Input: i8042 - another attempt to fix AUX delivery checks
[linux-2.6] / kernel / 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/irq.h>
36 #include <linux/module.h>
37 #include <linux/percpu.h>
38 #include <linux/hrtimer.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/syscalls.h>
41 #include <linux/kallsyms.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/tick.h>
44 #include <linux/seq_file.h>
45 #include <linux/err.h>
46
47 #include <asm/uaccess.h>
48
49 /**
50  * ktime_get - get the monotonic time in ktime_t format
51  *
52  * returns the time in ktime_t format
53  */
54 ktime_t ktime_get(void)
55 {
56         struct timespec now;
57
58         ktime_get_ts(&now);
59
60         return timespec_to_ktime(now);
61 }
62
63 /**
64  * ktime_get_real - get the real (wall-) time in ktime_t format
65  *
66  * returns the time in ktime_t format
67  */
68 ktime_t ktime_get_real(void)
69 {
70         struct timespec now;
71
72         getnstimeofday(&now);
73
74         return timespec_to_ktime(now);
75 }
76
77 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_real);
78
79 /*
80  * The timer bases:
81  *
82  * Note: If we want to add new timer bases, we have to skip the two
83  * clock ids captured by the cpu-timers. We do this by holding empty
84  * entries rather than doing math adjustment of the clock ids.
85  * This ensures that we capture erroneous accesses to these clock ids
86  * rather than moving them into the range of valid clock id's.
87  */
88 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
89 {
90
91         .clock_base =
92         {
93                 {
94                         .index = CLOCK_REALTIME,
95                         .get_time = &ktime_get_real,
96                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
97                 },
98                 {
99                         .index = CLOCK_MONOTONIC,
100                         .get_time = &ktime_get,
101                         .resolution = KTIME_LOW_RES,
102                 },
103         }
104 };
105
106 /**
107  * ktime_get_ts - get the monotonic clock in timespec format
108  * @ts:         pointer to timespec variable
109  *
110  * The function calculates the monotonic clock from the realtime
111  * clock and the wall_to_monotonic offset and stores the result
112  * in normalized timespec format in the variable pointed to by @ts.
113  */
114 void ktime_get_ts(struct timespec *ts)
115 {
116         struct timespec tomono;
117         unsigned long seq;
118
119         do {
120                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
121                 getnstimeofday(ts);
122                 tomono = wall_to_monotonic;
123
124         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
125
126         set_normalized_timespec(ts, ts->tv_sec + tomono.tv_sec,
127                                 ts->tv_nsec + tomono.tv_nsec);
128 }
129 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_get_ts);
130
131 /*
132  * Get the coarse grained time at the softirq based on xtime and
133  * wall_to_monotonic.
134  */
135 static void hrtimer_get_softirq_time(struct hrtimer_cpu_base *base)
136 {
137         ktime_t xtim, tomono;
138         struct timespec xts;
139         unsigned long seq;
140
141         do {
142                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
143 #ifdef CONFIG_NO_HZ
144                 getnstimeofday(&xts);
145 #else
146                 xts = xtime;
147 #endif
148         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
149
150         xtim = timespec_to_ktime(xts);
151         tomono = timespec_to_ktime(wall_to_monotonic);
152         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].softirq_time = xtim;
153         base->clock_base[CLOCK_MONOTONIC].softirq_time =
154                 ktime_add(xtim, tomono);
155 }
156
157 /*
158  * Helper function to check, whether the timer is running the callback
159  * function
160  */
161 static inline int hrtimer_callback_running(struct hrtimer *timer)
162 {
163         return timer->state & HRTIMER_STATE_CALLBACK;
164 }
165
166 /*
167  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
168  * single place
169  */
170 #ifdef CONFIG_SMP
171
172 /*
173  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
174  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
175  * locked, and the base itself is locked too.
176  *
177  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
178  * be found on the lists/queues.
179  *
180  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
181  * possible to set timer->base = NULL and drop the lock: the timer remains
182  * locked.
183  */
184 static
185 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
186                                              unsigned long *flags)
187 {
188         struct hrtimer_clock_base *base;
189
190         for (;;) {
191                 base = timer->base;
192                 if (likely(base != NULL)) {
193                         spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
194                         if (likely(base == timer->base))
195                                 return base;
196                         /* The timer has migrated to another CPU: */
197                         spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
198                 }
199                 cpu_relax();
200         }
201 }
202
203 /*
204  * Switch the timer base to the current CPU when possible.
205  */
206 static inline struct hrtimer_clock_base *
207 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
208 {
209         struct hrtimer_clock_base *new_base;
210         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base;
211
212         new_cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
213         new_base = &new_cpu_base->clock_base[base->index];
214
215         if (base != new_base) {
216                 /*
217                  * We are trying to schedule the timer on the local CPU.
