git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/s390/kernel/vtime.c

   1 /*
   2  *  arch/s390/kernel/vtime.c
   3  *    Virtual cpu timer based timer functions.
   4  *
   5  *  S390 version
   6  *    Copyright (C) 2004 IBM Deutschland Entwicklung GmbH, IBM Corporation
   7  *    Author(s): Jan Glauber <jan.glauber@de.ibm.com>
   8  */
   9
  10 #include <linux/module.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/time.h>
  13 #include <linux/delay.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/smp.h>
  16 #include <linux/types.h>
  17 #include <linux/timex.h>
  18 #include <linux/notifier.h>
  19 #include <linux/kernel_stat.h>
  20 #include <linux/rcupdate.h>
  21 #include <linux/posix-timers.h>
  22
  23 #include <asm/s390_ext.h>
  24 #include <asm/timer.h>
  25 #include <asm/irq_regs.h>
  26 #include <asm/cputime.h>
  27
  28 static DEFINE_PER_CPU(struct vtimer_queue, virt_cpu_timer);
  29
  30 DEFINE_PER_CPU(struct s390_idle_data, s390_idle) = {
  31         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(s390_idle.lock)
  32 };
  33
  34 static inline __u64 get_vtimer(void)
  35 {
  36         __u64 timer;
  37
  38         asm volatile("STPT %0" : "=m" (timer));
  39         return timer;
  40 }
  41
  42 static inline void set_vtimer(__u64 expires)
  43 {
  44         __u64 timer;
  45
  46         asm volatile ("  STPT %0\n"  /* Store current cpu timer value */
  47                       "  SPT %1"     /* Set new value immediatly afterwards */
  48                       : "=m" (timer) : "m" (expires) );
  49         S390_lowcore.system_timer += S390_lowcore.last_update_timer - timer;
  50         S390_lowcore.last_update_timer = expires;
  51 }
  52
  53 /*
  54  * Update process times based on virtual cpu times stored by entry.S
  55  * to the lowcore fields user_timer, system_timer & steal_clock.
  56  */
  57 static void do_account_vtime(struct task_struct *tsk, int hardirq_offset)
  58 {
  59         struct thread_info *ti = task_thread_info(tsk);
  60         __u64 timer, clock, user, system, steal;
  61
  62         timer = S390_lowcore.last_update_timer;
  63         clock = S390_lowcore.last_update_clock;
  64         asm volatile ("  STPT %0\n"    /* Store current cpu timer value */
  65                       "  STCK %1"      /* Store current tod clock value */
  66                       : "=m" (S390_lowcore.last_update_timer),
  67                         "=m" (S390_lowcore.last_update_clock) );
  68         S390_lowcore.system_timer += timer - S390_lowcore.last_update_timer;
  69         S390_lowcore.steal_timer += S390_lowcore.last_update_clock - clock;
  70
  71         user = S390_lowcore.user_timer - ti->user_timer;
  72         S390_lowcore.steal_timer -= user;
  73         ti->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
  74         account_user_time(tsk, user, user);
  75
  76         system = S390_lowcore.system_timer - ti->system_timer;
  77         S390_lowcore.steal_timer -= system;
  78         ti->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
  79         account_system_time(tsk, hardirq_offset, system, system);
  80
  81         steal = S390_lowcore.steal_timer;
  82         if ((s64) steal > 0) {
  83                 S390_lowcore.steal_timer = 0;
  84                 account_steal_time(steal);
  85         }
  86 }
  87
  88 void account_vtime(struct task_struct *prev, struct task_struct *next)
  89 {
  90         struct thread_info *ti;
  91
  92         do_account_vtime(prev, 0);
  93         ti = task_thread_info(prev);
  94         ti->user_timer = S390_lowcore.user_timer;
  95         ti->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
  96         ti = task_thread_info(next);
  97         S390_lowcore.user_timer = ti->user_timer;
  98         S390_lowcore.system_timer = ti->system_timer;
  99 }
 100
 101 void account_process_tick(struct task_struct *tsk, int user_tick)
 102 {
 103         do_account_vtime(tsk, HARDIRQ_OFFSET);
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Update process times based on virtual cpu times stored by entry.S
 108  * to the lowcore fields user_timer, system_timer & steal_clock.
