git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - kernel/time/tick-sched.c

   1 /*
   2  *  linux/kernel/time/tick-sched.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  *  No idle tick implementation for low and high resolution timers
   9  *
  10  *  Started by: Thomas Gleixner and Ingo Molnar
  11  *
  12  *  For licencing details see kernel-base/COPYING
  13  */
  14 #include <linux/cpu.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/hrtimer.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/kernel_stat.h>
  19 #include <linux/percpu.h>
  20 #include <linux/profile.h>
  21 #include <linux/sched.h>
  22 #include <linux/tick.h>
  23
  24 #include <asm/irq_regs.h>
  25
  26 #include "tick-internal.h"
  27
  28 /*
  29  * Per cpu nohz control structure
  30  */
  31 static DEFINE_PER_CPU(struct tick_sched, tick_cpu_sched);
  32
  33 /*
  34  * The time, when the last jiffy update happened. Protected by xtime_lock.
  35  */
  36 static ktime_t last_jiffies_update;
  37
  38 struct tick_sched *tick_get_tick_sched(int cpu)
  39 {
  40         return &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
  41 }
  42
  43 /*
  44  * Must be called with interrupts disabled !
  45  */
  46 static void tick_do_update_jiffies64(ktime_t now)
  47 {
  48         unsigned long ticks = 0;
  49         ktime_t delta;
  50
  51         /* Reevalute with xtime_lock held */
  52         write_seqlock(&xtime_lock);
  53
  54         delta = ktime_sub(now, last_jiffies_update);
  55         if (delta.tv64 >= tick_period.tv64) {
  56
  57                 delta = ktime_sub(delta, tick_period);
  58                 last_jiffies_update = ktime_add(last_jiffies_update,
  59                                                 tick_period);
  60
  61                 /* Slow path for long timeouts */
  62                 if (unlikely(delta.tv64 >= tick_period.tv64)) {
  63                         s64 incr = ktime_to_ns(tick_period);
  64
  65                         ticks = ktime_divns(delta, incr);
  66
  67                         last_jiffies_update = ktime_add_ns(last_jiffies_update,
  68                                                            incr * ticks);
  69                 }
  70                 do_timer(++ticks);
  71         }
  72         write_sequnlock(&xtime_lock);
  73 }
  74
  75 /*
  76  * Initialize and return retrieve the jiffies update.
  77  */
  78 static ktime_t tick_init_jiffy_update(void)
  79 {
  80         ktime_t period;
  81
  82         write_seqlock(&xtime_lock);
  83         /* Did we start the jiffies update yet ? */
  84         if (last_jiffies_update.tv64 == 0)
  85                 last_jiffies_update = tick_next_period;
  86         period = last_jiffies_update;
  87         write_sequnlock(&xtime_lock);
  88         return period;
  89 }
  90
  91 /*
  92  * NOHZ - aka dynamic tick functionality
  93  */
  94 #ifdef CONFIG_NO_HZ
  95 /*
  96  * NO HZ enabled ?
  97  */
  98 static int tick_nohz_enabled __read_mostly  = 1;
  99
 100 /*
 101  * Enable / Disable tickless mode
 102  */
 103 static int __init setup_tick_nohz(char *str)
 104 {
 105         if (!strcmp(str, "off"))
 106                 tick_nohz_enabled = 0;
 107         else if (!strcmp(str, "on"))
 108                 tick_nohz_enabled = 1;
 109         else
 110                 return 0;
 111         return 1;
 112 }
 113
 114 __setup("nohz=", setup_tick_nohz);
 115
 116 /**
 117  * tick_nohz_update_jiffies - update jiffies when idle was interrupted
 118  *
 119  * Called from interrupt entry when the CPU was idle
 120  *
 121  * In case the sched_tick was stopped on this CPU, we have to check if jiffies
 122  * must be updated. Otherwise an interrupt handler could use a stale jiffy
 123  * value. We do this unconditionally on any cpu, as we don't know whether the
 124  * cpu, which has the update task assigned is in a long sleep.
 125  */
 126 void tick_nohz_update_jiffies(void)
 127 {
 128         int cpu = smp_processor_id();
 129         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 130         unsigned long flags;
 131         ktime_t now;
 132
 133         if (!ts->tick_stopped)
 134                 return;
 135
 136         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 137         now = ktime_get();
 138
 139         local_irq_save(flags);
 140         tick_do_update_jiffies64(now);
 141         local_irq_restore(flags);
 142 }
 143
 144 /**
 145  * tick_nohz_stop_sched_tick - stop the idle tick from the idle task
 146  *
 147  * When the next event is more than a tick into the future, stop the idle tick
 148  * Called either from the idle loop or from irq_exit() when an idle period was
 149  * just interrupted by an interrupt which did not cause a reschedule.