218                  * However we can't change timer's base while it is running,
219                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
220                  * the event source in the high resolution case. The softirq
221                  * code will take care of this when the timer function has
222                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
223                  * the timer is enqueued.
224                  */
225                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
226                         return base;
227
228                 /* See the comment in lock_timer_base() */
229                 timer->base = NULL;
230                 spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
231                 spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
232                 timer->base = new_base;
233         }
234         return new_base;
235 }
236
237 #else /* CONFIG_SMP */
238
239 static inline struct hrtimer_clock_base *
240 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
241 {
242         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
243
244         spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
245
246         return base;
247 }
248
249 # define switch_hrtimer_base(t, b)      (b)
250
251 #endif  /* !CONFIG_SMP */
252
253 /*
254  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
255  * too large for inlining:
256  */
257 #if BITS_PER_LONG < 64
258 # ifndef CONFIG_KTIME_SCALAR
259 /**
260  * ktime_add_ns - Add a scalar nanoseconds value to a ktime_t variable
261  * @kt:         addend
262  * @nsec:       the scalar nsec value to add
263  *
264  * Returns the sum of kt and nsec in ktime_t format
265  */
266 ktime_t ktime_add_ns(const ktime_t kt, u64 nsec)
267 {
268         ktime_t tmp;
269
270         if (likely(nsec < NSEC_PER_SEC)) {
271                 tmp.tv64 = nsec;
272         } else {
273                 unsigned long rem = do_div(nsec, NSEC_PER_SEC);
274
275                 tmp = ktime_set((long)nsec, rem);
276         }
277
278         return ktime_add(kt, tmp);
279 }
280 # endif /* !CONFIG_KTIME_SCALAR */
281
282 /*
283  * Divide a ktime value by a nanosecond value
284  */
285 unsigned long ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
286 {
287         u64 dclc, inc, dns;
288         int sft = 0;
289
290         dclc = dns = ktime_to_ns(kt);
291         inc = div;
292         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
293         while (div >> 32) {
294                 sft++;
295                 div >>= 1;
296         }
297         dclc >>= sft;
298         do_div(dclc, (unsigned long) div);
299
300         return (unsigned long) dclc;
301 }
302 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
303
304 /* High resolution timer related functions */
305 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
306
307 /*
308  * High resolution timer enabled ?
309  */
310 static int hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = 1;
311
312 /*
313  * Enable / Disable high resolution mode
314  */
315 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
316 {
317         if (!strcmp(str, "off"))
318                 hrtimer_hres_enabled = 0;
319         else if (!strcmp(str, "on"))
320                 hrtimer_hres_enabled = 1;
321         else
322                 return 0;
323         return 1;
324 }
325
326 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
327
328 /*
329  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
330  */
331 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
332 {
333         return hrtimer_hres_enabled;
334 }
335
336 /*
337  * Is the high resolution mode active ?
338  */
339 static inline int hrtimer_hres_active(void)
340 {
341         return __get_cpu_var(hrtimer_bases).hres_active;
342 }
343
344 /*
345  * Reprogram the event source with checking both queues for the
346  * next event
347  * Called with interrupts disabled and base->lock held
348  */
349 static void hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
350 {
351         int i;
352         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
353         ktime_t expires;
354
355         cpu_base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
356
357         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
358                 struct hrtimer *timer;
359
360                 if (!base->first)
361                         continue;
362                 timer = rb_entry(base->first, struct hrtimer, node);
363                 expires = ktime_sub(timer->expires, base->offset);
364                 if (expires.tv64 < cpu_base->expires_next.tv64)
365                         cpu_base->expires_next = expires;
366         }
367
368         if (cpu_base->expires_next.tv64 != KTIME_MAX)
369                 tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
370 }
371
372 /*
373  * Shared reprogramming for clock_realtime and clock_monotonic
374  *
375  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
376  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
377  * which the clock event device was armed.
378  *
379  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
380  */
381 static int hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer,
382                              struct hrtimer_clock_base *base)
383 {
384         ktime_t *expires_next = &__get_cpu_var(hrtimer_bases).expires_next;
385         ktime_t expires = ktime_sub(timer->expires, base->offset);
386         int res;
387
388         /*
389          * When the callback is running, we do not reprogram the clock event
390          * device. The timer callback is either running on a different CPU or
391          * the callback is executed in the hrtimer_interupt context. The
392          * reprogramming is handled either by the softirq, which called the
393          * callback or at the end of the hrtimer_interrupt.
394          */
395         if (hrtimer_callback_running(timer))
396                 return 0;
397
398         if (expires.tv64 >= expires_next->tv64)
399                 return 0;
400
401         /*
402          * Clockevents returns -ETIME, when the event was in the past.
