Branch data Line data Source code
1 : : // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 : : /*
3 : : * This file contains the base functions to manage periodic tick
4 : : * related events.
5 : : *
6 : : * Copyright(C) 2005-2006, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
7 : : * Copyright(C) 2005-2007, Red Hat, Inc., Ingo Molnar
8 : : * Copyright(C) 2006-2007, Timesys Corp., Thomas Gleixner
9 : : */
10 : : #include <linux/cpu.h>
11 : : #include <linux/err.h>
12 : : #include <linux/hrtimer.h>
13 : : #include <linux/interrupt.h>
14 : : #include <linux/nmi.h>
15 : : #include <linux/percpu.h>
16 : : #include <linux/profile.h>
17 : : #include <linux/sched.h>
18 : : #include <linux/module.h>
19 : : #include <trace/events/power.h>
20 : :
21 : : #include <asm/irq_regs.h>
22 : :
23 : : #include "tick-internal.h"
24 : :
25 : : /*
26 : : * Tick devices
27 : : */
28 : : DEFINE_PER_CPU(struct tick_device, tick_cpu_device);
29 : : /*
30 : : * Tick next event: keeps track of the tick time
31 : : */
32 : : ktime_t tick_next_period;
33 : : ktime_t tick_period;
34 : :
35 : : /*
36 : : * tick_do_timer_cpu is a timer core internal variable which holds the CPU NR
37 : : * which is responsible for calling do_timer(), i.e. the timekeeping stuff. This
38 : : * variable has two functions:
39 : : *
40 : : * 1) Prevent a thundering herd issue of a gazillion of CPUs trying to grab the
41 : : * timekeeping lock all at once. Only the CPU which is assigned to do the
42 : : * update is handling it.
43 : : *
44 : : * 2) Hand off the duty in the NOHZ idle case by setting the value to
45 : : * TICK_DO_TIMER_NONE, i.e. a non existing CPU. So the next cpu which looks
46 : : * at it will take over and keep the time keeping alive. The handover
47 : : * procedure also covers cpu hotplug.
48 : : */
49 : : int tick_do_timer_cpu __read_mostly = TICK_DO_TIMER_BOOT;
50 : : #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
51 : : /*
52 : : * tick_do_timer_boot_cpu indicates the boot CPU temporarily owns
53 : : * tick_do_timer_cpu and it should be taken over by an eligible secondary
54 : : * when one comes online.
55 : : */
56 : : static int tick_do_timer_boot_cpu __read_mostly = -1;
57 : : #endif
58 : :
59 : : /*
60 : : * Debugging: see timer_list.c
61 : : */
62 : 0 : struct tick_device *tick_get_device(int cpu)
63 : : {
64 : 0 : return &per_cpu(tick_cpu_device, cpu);
65 : : }
66 : :
67 : : /**
68 : : * tick_is_oneshot_available - check for a oneshot capable event device
69 : : */
70 : 30 : int tick_is_oneshot_available(void)
71 : : {
72 [ + - ]: 30 : struct clock_event_device *dev = __this_cpu_read(tick_cpu_device.evtdev);
73 : :
74 [ + - + - ]: 30 : if (!dev || !(dev->features & CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT))
75 : : return 0;
76 [ + - ]: 30 : if (!(dev->features & CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP))
77 : : return 1;
78 : 30 : return tick_broadcast_oneshot_available();
79 : : }
80 : :
81 : : /*
82 : : * Periodic tick
83 : : */
84 : 6945 : static void tick_periodic(int cpu)
85 : : {
86 [ + - ]: 6945 : if (tick_do_timer_cpu == cpu) {
87 : 6945 : write_seqlock(&jiffies_lock);
88 : :
89 : : /* Keep track of the next tick event */
90 : 6945 : tick_next_period = ktime_add(tick_next_period, tick_period);
91 : :
92 : 6945 : do_timer(1);
93 : 6945 : write_sequnlock(&jiffies_lock);
94 : 6945 : update_wall_time();
95 : : }
96 : :
97 : 6945 : update_process_times(user_mode(get_irq_regs()));
98 : 6945 : profile_tick(CPU_PROFILING);
99 : 6945 : }
100 : :
101 : : /*
102 : : * Event handler for periodic ticks
103 : : */
104 : 6945 : void tick_handle_periodic(struct clock_event_device *dev)
105 : : {
106 : 6945 : int cpu = smp_processor_id();
107 : 6945 : ktime_t next = dev->next_event;
108 : :
109 : 6945 : tick_periodic(cpu);
110 : :
111 : : #if defined(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) || defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON)
112 : : /*
113 : : * The cpu might have transitioned to HIGHRES or NOHZ mode via
114 : : * update_process_times() -> run_local_timers() ->
115 : : * hrtimer_run_queues().
116 : : */
117 [ + + ]: 6945 : if (dev->event_handler != tick_handle_periodic)
118 : : return;
119 : : #endif
120 : :
121 [ - + ]: 6915 : if (!clockevent_state_oneshot(dev))
122 : : return;
123 : 0 : for (;;) {
124 : : /*
125 : : * Setup the next period for devices, which do not have
126 : : * periodic mode:
127 : : */
128 : 0 : next = ktime_add(next, tick_period);
129 : :
130 [ # # ]: 0 : if (!clockevents_program_event(dev, next, false))
131 : : return;
132 : : /*
133 : : * Have to be careful here. If we're in oneshot mode,
134 : : * before we call tick_periodic() in a loop, we need
135 : : * to be sure we're using a real hardware clocksource.
136 : : * Otherwise we could get trapped in an infinite
137 : : * loop, as the tick_periodic() increments jiffies,
138 : : * which then will increment time, possibly causing
139 : : * the loop to trigger again and again.