 109  */
 110 void account_system_vtime(struct task_struct *tsk)
 111 {
 112         struct thread_info *ti = task_thread_info(tsk);
 113         __u64 timer, system;
 114
 115         timer = S390_lowcore.last_update_timer;
 116         S390_lowcore.last_update_timer = get_vtimer();
 117         S390_lowcore.system_timer += timer - S390_lowcore.last_update_timer;
 118
 119         system = S390_lowcore.system_timer - ti->system_timer;
 120         S390_lowcore.steal_timer -= system;
 121         ti->system_timer = S390_lowcore.system_timer;
 122         account_system_time(tsk, 0, system, system);
 123 }
 124 EXPORT_SYMBOL_GPL(account_system_vtime);
 125
 126 void vtime_start_cpu(void)
 127 {
 128         struct s390_idle_data *idle = &__get_cpu_var(s390_idle);
 129         struct vtimer_queue *vq = &__get_cpu_var(virt_cpu_timer);
 130         __u64 idle_time, expires;
 131
 132         /* Account time spent with enabled wait psw loaded as idle time. */
 133         idle_time = S390_lowcore.int_clock - idle->idle_enter;
 134         account_idle_time(idle_time);
 135         S390_lowcore.steal_timer +=
 136                 idle->idle_enter - S390_lowcore.last_update_clock;
 137         S390_lowcore.last_update_clock = S390_lowcore.int_clock;
 138
 139         /* Account system time spent going idle. */
 140         S390_lowcore.system_timer += S390_lowcore.last_update_timer - vq->idle;
 141         S390_lowcore.last_update_timer = S390_lowcore.async_enter_timer;
 142
 143         /* Restart vtime CPU timer */
 144         if (vq->do_spt) {
 145                 /* Program old expire value but first save progress. */
 146                 expires = vq->idle - S390_lowcore.async_enter_timer;
 147                 expires += get_vtimer();
 148                 set_vtimer(expires);
 149         } else {
 150                 /* Don't account the CPU timer delta while the cpu was idle. */
 151                 vq->elapsed -= vq->idle - S390_lowcore.async_enter_timer;
 152         }
 153
 154         spin_lock(&idle->lock);
 155         idle->idle_time += idle_time;
 156         idle->idle_enter = 0ULL;
 157         idle->idle_count++;
 158         spin_unlock(&idle->lock);
 159 }
 160
 161 void vtime_stop_cpu(void)
 162 {
 163         struct s390_idle_data *idle = &__get_cpu_var(s390_idle);
 164         struct vtimer_queue *vq = &__get_cpu_var(virt_cpu_timer);
 165         psw_t psw;
 166
 167         /* Wait for external, I/O or machine check interrupt. */
 168         psw.mask = psw_kernel_bits | PSW_MASK_WAIT | PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT;
 169
 170         /* Check if the CPU timer needs to be reprogrammed. */
 171         if (vq->do_spt) {
 172                 __u64 vmax = VTIMER_MAX_SLICE;
 173                 /*
 174                  * The inline assembly is equivalent to
 175                  *      vq->idle = get_cpu_timer();
 176                  *      set_cpu_timer(VTIMER_MAX_SLICE);
 177                  *      idle->idle_enter = get_clock();
 178                  *      __load_psw_mask(psw_kernel_bits | PSW_MASK_WAIT |
 179                  *                         PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT);
 180                  * The difference is that the inline assembly makes sure that
 181                  * the last three instruction are stpt, stck and lpsw in that
 182                  * order. This is done to increase the precision.
 183                  */
 184                 asm volatile(
 185 #ifndef CONFIG_64BIT
 186                         "       basr    1,0\n"
 187                         "0:     ahi     1,1f-0b\n"
 188                         "       st      1,4(%2)\n"
 189 #else /* CONFIG_64BIT */
 190                         "       larl    1,1f\n"
 191                         "       stg     1,8(%2)\n"
 192 #endif /* CONFIG_64BIT */
 193                         "       stpt    0(%4)\n"
 194                         "       spt     0(%5)\n"
 195                         "       stck    0(%3)\n"
 196 #ifndef CONFIG_64BIT
 197                         "       lpsw    0(%2)\n"
 198 #else /* CONFIG_64BIT */
 199                         "       lpswe   0(%2)\n"
 200 #endif /* CONFIG_64BIT */
 201                         "1:"
 202                         : "=m" (idle->idle_enter), "=m" (vq->idle)
 203                         : "a" (&psw), "a" (&idle->idle_enter),
 204                           "a" (&vq->idle), "a" (&vmax), "m" (vmax), "m" (psw)
 205                         : "memory", "cc", "1");
 206         } else {
 207                 /*
 208                  * The inline assembly is equivalent to
 209                  *      vq->idle = get_cpu_timer();
 210                  *      idle->idle_enter = get_clock();
 211                  *      __load_psw_mask(psw_kernel_bits | PSW_MASK_WAIT |
 212                  *                         PSW_MASK_IO | PSW_MASK_EXT);
 213                  * The difference is that the inline assembly makes sure that
 214                  * the last three instruction are stpt, stck and lpsw in that
 215                  * order. This is done to increase the precision.