403          */
404         res = tick_program_event(expires, 0);
405         if (!IS_ERR_VALUE(res))
406                 *expires_next = expires;
407         return res;
408 }
409
410
411 /*
412  * Retrigger next event is called after clock was set
413  *
414  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
415  */
416 static void retrigger_next_event(void *arg)
417 {
418         struct hrtimer_cpu_base *base;
419         struct timespec realtime_offset;
420         unsigned long seq;
421
422         if (!hrtimer_hres_active())
423                 return;
424
425         do {
426                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
427                 set_normalized_timespec(&realtime_offset,
428                                         -wall_to_monotonic.tv_sec,
429                                         -wall_to_monotonic.tv_nsec);
430         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
431
432         base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
433
434         /* Adjust CLOCK_REALTIME offset */
435         spin_lock(&base->lock);
436         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].offset =
437                 timespec_to_ktime(realtime_offset);
438
439         hrtimer_force_reprogram(base);
440         spin_unlock(&base->lock);
441 }
442
443 /*
444  * Clock realtime was set
445  *
446  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
447  * clock.
448  *
449  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
450  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
451  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
452  * call the high resolution interrupt code.
453  */
454 void clock_was_set(void)
455 {
456         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
457         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 0, 1);
458 }
459
460 /*
461  * Check, whether the timer is on the callback pending list
462  */
463 static inline int hrtimer_cb_pending(const struct hrtimer *timer)
464 {
465         return timer->state & HRTIMER_STATE_PENDING;
466 }
467
468 /*
469  * Remove a timer from the callback pending list
470  */
471 static inline void hrtimer_remove_cb_pending(struct hrtimer *timer)
472 {
473         list_del_init(&timer->cb_entry);
474 }
475
476 /*
477  * Initialize the high resolution related parts of cpu_base
478  */
479 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base)
480 {
481         base->expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
482         base->hres_active = 0;
483         INIT_LIST_HEAD(&base->cb_pending);
484 }
485
486 /*
487  * Initialize the high resolution related parts of a hrtimer
488  */
489 static inline void hrtimer_init_timer_hres(struct hrtimer *timer)
490 {
491         INIT_LIST_HEAD(&timer->cb_entry);
492 }
493
494 /*
495  * When High resolution timers are active, try to reprogram. Note, that in case
496  * the state has HRTIMER_STATE_CALLBACK set, no reprogramming and no expiry
497  * check happens. The timer gets enqueued into the rbtree. The reprogramming
498  * and expiry check is done in the hrtimer_interrupt or in the softirq.
499  */
500 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
501                                             struct hrtimer_clock_base *base)
502 {
503         if (base->cpu_base->hres_active && hrtimer_reprogram(timer, base)) {
504
505                 /* Timer is expired, act upon the callback mode */
506                 switch(timer->cb_mode) {
507                 case HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_RESTART:
508                         /*
509                          * We can call the callback from here. No restart
510                          * happens, so no danger of recursion
511                          */
512                         BUG_ON(timer->function(timer) != HRTIMER_NORESTART);
513                         return 1;
514                 case HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ:
515                         /*
516                          * This is solely for the sched tick emulation with
517                          * dynamic tick support to ensure that we do not
518                          * restart the tick right on the edge and end up with
519                          * the tick timer in the softirq ! The calling site
520                          * takes care of this.
521                          */
522                         return 1;
523                 case HRTIMER_CB_IRQSAFE:
524                 case HRTIMER_CB_SOFTIRQ:
525                         /*
526                          * Move everything else into the softirq pending list !
