_softirq_time)(void);
 171         ktime_t                 softirq_time;
 172 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 173         ktime_t                 offset;
 174         int                     (*reprogram)(struct hrtimer *t,
 175                                              struct hrtimer_clock_base *b,
 176                                              ktime_t n);
 177 #endif
 178 };
 179
 180 #define HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES 2
 181
 182 /*
 183  * struct hrtimer_cpu_base - the per cpu clock bases
 184  * @lock:               lock protecting the base and associated clock bases
 185  *                      and timers
 186  * @clock_base:         array of clock bases for this cpu
 187  * @curr_timer:         the timer which is executing a callback right now
 188  * @expires_next:       absolute time of the next event which was scheduled
 189  *                      via clock_set_next_event()
 190  * @hres_active:        State of high resolution mode
 191  * @check_clocks:       Indictator, when set evaluate time source and clock
 192  *                      event devices whether high resolution mode can be
 193  *                      activated.
 194  * @cb_pending:         Expired timers are moved from the rbtree to this
 195  *                      list in the timer interrupt. The list is processed
 196  *                      in the softirq.
 197  * @nr_events:          Total number of timer interrupt events
 198  */
 199 struct hrtimer_cpu_base {
 200         spinlock_t                      lock;
 201         struct hrtimer_clock_base       clock_base[HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES];
 202         struct list_head                cb_pending;
 203 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 204         ktime_t                         expires_next;
 205         int                             hres_active;
 206         unsigned long                   nr_events;
 207 #endif
 208 };
 209
 210 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 211 struct clock_event_device;
 212
 213 extern void clock_was_set(void);
 214 extern void hres_timers_resume(void);
 215 extern void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev);
 216
 217 /*
 218  * In high resolution mode the time reference must be read accurate
 219  */
 220 static inline ktime_t hrtimer_cb_get_time(struct hrtimer *timer)
 221 {
 222         return timer->base->get_time();
 223 }
 224
 225 static inline int hrtimer_is_hres_active(struct hrtimer *timer)
 226 {
 227         return timer->base->cpu_base->hres_active;
 228 }
 229
 230 /*
 231  * The resolution of the clocks. The resolution value is returned in
 232  * the clock_getres() system call to give application programmers an
 233  * idea of the (in)accuracy of timers. Timer values are rounded up to
 234  * this resolution values.
 235  */
 236 # define HIGH_RES_NSEC          1
 237 # define KTIME_HIGH_RES         (ktime_t) { .tv64 = HIGH_RES_NSEC }
 238 # define MONOTONIC_RES_NSEC     HIGH_RES_NSEC
 239 # define KTIME_MONOTONIC_RES    KTIME_HIGH_RES
 240
 241 #else
 242
 243 # define MONOTONIC_RES_NSEC     LOW_RES_NSEC
 244 # define KTIME_MONOTONIC_RES    KTIME_LOW_RES
 245
 246 /*
 247  * clock_was_set() is a NOP for non- high-resolution systems. The
 248  * time-sorted order guarantees that a timer does not expire early and
 249  * is expired in the next softirq when the clock was advanced.
 250  */
 251 static inline void clock_was_set(void) { }
 252
 253 static inline void hres_timers_resume(void) { }
 254
 255 /*
 256  * In non high resolution mode the time reference is taken from
 257  * the base softirq time variable.