 216                  */
 217                 asm volatile(
 218 #ifndef CONFIG_64BIT
 219                         "       basr    1,0\n"
 220                         "0:     ahi     1,1f-0b\n"
 221                         "       st      1,4(%2)\n"
 222 #else /* CONFIG_64BIT */
 223                         "       larl    1,1f\n"
 224                         "       stg     1,8(%2)\n"
 225 #endif /* CONFIG_64BIT */
 226                         "       stpt    0(%4)\n"
 227                         "       stck    0(%3)\n"
 228 #ifndef CONFIG_64BIT
 229                         "       lpsw    0(%2)\n"
 230 #else /* CONFIG_64BIT */
 231                         "       lpswe   0(%2)\n"
 232 #endif /* CONFIG_64BIT */
 233                         "1:"
 234                         : "=m" (idle->idle_enter), "=m" (vq->idle)
 235                         : "a" (&psw), "a" (&idle->idle_enter),
 236                           "a" (&vq->idle), "m" (psw)
 237                         : "memory", "cc", "1");
 238         }
 239 }
 240
 241 cputime64_t s390_get_idle_time(int cpu)
 242 {
 243         struct s390_idle_data *idle;
 244         unsigned long long now, idle_time, idle_enter;
 245
 246         idle = &per_cpu(s390_idle, cpu);
 247         spin_lock(&idle->lock);
 248         now = get_clock();
 249         idle_time = 0;
 250         idle_enter = idle->idle_enter;
 251         if (idle_enter != 0ULL && idle_enter < now)
 252                 idle_time = now - idle_enter;
 253         spin_unlock(&idle->lock);
 254         return idle_time;
 255 }
 256
 257 /*
 258  * Sorted add to a list. List is linear searched until first bigger
 259  * element is found.
 260  */
 261 static void list_add_sorted(struct vtimer_list *timer, struct list_head *head)
 262 {
 263         struct vtimer_list *event;
 264
 265         list_for_each_entry(event, head, entry) {
 266                 if (event->expires > timer->expires) {
 267                         list_add_tail(&timer->entry, &event->entry);
 268                         return;
 269                 }
 270         }
 271         list_add_tail(&timer->entry, head);
 272 }
 273
 274 /*
 275  * Do the callback functions of expired vtimer events.
 276  * Called from within the interrupt handler.
 277  */
 278 static void do_callbacks(struct list_head *cb_list)
 279 {
 280         struct vtimer_queue *vq;
 281         struct vtimer_list *event, *tmp;
 282
 283         if (list_empty(cb_list))
 284                 return;
 285
 286         vq = &__get_cpu_var(virt_cpu_timer);
 287
 288         list_for_each_entry_safe(event, tmp, cb_list, entry) {
 289                 list_del_init(&event->entry);
 290                 (event->function)(event->data);
 291                 if (event->interval) {
 292                         /* Recharge interval timer */
 293                         event->expires = event->interval + vq->elapsed;
 294                         spin_lock(&vq->lock);
 295                         list_add_sorted(event, &vq->list);
 296                         spin_unlock(&vq->lock);
 297                 }
 298         }
 299 }
 300
 301 /*
 302  * Handler for the virtual CPU timer.