527                          */
528                         list_add_tail(&timer->cb_entry,
529                                       &base->cpu_base->cb_pending);
530                         timer->state = HRTIMER_STATE_PENDING;
531                         raise_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ);
532                         return 1;
533                 default:
534                         BUG();
535                 }
536         }
537         return 0;
538 }
539
540 /*
541  * Switch to high resolution mode
542  */
543 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
544 {
545         struct hrtimer_cpu_base *base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
546         unsigned long flags;
547
548         if (base->hres_active)
549                 return;
550
551         local_irq_save(flags);
552
553         if (tick_init_highres()) {
554                 local_irq_restore(flags);
555                 return;
556         }
557         base->hres_active = 1;
558         base->clock_base[CLOCK_REALTIME].resolution = KTIME_HIGH_RES;
559         base->clock_base[CLOCK_MONOTONIC].resolution = KTIME_HIGH_RES;
560
561         tick_setup_sched_timer();
562
563         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
564         retrigger_next_event(NULL);
565         local_irq_restore(flags);
566         printk(KERN_INFO "Switched to high resolution mode on CPU %d\n",
567                smp_processor_id());
568 }
569
570 #else
571
572 static inline int hrtimer_hres_active(void) { return 0; }
573 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
574 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
575 static inline void hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
576 static inline int hrtimer_enqueue_reprogram(struct hrtimer *timer,
577                                             struct hrtimer_clock_base *base)
578 {
579         return 0;
580 }
581 static inline int hrtimer_cb_pending(struct hrtimer *timer) { return 0; }
582 static inline void hrtimer_remove_cb_pending(struct hrtimer *timer) { }
583 static inline void hrtimer_init_hres(struct hrtimer_cpu_base *base) { }
584 static inline void hrtimer_init_timer_hres(struct hrtimer *timer) { }
585
586 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
587
588 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
589 void __timer_stats_hrtimer_set_start_info(struct hrtimer *timer, void *addr)
590 {
591         if (timer->start_site)
592                 return;
593
594         timer->start_site = addr;
595         memcpy(timer->start_comm, current->comm, TASK_COMM_LEN);
596         timer->start_pid = current->pid;
597 }
598 #endif
599
600 /*
601  * Counterpart to lock_timer_base above:
602  */
603 static inline
604 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
605 {
606         spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
607 }
608
609 /**
610  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
611  * @timer:      hrtimer to forward
612  * @now:        forward past this time
613  * @interval:   the interval to forward
614  *
615  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
616  * Returns the number of overruns.
617  */
618 unsigned long
619 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
620 {
621         unsigned long orun = 1;
622         ktime_t delta;
623
624         delta = ktime_sub(now, timer->expires);
625
626         if (delta.tv64 < 0)
627                 return 0;
628
629         if (interval.tv64 < timer->base->resolution.tv64)
630                 interval.tv64 = timer->base->resolution.tv64;
631
632         if (unlikely(delta.tv64 >= interval.tv64)) {
633                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
634
635                 orun = ktime_divns(delta, incr);
636                 timer->expires = ktime_add_ns(timer->expires, incr * orun);
637                 if (timer->expires.tv64 > now.tv64)
638                         return orun;
639                 /*
640                  * This (and the ktime_add() below) is the
641                  * correction for exact:
642                  */
643                 orun++;
644         }
645         timer->expires = ktime_add(timer->expires, interval);
646
647         return orun;
648 }
649
650 /*
651  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
652  *
653  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
654  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
655  */
656 static void enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
657                             struct hrtimer_clock_base *base, int reprogram)
658 {
659         struct rb_node **link = &base->active.rb_node;
660         struct rb_node *parent = NULL;
661         struct hrtimer *entry;
662
663         /*
664          * Find the right place in the rbtree:
665          */
666         while (*link) {
667                 parent = *link;
668                 entry = rb_entry(parent, struct hrtimer, node);
669                 /*
670                  * We dont care about collisions. Nodes with
671                  * the same expiry time stay together.
672                  */
673                 if (timer->expires.tv64 < entry->expires.tv64)
674                         link = &(*link)->rb_left;
675                 else
676                         link = &(*link)->rb_right;
677         }
678
679         /*
680          * Insert the timer to the rbtree and check whether it
681          * replaces the first pending timer
682          */
683         if (!base->first || timer->expires.tv64 <
684             rb_entry(base->first, struct hrtimer, node)->expires.tv64) {
685                 /*
686                  * Reprogram the clock event device. When the timer is already
687                  * expired hrtimer_enqueue_reprogram has either called the
688                  * callback or added it to the pending list and raised the
689                  * softirq.
690                  *
691                  * This is a NOP for !HIGHRES
692                  */
693                 if (reprogram && hrtimer_enqueue_reprogram(timer, base))
694                         return;
695
696                 base->first = &timer->node;
697         }
698
699         rb_link_node(&timer->node, parent, link);
700         rb_insert_color(&timer->node, &base->active);
701         /*
702          * HRTIMER_STATE_ENQUEUED is or'ed to the current state to preserve the
703          * state of a possibly running callback.
704          */
705         timer->state |= HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
706 }
707
708 /*
709  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
710  *
711  * Caller must hold the base lock.
712  *
713  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
714  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
715  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
716  * anyway (e.g. timer interrupt)
717  */
718 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
719                              struct hrtimer_clock_base *base,
720                              unsigned long newstate, int reprogram)
721 {
722         /* High res. callback list. NOP for !HIGHRES */
723         if (hrtimer_cb_pending(timer))
724                 hrtimer_remove_cb_pending(timer);
725         else {
726                 /*
727                  * Remove the timer from the rbtree and replace the
728                  * first entry pointer if necessary.