 150  */
 151 void tick_nohz_stop_sched_tick(void)
 152 {
 153         unsigned long seq, last_jiffies, next_jiffies, delta_jiffies, flags;
 154         struct tick_sched *ts;
 155         ktime_t last_update, expires, now, delta;
 156         int cpu;
 157
 158         local_irq_save(flags);
 159
 160         cpu = smp_processor_id();
 161         ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 162
 163         if (unlikely(ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_INACTIVE))
 164                 goto end;
 165
 166         if (need_resched())
 167                 goto end;
 168
 169         cpu = smp_processor_id();
 170         if (unlikely(local_softirq_pending()))
 171                 printk(KERN_ERR "NOHZ: local_softirq_pending %02x\n",
 172                        local_softirq_pending());
 173
 174         now = ktime_get();
 175         /*
 176          * When called from irq_exit we need to account the idle sleep time
 177          * correctly.
 178          */
 179         if (ts->tick_stopped) {
 180                 delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 181                 ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 182         }
 183
 184         ts->idle_entrytime = now;
 185         ts->idle_calls++;
 186
 187         /* Read jiffies and the time when jiffies were updated last */
 188         do {
 189                 seq = read_seqbegin(&xtime_lock);
 190                 last_update = last_jiffies_update;
 191                 last_jiffies = jiffies;
 192         } while (read_seqretry(&xtime_lock, seq));
 193
 194         /* Get the next timer wheel timer */
 195         next_jiffies = get_next_timer_interrupt(last_jiffies);
 196         delta_jiffies = next_jiffies - last_jiffies;
 197
 198         if (rcu_needs_cpu(cpu))
 199                 delta_jiffies = 1;
 200         /*
 201          * Do not stop the tick, if we are only one off
 202          * or if the cpu is required for rcu
 203          */
 204         if (!ts->tick_stopped && delta_jiffies == 1)
 205                 goto out;
 206
 207         /* Schedule the tick, if we are at least one jiffie off */
 208         if ((long)delta_jiffies >= 1) {
 209
 210                 if (delta_jiffies > 1)
 211                         cpu_set(cpu, nohz_cpu_mask);
 212                 /*
 213                  * nohz_stop_sched_tick can be called several times before
 214                  * the nohz_restart_sched_tick is called. This happens when
 215                  * interrupts arrive which do not cause a reschedule. In the
 216                  * first call we save the current tick time, so we can restart
 217                  * the scheduler tick in nohz_restart_sched_tick.
 218                  */
 219                 if (!ts->tick_stopped) {
 220                         ts->idle_tick = ts->sched_timer.expires;
 221                         ts->tick_stopped = 1;
 222                         ts->idle_jiffies = last_jiffies;
 223                 }
 224                 /*
 225                  * calculate the expiry time for the next timer wheel
 226                  * timer
 227                  */
 228                 expires = ktime_add_ns(last_update, tick_period.tv64 *
 229                                        delta_jiffies);
 230                 ts->idle_expires = expires;
 231                 ts->idle_sleeps++;
 232
 233                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 234                         hrtimer_start(&ts->sched_timer, expires,
 235                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 236                         /* Check, if the timer was already in the past */
 237                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 238                                 goto out;
 239                 } else if(!tick_program_event(expires, 0))
 240                                 goto out;
 241                 /*
 242                  * We are past the event already. So we crossed a
 243                  * jiffie boundary. Update jiffies and raise the
 244                  * softirq.
 245                  */
 246                 tick_do_update_jiffies64(ktime_get());
 247                 cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 248         }
 249         raise_softirq_irqoff(TIMER_SOFTIRQ);
 250 out:
 251         ts->next_jiffies = next_jiffies;
 252         ts->last_jiffies = last_jiffies;
 253 end:
 254         local_irq_restore(flags);
 255 }
 256
 257 /**
 258  * nohz_restart_sched_tick - restart the idle tick from the idle task
 259  *
 260  * Restart the idle tick when the CPU is woken up from idle
 261  */
 262 void tick_nohz_restart_sched_tick(void)
 263 {
 264         int cpu = smp_processor_id();
 265         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 266         unsigned long ticks;
 267         ktime_t now, delta;
 268
 269         if (!ts->tick_stopped)
 270                 return;
 271
 272         /* Update jiffies first */
 273         now = ktime_get();
 274
 275         local_irq_disable();
 276         tick_do_update_jiffies64(now);
 277         cpu_clear(cpu, nohz_cpu_mask);
 278
 279         /* Account the idle time */
 280         delta = ktime_sub(now, ts->idle_entrytime);
 281         ts->idle_sleeptime = ktime_add(ts->idle_sleeptime, delta);
 282
 283         /*
 284          * We stopped the tick in idle. Update process times would miss the
 285          * time we slept as update_process_times does only a 1 tick
 286          * accounting. Enforce that this is accounted to idle !