 258  */
 259 static inline ktime_t hrtimer_cb_get_time(struct hrtimer *timer)
 260 {
 261         return timer->base->softirq_time;
 262 }
 263
 264 static inline int hrtimer_is_hres_active(struct hrtimer *timer)
 265 {
 266         return 0;
 267 }
 268 #endif
 269
 270 extern ktime_t ktime_get(void);
 271 extern ktime_t ktime_get_real(void);
 272
 273 /* Exported timer functions: */
 274
 275 /* Initialize timers: */
 276 extern void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t which_clock,
 277                          enum hrtimer_mode mode);
 278
 279 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
 280 extern void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t which_clock,
 281                                   enum hrtimer_mode mode);
 282
 283 extern void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer);
 284 #else
 285 static inline void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer,
 286                                          clockid_t which_clock,
 287                                          enum hrtimer_mode mode)
 288 {
 289         hrtimer_init(timer, which_clock, mode);
 290 }
 291 static inline void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer) { }
 292 #endif
 293
 294 /* Basic timer operations: */
 295 extern int hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
 296                          const enum hrtimer_mode mode);
 297 extern int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer);
 298 extern int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer);
 299
 300 static inline int hrtimer_restart(struct hrtimer *timer)
 301 {
 302         return hrtimer_start(timer, timer->expires, HRTIMER_MODE_ABS);
 303 }
 304
 305 /* Query timers: */
 306 extern ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer);
 307 extern int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp);
 308
 309 extern ktime_t hrtimer_get_next_event(void);
 310
 311 /*
 312  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the callback
 313  * function is running.
 314  */
 315 static inline int hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
 316 {
 317         return timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE;
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Helper function to check, whether the timer is on one of the queues
 322  */
 323 static inline int hrtimer_is_queued(struct hrtimer *timer)
 324 {
 325         return timer->state &
 326                 (HRTIMER_STATE_ENQUEUED | HRTIMER_STATE_PENDING);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * Helper function to check, whether the timer is running the callback
 331  * function
 332  */
 333 static inline int hrtimer_callback_running(struct hrtimer *timer)
 334 {
 335         return timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK;
 336 }
 337
 338 /* Forward a hrtimer so it expires after now: */
 339 extern u64
 340 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval);
 341
 342 /* Forward a hrtimer so it expires after the hrtimer's current now */
 343 static inline u64 hrtimer_forward_now(struct hrtimer *timer,
 344                                       ktime_t interval)
 345 {
 346         return hrtimer_forward(timer, timer->base->get_time(), interval);
 347 }
 348
 349 /* Precise sleep: */
 350 extern long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp,
 351                               struct timespec __user *rmtp,
 352                               const enum hrtimer_mode mode,
 353                               const clockid_t clockid);
 354 extern long hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart_block);
 355
 356 extern void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl,
 357                                  struct task_struct *tsk);
 358
 359 /* Soft interrupt function to run the hrtimer queues: */
 360 extern void hrtimer_run_queues(void);
 361 extern void hrtimer_run_pending(void);
 362
 363 /* Bootup initialization: */
 364 extern void __init hrtimers_init(void);
 365
 366 #if BITS_PER_LONG < 64
 367 extern u64 ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div);
 368 #else /* BITS_PER_LONG < 64 */
 369 # define ktime_divns(kt, div)           (u64)((kt).tv64 / (div))
 370 #endif
 371
 372 /* Show pending timers: */
 373 extern void sysrq_timer_list_show(void);
 374
 375 /*
 376  * Timer-statistics info:
 377  */
 378 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
 379
 380 extern void timer_stats_update_stats(void *timer, pid_t pid, void *startf,
 381                                      void *timerf, char *comm,
 382                                      unsigned int timer_flag);
 383
 384 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
 385 {
 386         timer_stats_update_stats(timer, timer->start_pid, timer->start_site,
 387                                  timer->function, timer->start_comm, 0);
 388 }
 389
 390 extern void __timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer,
 391                                                  void *addr);
 392
 393 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
 394 {
 395         __timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer, __builtin_return_address(0));
 396 }
 397
 398 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
 399 {
 400         timer->start_site = NULL;
 401 }
 402 #else
 403 static inline void timer_stats_account_hrtimer(struct hrtimer *timer)
 404 {
 405 }
 406
 407 static inline void timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer)
 408 {
 409 }
 410
 411 static inline void timer_stats_hrtimer_clear_start_info(struct hrtimer *timer)
 412 {
 413 }
 414 #endif
 415
 416 #endif