729                  */
730                 if (base->first == &timer->node) {
731                         base->first = rb_next(&timer->node);
732                         /* Reprogram the clock event device. if enabled */
733                         if (reprogram && hrtimer_hres_active())
734                                 hrtimer_force_reprogram(base->cpu_base);
735                 }
736                 rb_erase(&timer->node, &base->active);
737         }
738         timer->state = newstate;
739 }
740
741 /*
742  * remove hrtimer, called with base lock held
743  */
744 static inline int
745 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base)
746 {
747         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
748                 int reprogram;
749
750                 /*
751                  * Remove the timer and force reprogramming when high
752                  * resolution mode is active and the timer is on the current
753                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
754                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
755                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
756                  * rare case and less expensive than a smp call.
757                  */
758                 timer_stats_hrtimer_clear_start_info(timer);
759                 reprogram = base->cpu_base == &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
760                 __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE,
761                                  reprogram);
762                 return 1;
763         }
764         return 0;
765 }
766
767 /**
768  * hrtimer_start - (re)start an relative timer on the current CPU
769  * @timer:      the timer to be added
770  * @tim:        expiry time
771  * @mode:       expiry mode: absolute (HRTIMER_ABS) or relative (HRTIMER_REL)
772  *
773  * Returns:
774  *  0 on success
775  *  1 when the timer was active
776  */
777 int
778 hrtimer_start(struct hrtimer *timer, ktime_t tim, const enum hrtimer_mode mode)
779 {
780         struct hrtimer_clock_base *base, *new_base;
781         unsigned long flags;
782         int ret;
783
784         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
785
786         /* Remove an active timer from the queue: */
787         ret = remove_hrtimer(timer, base);
788
789         /* Switch the timer base, if necessary: */
790         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base);
791
792         if (mode == HRTIMER_MODE_REL) {
793                 tim = ktime_add(tim, new_base->get_time());
794                 /*
795                  * CONFIG_TIME_LOW_RES is a temporary way for architectures
796                  * to signal that they simply return xtime in
797                  * do_gettimeoffset(). In this case we want to round up by
798                  * resolution when starting a relative timer, to avoid short
799                  * timeouts. This will go away with the GTOD framework.
800                  */
801 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
802                 tim = ktime_add(tim, base->resolution);
803 #endif
804         }
805         timer->expires = tim;
806
807         timer_stats_hrtimer_set_start_info(timer);
808
809         enqueue_hrtimer(timer, new_base, base == new_base);
810
811         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
812
813         return ret;
814 }
815 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start);
816
817 /**
818  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
819  * @timer:      hrtimer to stop
820  *
821  * Returns:
822  *  0 when the timer was not active
823  *  1 when the timer was active
824  * -1 when the timer is currently excuting the callback function and
825  *    cannot be stopped
826  */
827 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
828 {
829         struct hrtimer_clock_base *base;
830         unsigned long flags;
831         int ret = -1;
832
833         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
834
835         if (!hrtimer_callback_running(timer))
836                 ret = remove_hrtimer(timer, base);
837
838         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
839
840         return ret;
841
842 }
843 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
844
845 /**
846  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
847  * @timer:      the timer to be cancelled
848  *
849  * Returns:
850  *  0 when the timer was not active
851  *  1 when the timer was active
852  */
853 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
854 {
855         for (;;) {
856                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
857
858                 if (ret >= 0)
859                         return ret;
860                 cpu_relax();
861         }
862 }
863 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
864
865 /**
866  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
867  * @timer:      the timer to read
868  */
869 ktime_t hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer)
870 {
871         struct hrtimer_clock_base *base;
872         unsigned long flags;
873         ktime_t rem;
874
875         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
876         rem = ktime_sub(timer->expires, base->get_time());
877         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
878
879         return rem;
880 }
881 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_remaining);
882
883 #if defined(CONFIG_NO_IDLE_HZ) || defined(CONFIG_NO_HZ)
884 /**
885  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
886  *
887  * Returns the delta to the next expiry event or KTIME_MAX if no timer
888  * is pending.
889  */
890 ktime_t hrtimer_get_next_event(void)
891 {
892         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
893         struct hrtimer_clock_base *base = cpu_base->clock_base;
894         ktime_t delta, mindelta = { .tv64 = KTIME_MAX };
895         unsigned long flags;
896         int i;
897
898         spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
899
900         if (!hrtimer_hres_active()) {
901                 for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++, base++) {
902                         struct hrtimer *timer;
903
904                         if (!base->first)
905                                 continue;
906
907                         timer = rb_entry(base->first, struct hrtimer, node);
908                         delta.tv64 = timer->expires.tv64;
909                         delta = ktime_sub(delta, base->get_time());
910                         if (delta.tv64 < mindelta.tv64)
911                                 mindelta.tv64 = delta.tv64;
912                 }
913         }
914
915         spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
916
917         if (mindelta.tv64 < 0)
918                 mindelta.tv64 = 0;
919         return mindelta;
920 }
921 #endif
922
923 /**
924  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
925  * @timer:      the timer to be initialized
926  * @clock_id:   the clock to be used
927  * @mode:       timer mode abs/rel
928  */
929 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
930                   enum hrtimer_mode mode)
931 {
932         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
933
934         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
935
936         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
937
938         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode != HRTIMER_MODE_ABS)
939                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
940
941         timer->base = &cpu_base->clock_base[clock_id];
942         hrtimer_init_timer_hres(timer);
943
944 #ifdef CONFIG_TIMER_STATS
945         timer->start_site = NULL;
946         timer->start_pid = -1;
947         memset(timer->start_comm, 0, TASK_COMM_LEN);
948 #endif
949 }
950 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
951
952 /**
953  * hrtimer_get_res - get the timer resolution for a clock
954  * @which_clock: which clock to query
955  * @tp:          pointer to timespec variable to store the resolution
956  *
957  * Store the resolution of the clock selected by @which_clock in the
958  * variable pointed to by @tp.