 303  */
 304 static void do_cpu_timer_interrupt(__u16 error_code)
 305 {
 306         struct vtimer_queue *vq;
 307         struct vtimer_list *event, *tmp;
 308         struct list_head cb_list;       /* the callback queue */
 309         __u64 elapsed, next;
 310
 311         INIT_LIST_HEAD(&cb_list);
 312         vq = &__get_cpu_var(virt_cpu_timer);
 313
 314         /* walk timer list, fire all expired events */
 315         spin_lock(&vq->lock);
 316
 317         elapsed = vq->elapsed + (vq->timer - S390_lowcore.async_enter_timer);
 318         BUG_ON((s64) elapsed < 0);
 319         vq->elapsed = 0;
 320         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &vq->list, entry) {
 321                 if (event->expires < elapsed)
 322                         /* move expired timer to the callback queue */
 323                         list_move_tail(&event->entry, &cb_list);
 324                 else
 325                         event->expires -= elapsed;
 326         }
 327         spin_unlock(&vq->lock);
 328
 329         vq->do_spt = list_empty(&cb_list);
 330         do_callbacks(&cb_list);
 331
 332         /* next event is first in list */
 333         next = VTIMER_MAX_SLICE;
 334         spin_lock(&vq->lock);
 335         if (!list_empty(&vq->list)) {
 336                 event = list_first_entry(&vq->list, struct vtimer_list, entry);
 337                 next = event->expires;
 338         } else
 339                 vq->do_spt = 0;
 340         spin_unlock(&vq->lock);
 341         /*
 342          * To improve precision add the time spent by the
 343          * interrupt handler to the elapsed time.
 344          * Note: CPU timer counts down and we got an interrupt,
 345          *       the current content is negative
 346          */
 347         elapsed = S390_lowcore.async_enter_timer - get_vtimer();
 348         set_vtimer(next - elapsed);
 349         vq->timer = next - elapsed;
 350         vq->elapsed = elapsed;
 351 }
 352
 353 void init_virt_timer(struct vtimer_list *timer)
 354 {
 355         timer->function = NULL;
 356         INIT_LIST_HEAD(&timer->entry);
 357 }
 358 EXPORT_SYMBOL(init_virt_timer);
 359
 360 static inline int vtimer_pending(struct vtimer_list *timer)
 361 {
 362         return (!list_empty(&timer->entry));
 363 }
 364
 365 /*
 366  * this function should only run on the specified CPU
 367  */
 368 static void internal_add_vtimer(struct vtimer_list *timer)
 369 {
 370         struct vtimer_queue *vq;
 371         unsigned long flags;
 372         __u64 left, expires;
 373
 374         vq = &per_cpu(virt_cpu_timer, timer->cpu);
 375         spin_lock_irqsave(&vq->lock, flags);
 376
 377         BUG_ON(timer->cpu != smp_processor_id());
 378
 379         if (list_empty(&vq->list)) {
 380                 /* First timer on this cpu, just program it. */
 381                 list_add(&timer->entry, &vq->list);
 382                 set_vtimer(timer->expires);
 383                 vq->timer = timer->expires;
 384                 vq->elapsed = 0;
 385         } else {
 386                 /* Check progress of old timers. */
 387                 expires = timer->expires;
 388                 left = get_vtimer();
 389                 if (likely((s64) expires < (s64) left)) {
 390                         /* The new timer expires before the current timer. */
 391                         set_vtimer(expires);
 392                         vq->elapsed += vq->timer - left;
 393                         vq->timer = expires;
 394                 } else {
 395                         vq->elapsed += vq->timer - left;
 396                         vq->timer = left;
 397                 }
 398                 /* Insert new timer into per cpu list. */
 399                 timer->expires += vq->elapsed;
 400                 list_add_sorted(timer, &vq->list);
 401         }
 402
 403         spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);
 404         /* release CPU acquired in prepare_vtimer or mod_virt_timer() */
 405         put_cpu();
 406 }
 407
 408 static inline void prepare_vtimer(struct vtimer_list *timer)
 409 {
 410         BUG_ON(!timer->function);
 411         BUG_ON(!timer->expires || timer->expires > VTIMER_MAX_SLICE);
 412         BUG_ON(vtimer_pending(timer));
 413         timer->cpu = get_cpu();
 414 }
 415
 416 /*
 417  * add_virt_timer - add an oneshot virtual CPU timer
 418  */
 419 void add_virt_timer(void *new)
 420 {
 421         struct vtimer_list *timer;
 422
 423         timer = (struct vtimer_list *)new;