 287          */
 288         ticks = jiffies - ts->idle_jiffies;
 289         /*
 290          * We might be one off. Do not randomly account a huge number of ticks!
 291          */
 292         if (ticks && ticks < LONG_MAX) {
 293                 add_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 294                 account_system_time(current, HARDIRQ_OFFSET,
 295                                     jiffies_to_cputime(ticks));
 296                 sub_preempt_count(HARDIRQ_OFFSET);
 297         }
 298
 299         /*
 300          * Cancel the scheduled timer and restore the tick
 301          */
 302         ts->tick_stopped  = 0;
 303         hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 304         ts->sched_timer.expires = ts->idle_tick;
 305
 306         while (1) {
 307                 /* Forward the time to expire in the future */
 308                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 309
 310                 if (ts->nohz_mode == NOHZ_MODE_HIGHRES) {
 311                         hrtimer_start(&ts->sched_timer,
 312                                       ts->sched_timer.expires,
 313                                       HRTIMER_MODE_ABS);
 314                         /* Check, if the timer was already in the past */
 315                         if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 316                                 break;
 317                 } else {
 318                         if (!tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0))
 319                                 break;
 320                 }
 321                 /* Update jiffies and reread time */
 322                 tick_do_update_jiffies64(now);
 323                 now = ktime_get();
 324         }
 325         local_irq_enable();
 326 }
 327
 328 static int tick_nohz_reprogram(struct tick_sched *ts, ktime_t now)
 329 {
 330         hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 331         return tick_program_event(ts->sched_timer.expires, 0);
 332 }
 333
 334 /*
 335  * The nohz low res interrupt handler
 336  */
 337 static void tick_nohz_handler(struct clock_event_device *dev)
 338 {
 339         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 340         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 341         ktime_t now = ktime_get();
 342
 343         dev->next_event.tv64 = KTIME_MAX;
 344
 345         /* Check, if the jiffies need an update */
 346         tick_do_update_jiffies64(now);
 347
 348         /*
 349          * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 350          * the watchdog as we might not schedule for a really long
 351          * time. This happens on complete idle SMP systems while
 352          * waiting on the login prompt. We also increment the "start
 353          * of idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we
 354          * do when we go busy again does not account too much ticks.
 355          */
 356         if (ts->tick_stopped) {
 357                 touch_softlockup_watchdog();
 358                 ts->idle_jiffies++;
 359         }
 360
 361         update_process_times(user_mode(regs));
 362         profile_tick(CPU_PROFILING);
 363
 364         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 365         if (ts->tick_stopped)
 366                 return;
 367
 368         while (tick_nohz_reprogram(ts, now)) {
 369                 now = ktime_get();
 370                 tick_do_update_jiffies64(now);
 371         }
 372 }
 373
 374 /**
 375  * tick_nohz_switch_to_nohz - switch to nohz mode
 376  */
 377 static void tick_nohz_switch_to_nohz(void)
 378 {
 379         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 380         ktime_t next;
 381
 382         if (!tick_nohz_enabled)
 383                 return;
 384
 385         local_irq_disable();
 386         if (tick_switch_to_oneshot(tick_nohz_handler)) {
 387                 local_irq_enable();
 388                 return;
 389         }
 390
 391         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_LOWRES;
 392
 393         /*
 394          * Recycle the hrtimer in ts, so we can share the
 395          * hrtimer_forward with the highres code.
 396          */
 397         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 398         /* Get the next period */
 399         next = tick_init_jiffy_update();
 400
 401         for (;;) {
 402                 ts->sched_timer.expires = next;
 403                 if (!tick_program_event(next, 0))
 404                         break;
 405                 next = ktime_add(next, tick_period);
 406         }
 407         local_irq_enable();
 408
 409         printk(KERN_INFO "Switched to NOHz mode on CPU #%d\n",
 410                smp_processor_id());
 411 }
 412
 413 #else
 414
 415 static inline void tick_nohz_switch_to_nohz(void) { }
 416
 417 #endif /* NO_HZ */
 418
 419 /*
 420  * High resolution timer specific code
 421  */
 422 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
 423 /*
 424  * We rearm the timer until we get disabled by the idle code
 425  * Called with interrupts disabled and timer->base->cpu_base->lock held.