959  */
960 int hrtimer_get_res(const clockid_t which_clock, struct timespec *tp)
961 {
962         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
963
964         cpu_base = &__raw_get_cpu_var(hrtimer_bases);
965         *tp = ktime_to_timespec(cpu_base->clock_base[which_clock].resolution);
966
967         return 0;
968 }
969 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_get_res);
970
971 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
972
973 /*
974  * High resolution timer interrupt
975  * Called with interrupts disabled
976  */
977 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
978 {
979         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
980         struct hrtimer_clock_base *base;
981         ktime_t expires_next, now;
982         int i, raise = 0;
983
984         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
985         cpu_base->nr_events++;
986         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
987
988  retry:
989         now = ktime_get();
990
991         expires_next.tv64 = KTIME_MAX;
992
993         base = cpu_base->clock_base;
994
995         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
996                 ktime_t basenow;
997                 struct rb_node *node;
998
999                 spin_lock(&cpu_base->lock);
1000
1001                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1002
1003                 while ((node = base->first)) {
1004                         struct hrtimer *timer;
1005
1006                         timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1007
1008                         if (basenow.tv64 < timer->expires.tv64) {
1009                                 ktime_t expires;
1010
1011                                 expires = ktime_sub(timer->expires,
1012                                                     base->offset);
1013                                 if (expires.tv64 < expires_next.tv64)
1014                                         expires_next = expires;
1015                                 break;
1016                         }
1017
1018                         /* Move softirq callbacks to the pending list */
1019                         if (timer->cb_mode == HRTIMER_CB_SOFTIRQ) {
1020                                 __remove_hrtimer(timer, base,
1021                                                  HRTIMER_STATE_PENDING, 0);
1022                                 list_add_tail(&timer->cb_entry,
1023                                               &base->cpu_base->cb_pending);
1024                                 raise = 1;
1025                                 continue;
1026                         }
1027
1028                         __remove_hrtimer(timer, base,
1029                                          HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1030                         timer_stats_account_hrtimer(timer);
1031
1032                         /*
1033                          * Note: We clear the CALLBACK bit after
1034                          * enqueue_hrtimer to avoid reprogramming of
1035                          * the event hardware. This happens at the end
1036                          * of this function anyway.
1037                          */
1038                         if (timer->function(timer) != HRTIMER_NORESTART) {
1039                                 BUG_ON(timer->state != HRTIMER_STATE_CALLBACK);
1040                                 enqueue_hrtimer(timer, base, 0);
1041                         }
1042                         timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1043                 }
1044                 spin_unlock(&cpu_base->lock);
1045                 base++;
1046         }
1047
1048         cpu_base->expires_next = expires_next;
1049
1050         /* Reprogramming necessary ? */
1051         if (expires_next.tv64 != KTIME_MAX) {
1052                 if (tick_program_event(expires_next, 0))
1053                         goto retry;
1054         }
1055
1056         /* Raise softirq ? */
1057         if (raise)
1058                 raise_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ);
1059 }
1060
1061 static void run_hrtimer_softirq(struct softirq_action *h)
1062 {
1063         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1064
1065         spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1066
1067         while (!list_empty(&cpu_base->cb_pending)) {
1068                 enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1069                 struct hrtimer *timer;
1070                 int restart;
1071
1072                 timer = list_entry(cpu_base->cb_pending.next,
1073                                    struct hrtimer, cb_entry);
1074
1075                 timer_stats_account_hrtimer(timer);
1076
1077                 fn = timer->function;
1078                 __remove_hrtimer(timer, timer->base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1079                 spin_unlock_irq(&cpu_base->lock);
1080
1081                 restart = fn(timer);
1082
1083                 spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1084
1085                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1086                 if (restart == HRTIMER_RESTART) {
1087                         BUG_ON(hrtimer_active(timer));
1088                         /*
1089                          * Enqueue the timer, allow reprogramming of the event
1090                          * device
1091                          */
1092                         enqueue_hrtimer(timer, timer->base, 1);
1093                 } else if (hrtimer_active(timer)) {
1094                         /*
1095                          * If the timer was rearmed on another CPU, reprogram
1096                          * the event device.