 424         prepare_vtimer(timer);
 425         timer->interval = 0;
 426         internal_add_vtimer(timer);
 427 }
 428 EXPORT_SYMBOL(add_virt_timer);
 429
 430 /*
 431  * add_virt_timer_int - add an interval virtual CPU timer
 432  */
 433 void add_virt_timer_periodic(void *new)
 434 {
 435         struct vtimer_list *timer;
 436
 437         timer = (struct vtimer_list *)new;
 438         prepare_vtimer(timer);
 439         timer->interval = timer->expires;
 440         internal_add_vtimer(timer);
 441 }
 442 EXPORT_SYMBOL(add_virt_timer_periodic);
 443
 444 int __mod_vtimer(struct vtimer_list *timer, __u64 expires, int periodic)
 445 {
 446         struct vtimer_queue *vq;
 447         unsigned long flags;
 448         int cpu;
 449
 450         BUG_ON(!timer->function);
 451         BUG_ON(!expires || expires > VTIMER_MAX_SLICE);
 452
 453         if (timer->expires == expires && vtimer_pending(timer))
 454                 return 1;
 455
 456         cpu = get_cpu();
 457         vq = &per_cpu(virt_cpu_timer, cpu);
 458
 459         /* disable interrupts before test if timer is pending */
 460         spin_lock_irqsave(&vq->lock, flags);
 461
 462         /* if timer isn't pending add it on the current CPU */
 463         if (!vtimer_pending(timer)) {
 464                 spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);
 465
 466                 if (periodic)
 467                         timer->interval = expires;
 468                 else
 469                         timer->interval = 0;
 470                 timer->expires = expires;
 471                 timer->cpu = cpu;
 472                 internal_add_vtimer(timer);
 473                 return 0;
 474         }
 475
 476         /* check if we run on the right CPU */
 477         BUG_ON(timer->cpu != cpu);
 478
 479         list_del_init(&timer->entry);
 480         timer->expires = expires;
 481         if (periodic)
 482                 timer->interval = expires;
 483
 484         /* the timer can't expire anymore so we can release the lock */
 485         spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);
 486         internal_add_vtimer(timer);
 487         return 1;
 488 }
 489
 490 /*
 491  * If we change a pending timer the function must be called on the CPU
 492  * where the timer is running on.
 493  *
 494  * returns whether it has modified a pending timer (1) or not (0)
 495  */
 496 int mod_virt_timer(struct vtimer_list *timer, __u64 expires)
 497 {
 498         return __mod_vtimer(timer, expires, 0);
 499 }
 500 EXPORT_SYMBOL(mod_virt_timer);
 501
 502 /*
 503  * If we change a pending timer the function must be called on the CPU
 504  * where the timer is running on.
 505  *
 506  * returns whether it has modified a pending timer (1) or not (0)
 507  */
 508 int mod_virt_timer_periodic(struct vtimer_list *timer, __u64 expires)
 509 {
 510         return __mod_vtimer(timer, expires, 1);
 511 }
 512 EXPORT_SYMBOL(mod_virt_timer_periodic);
 513
 514 /*
 515  * delete a virtual timer
 516  *
 517  * returns whether the deleted timer was pending (1) or not (0)
 518  */
 519 int del_virt_timer(struct vtimer_list *timer)
 520 {
 521         unsigned long flags;
 522         struct vtimer_queue *vq;
 523
 524         /* check if timer is pending */
 525         if (!vtimer_pending(timer))
 526                 return 0;
 527
 528         vq = &per_cpu(virt_cpu_timer, timer->cpu);
 529         spin_lock_irqsave(&vq->lock, flags);
 530
 531         /* we don't interrupt a running timer, just let it expire! */
 532         list_del_init(&timer->entry);
 533
 534         spin_unlock_irqrestore(&vq->lock, flags);
 535         return 1;
 536 }
 537 EXPORT_SYMBOL(del_virt_timer);
 538
 539 /*
 540  * Start the virtual CPU timer on the current CPU.
 541  */
 542 void init_cpu_vtimer(void)
 543 {
 544         struct vtimer_queue *vq;
 545
 546         /* initialize per cpu vtimer structure */
 547         vq = &__get_cpu_var(virt_cpu_timer);
 548         INIT_LIST_HEAD(&vq->list);
 549         spin_lock_init(&vq->lock);
 550
 551         /* enable cpu timer interrupts */
 552         __ctl_set_bit(0,10);
 553 }
 554
 555 void __init vtime_init(void)
 556 {
 557         /* request the cpu timer external interrupt */
 558         if (register_external_interrupt(0x1005, do_cpu_timer_interrupt))
 559                 panic("Couldn't request external interrupt 0x1005");
 560
 561         /* Enable cpu timer interrupts on the boot cpu. */
 562         init_cpu_vtimer();
 563 }
 564