 426  */
 427 static enum hrtimer_restart tick_sched_timer(struct hrtimer *timer)
 428 {
 429         struct tick_sched *ts =
 430                 container_of(timer, struct tick_sched, sched_timer);
 431         struct hrtimer_cpu_base *base = timer->base->cpu_base;
 432         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
 433         ktime_t now = ktime_get();
 434
 435         /* Check, if the jiffies need an update */
 436         tick_do_update_jiffies64(now);
 437
 438         /*
 439          * Do not call, when we are not in irq context and have
 440          * no valid regs pointer
 441          */
 442         if (regs) {
 443                 /*
 444                  * When we are idle and the tick is stopped, we have to touch
 445                  * the watchdog as we might not schedule for a really long
 446                  * time. This happens on complete idle SMP systems while
 447                  * waiting on the login prompt. We also increment the "start of
 448                  * idle" jiffy stamp so the idle accounting adjustment we do
 449                  * when we go busy again does not account too much ticks.
 450                  */
 451                 if (ts->tick_stopped) {
 452                         touch_softlockup_watchdog();
 453                         ts->idle_jiffies++;
 454                 }
 455                 /*
 456                  * update_process_times() might take tasklist_lock, hence
 457                  * drop the base lock. sched-tick hrtimers are per-CPU and
 458                  * never accessible by userspace APIs, so this is safe to do.
 459                  */
 460                 spin_unlock(&base->lock);
 461                 update_process_times(user_mode(regs));
 462                 profile_tick(CPU_PROFILING);
 463                 spin_lock(&base->lock);
 464         }
 465
 466         /* Do not restart, when we are in the idle loop */
 467         if (ts->tick_stopped)
 468                 return HRTIMER_NORESTART;
 469
 470         hrtimer_forward(timer, now, tick_period);
 471
 472         return HRTIMER_RESTART;
 473 }
 474
 475 /**
 476  * tick_setup_sched_timer - setup the tick emulation timer
 477  */
 478 void tick_setup_sched_timer(void)
 479 {
 480         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 481         ktime_t now = ktime_get();
 482
 483         /*
 484          * Emulate tick processing via per-CPU hrtimers:
 485          */
 486         hrtimer_init(&ts->sched_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS);
 487         ts->sched_timer.function = tick_sched_timer;
 488         ts->sched_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
 489
 490         /* Get the next period */
 491         ts->sched_timer.expires = tick_init_jiffy_update();
 492
 493         for (;;) {
 494                 hrtimer_forward(&ts->sched_timer, now, tick_period);
 495                 hrtimer_start(&ts->sched_timer, ts->sched_timer.expires,
 496                               HRTIMER_MODE_ABS);
 497                 /* Check, if the timer was already in the past */
 498                 if (hrtimer_active(&ts->sched_timer))
 499                         break;
 500                 now = ktime_get();
 501         }
 502
 503 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 504         if (tick_nohz_enabled)
 505                 ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_HIGHRES;
 506 #endif
 507 }
 508
 509 void tick_cancel_sched_timer(int cpu)
 510 {
 511         struct tick_sched *ts = &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu);
 512
 513         if (ts->sched_timer.base)
 514                 hrtimer_cancel(&ts->sched_timer);
 515         ts->tick_stopped = 0;
 516         ts->nohz_mode = NOHZ_MODE_INACTIVE;
 517 }
 518 #endif /* HIGH_RES_TIMERS */
 519
 520 /**
 521  * Async notification about clocksource changes
 522  */
 523 void tick_clock_notify(void)
 524 {
 525         int cpu;
 526
 527         for_each_possible_cpu(cpu)
 528                 set_bit(0, &per_cpu(tick_cpu_sched, cpu).check_clocks);
 529 }
 530
 531 /*
 532  * Async notification about clock event changes
 533  */
 534 void tick_oneshot_notify(void)
 535 {
 536         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 537
 538         set_bit(0, &ts->check_clocks);
 539 }
 540
 541 /**
 542  * Check, if a change happened, which makes oneshot possible.
 543  *
 544  * Called cyclic from the hrtimer softirq (driven by the timer
 545  * softirq) allow_nohz signals, that we can switch into low-res nohz
 546  * mode, because high resolution timers are disabled (either compile
 547  * or runtime).
 548  */
 549 int tick_check_oneshot_change(int allow_nohz)
 550 {
 551         struct tick_sched *ts = &__get_cpu_var(tick_cpu_sched);
 552
 553         if (!test_and_clear_bit(0, &ts->check_clocks))
 554                 return 0;
 555
 556         if (ts->nohz_mode != NOHZ_MODE_INACTIVE)
 557                 return 0;
 558
 559         if (!timekeeping_is_continuous() || !tick_is_oneshot_available())
 560                 return 0;
 561
 562         if (!allow_nohz)
 563                 return 1;
 564
 565         tick_nohz_switch_to_nohz();
 566         return 0;
 567 }