1097                          */
1098                         if (timer->base->first == &timer->node)
1099                                 hrtimer_reprogram(timer, timer->base);
1100                 }
1101         }
1102         spin_unlock_irq(&cpu_base->lock);
1103 }
1104
1105 #endif  /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1106
1107 /*
1108  * Expire the per base hrtimer-queue:
1109  */
1110 static inline void run_hrtimer_queue(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1111                                      int index)
1112 {
1113         struct rb_node *node;
1114         struct hrtimer_clock_base *base = &cpu_base->clock_base[index];
1115
1116         if (!base->first)
1117                 return;
1118
1119         if (base->get_softirq_time)
1120                 base->softirq_time = base->get_softirq_time();
1121
1122         spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1123
1124         while ((node = base->first)) {
1125                 struct hrtimer *timer;
1126                 enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1127                 int restart;
1128
1129                 timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1130                 if (base->softirq_time.tv64 <= timer->expires.tv64)
1131                         break;
1132
1133                 timer_stats_account_hrtimer(timer);
1134
1135                 fn = timer->function;
1136                 __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_CALLBACK, 0);
1137                 spin_unlock_irq(&cpu_base->lock);
1138
1139                 restart = fn(timer);
1140
1141                 spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1142
1143                 timer->state &= ~HRTIMER_STATE_CALLBACK;
1144                 if (restart != HRTIMER_NORESTART) {
1145                         BUG_ON(hrtimer_active(timer));
1146                         enqueue_hrtimer(timer, base, 0);
1147                 }
1148         }
1149         spin_unlock_irq(&cpu_base->lock);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * Called from timer softirq every jiffy, expire hrtimers:
1154  *
1155  * For HRT its the fall back code to run the softirq in the timer
1156  * softirq context in case the hrtimer initialization failed or has
1157  * not been done yet.
1158  */
1159 void hrtimer_run_queues(void)
1160 {
1161         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &__get_cpu_var(hrtimer_bases);
1162         int i;
1163
1164         if (hrtimer_hres_active())
1165                 return;
1166
1167         /*
1168          * This _is_ ugly: We have to check in the softirq context,
1169          * whether we can switch to highres and / or nohz mode. The
1170          * clocksource switch happens in the timer interrupt with
1171          * xtime_lock held. Notification from there only sets the
1172          * check bit in the tick_oneshot code, otherwise we might
1173          * deadlock vs. xtime_lock.
1174          */
1175         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled()))
1176                 hrtimer_switch_to_hres();
1177
1178         hrtimer_get_softirq_time(cpu_base);
1179
1180         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
1181                 run_hrtimer_queue(cpu_base, i);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Sleep related functions:
1186  */
1187 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1188 {
1189         struct hrtimer_sleeper *t =
1190                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1191         struct task_struct *task = t->task;
1192
1193         t->task = NULL;
1194         if (task)
1195                 wake_up_process(task);
1196
1197         return HRTIMER_NORESTART;
1198 }
1199
1200 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1201 {
1202         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1203         sl->task = task;
1204 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1205         sl->timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_RESTART;
1206 #endif
1207 }
1208
1209 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1210 {
1211         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1212
1213         do {
1214                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1215                 hrtimer_start(&t->timer, t->timer.expires, mode);
1216
1217                 if (likely(t->task))
1218                         schedule();
1219
1220                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1221                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1222
1223         } while (t->task && !signal_pending(current));
1224
1225         return t->task == NULL;
1226 }
1227
1228 long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1229 {
1230         struct hrtimer_sleeper t;
1231         struct timespec __user *rmtp;
1232         struct timespec tu;
1233         ktime_t time;
1234
1235         restart->fn = do_no_restart_syscall;
1236
1237         hrtimer_init(&t.timer, restart->arg0, HRTIMER_MODE_ABS);
1238         t.timer.expires.tv64 = ((u64)restart->arg3 << 32) | (u64) restart->arg2;
1239
1240         if (do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS))
1241                 return 0;
1242
1243         rmtp = (struct timespec __user *) restart->arg1;
1244         if (rmtp) {
1245                 time = ktime_sub(t.timer.expires, t.timer.base->get_time());
1246                 if (time.tv64 <= 0)
1247                         return 0;
1248                 tu = ktime_to_timespec(time);
1249                 if (copy_to_user(rmtp, &tu, sizeof(tu)))
1250                         return -EFAULT;
1251         }
1252
1253         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1254
1255         /* The other values in restart are already filled in */
1256         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1257 }
1258
1259 long hrtimer_nanosleep(struct timespec *rqtp, struct timespec __user *rmtp,
1260                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1261 {
1262         struct restart_block *restart;
1263         struct hrtimer_sleeper t;
1264         struct timespec tu;
1265         ktime_t rem;
1266
1267         hrtimer_init(&t.timer, clockid, mode);
1268         t.timer.expires = timespec_to_ktime(*rqtp);
1269         if (do_nanosleep(&t, mode))
1270                 return 0;
1271
1272         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1273         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS)
1274                 return -ERESTARTNOHAND;
1275
1276         if (rmtp) {
1277                 rem = ktime_sub(t.timer.expires, t.timer.base->get_time());
1278                 if (rem.tv64 <= 0)
1279                         return 0;
1280                 tu = ktime_to_timespec(rem);
1281                 if (copy_to_user(rmtp, &tu, sizeof(tu)))
1282                         return -EFAULT;
1283         }
1284
1285         restart = &current_thread_info()->restart_block;
1286         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1287         restart->arg0 = (unsigned long) t.timer.base->index;
1288         restart->arg1 = (unsigned long) rmtp;
1289         restart->arg2 = t.timer.expires.tv64 & 0xFFFFFFFF;
1290         restart->arg3 = t.timer.expires.tv64 >> 32;
1291
1292         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1293 }
1294
1295 asmlinkage long
1296 sys_nanosleep(struct timespec __user *rqtp, struct timespec __user *rmtp)
1297 {
1298         struct timespec tu;
1299
1300         if (copy_from_user(&tu, rqtp, sizeof(tu)))
1301                 return -EFAULT;
1302
1303         if (!timespec_valid(&tu))
1304                 return -EINVAL;
1305
1306         return hrtimer_nanosleep(&tu, rmtp, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1307 }
1308
1309 /*
1310  * Functions related to boot-time initialization:
1311  */
1312 static void __devinit init_hrtimers_cpu(int cpu)
1313 {
1314         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1315         int i;
1316
1317         spin_lock_init(&cpu_base->lock);
1318         lockdep_set_class(&cpu_base->lock, &cpu_base->lock_key);
1319
1320         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++)
1321                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1322
1323         hrtimer_init_hres(cpu_base);
1324 }
1325
1326 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1327
1328 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1329                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1330 {
1331         struct hrtimer *timer;
1332         struct rb_node *node;
1333
1334         while ((node = rb_first(&old_base->active))) {
1335                 timer = rb_entry(node, struct hrtimer, node);
1336                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1337                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1338                 timer->base = new_base;
1339                 /*
1340                  * Enqueue the timer. Allow reprogramming of the event device
1341                  */
1342                 enqueue_hrtimer(timer, new_base, 1);
1343         }
1344 }
1345
1346 static void migrate_hrtimers(int cpu)
1347 {
1348         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1349         int i;
1350
1351         BUG_ON(cpu_online(cpu));
1352         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1353         new_base = &get_cpu_var(hrtimer_bases);
1354
1355         tick_cancel_sched_timer(cpu);
1356
1357         local_irq_disable();
1358
1359         spin_lock(&new_base->lock);
1360         spin_lock(&old_base->lock);
1361
1362         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1363                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1364                                      &new_base->clock_base[i]);
1365         }
1366         spin_unlock(&old_base->lock);
1367         spin_unlock(&new_base->lock);
1368
1369         local_irq_enable();
1370         put_cpu_var(hrtimer_bases);
1371 }
1372 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1373
1374 static int __cpuinit hrtimer_cpu_notify(struct notifier_block *self,
1375                                         unsigned long action, void *hcpu)
1376 {
1377         long cpu = (long)hcpu;
1378
1379         switch (action) {
1380
1381         case CPU_UP_PREPARE:
1382                 init_hrtimers_cpu(cpu);
1383                 break;
1384
1385 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1386         case CPU_DEAD:
1387                 clockevents_notify(CLOCK_EVT_NOTIFY_CPU_DEAD, &cpu);
1388                 migrate_hrtimers(cpu);
1389                 break;
1390 #endif
1391
1392         default:
1393                 break;
1394         }
1395
1396         return NOTIFY_OK;
1397 }
1398
1399 static struct notifier_block __cpuinitdata hrtimers_nb = {
1400         .notifier_call = hrtimer_cpu_notify,
1401 };
1402
1403 void __init hrtimers_init(void)
1404 {
1405         hrtimer_cpu_notify(&hrtimers_nb, (unsigned long)CPU_UP_PREPARE,
1406                           (void *)(long)smp_processor_id());
1407         register_cpu_notifier(&hrtimers_nb);
1408 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1409         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, run_hrtimer_softirq, NULL);
1410 #endif
1411 }
1412