140 : : */
141 [ # # ]: 0 : if (timekeeping_valid_for_hres())
142 : 0 : tick_periodic(cpu);
143 : : }
144 : : }
145 : :
146 : : /*
147 : : * Setup the device for a periodic tick
148 : : */
149 : 60 : void tick_setup_periodic(struct clock_event_device *dev, int broadcast)
150 : : {
151 : 60 : tick_set_periodic_handler(dev, broadcast);
152 : :
153 : : /* Broadcast setup ? */
154 [ + - ]: 60 : if (!tick_device_is_functional(dev))
155 : : return;
156 : :
157 [ + - + - ]: 120 : if ((dev->features & CLOCK_EVT_FEAT_PERIODIC) &&
158 : 60 : !tick_broadcast_oneshot_active()) {
159 : 60 : clockevents_switch_state(dev, CLOCK_EVT_STATE_PERIODIC);
160 : : } else {
161 : 0 : unsigned int seq;
162 : 0 : ktime_t next;
163 : :
164 : 0 : do {
165 : 0 : seq = read_seqbegin(&jiffies_lock);
166 : 0 : next = tick_next_period;
167 [ # # ]: 0 : } while (read_seqretry(&jiffies_lock, seq));
168 : :
169 : 0 : clockevents_switch_state(dev, CLOCK_EVT_STATE_ONESHOT);
170 : :
171 : 0 : for (;;) {
172 [ # # ]: 0 : if (!clockevents_program_event(dev, next, false))
173 : : return;
174 : 0 : next = ktime_add(next, tick_period);
175 : : }
176 : : }
177 : : }
178 : :
179 : : #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
180 : : static void giveup_do_timer(void *info)
181 : : {
182 : : int cpu = *(unsigned int *)info;
183 : :
184 : : WARN_ON(tick_do_timer_cpu != smp_processor_id());
185 : :
186 : : tick_do_timer_cpu = cpu;
187 : : }
188 : :
189 : : static void tick_take_do_timer_from_boot(void)
190 : : {
191 : : int cpu = smp_processor_id();
192 : : int from = tick_do_timer_boot_cpu;
193 : :
194 : : if (from >= 0 && from != cpu)
195 : : smp_call_function_single(from, giveup_do_timer, &cpu, 1);
196 : : }
197 : : #endif
198 : :
199 : : /*
200 : : * Setup the tick device
201 : : */
202 : : static void tick_setup_device(struct tick_device *td,
203 : : struct clock_event_device *newdev, int cpu,
204 : : const struct cpumask *cpumask)
205 : : {
206 : : void (*handler)(struct clock_event_device *) = NULL;
207 : : ktime_t next_event = 0;
208 : :
209 : : /*
210 : : * First device setup ?
211 : : */
212 : : if (!td->evtdev) {
213 : : /*
214 : : * If no cpu took the do_timer update, assign it to
215 : : * this cpu:
216 : : */
217 : : if (tick_do_timer_cpu == TICK_DO_TIMER_BOOT) {
218 : : tick_do_timer_cpu = cpu;
219 : :
220 : : tick_next_period = ktime_get();
221 : : tick_period = NSEC_PER_SEC / HZ;
222 : : #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
223 : : /*
224 : : * The boot CPU may be nohz_full, in which case set
225 : : * tick_do_timer_boot_cpu so the first housekeeping
226 : : * secondary that comes up will take do_timer from
227 : : * us.
228 : : */
229 : : if (tick_nohz_full_cpu(cpu))
230 : : tick_do_timer_boot_cpu = cpu;
231 : :
232 : : } else if (tick_do_timer_boot_cpu != -1 &&
233 : : !tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
234 : : tick_take_do_timer_from_boot();
235 : : tick_do_timer_boot_cpu = -1;
236 : : WARN_ON(tick_do_timer_cpu != cpu);
237 : : #endif
238 : : }
239 : :
240 : : /*
241 : : * Startup in periodic mode first.
242 : : */
243 : : td->mode = TICKDEV_MODE_PERIODIC;
244 : : } else {
245 : : handler = td->evtdev->event_handler;
246 : : next_event = td->evtdev->next_event;
247 : : td->evtdev->event_handler = clockevents_handle_noop;
248 : : }
249 : :
250 : : td->evtdev = newdev;
251 : :
252 : : /*
253 : : * When the device is not per cpu, pin the interrupt to the
254 : : * current cpu:
255 : : */
256 : : if (!cpumask_equal(newdev->cpumask, cpumask))
257 : : irq_set_affinity(newdev->irq, cpumask);
258 : :
259 : : /*
260 : : * When global broadcasting is active, check if the current
261 : : * device is registered as a placeholder for broadcast mode.
262 : : * This allows us to handle this x86 misfeature in a generic
263 : : * way. This function also returns !=0 when we keep the
264 : : * current active broadcast state for this CPU.
265 : : */
266 : : if (tick_device_uses_broadcast(newdev, cpu))
267 : : return;
268 : :
269 : : if (td->mode == TICKDEV_MODE_PERIODIC)
270 : : tick_setup_periodic(newdev, 0);
271 : : else
272 : : tick_setup_oneshot(newdev, handler, next_event);
273 : : }
274 : :
275 : 0 : void tick_install_replacement(struct clock_event_device *newdev)
276 : : {
277 : 0 : struct tick_device *td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
278 : 0 : int cpu = smp_processor_id();
279 : :
280 : 0 : clockevents_exchange_device(td->evtdev, newdev);
281 : 0 : tick_setup_device(td, newdev, cpu, cpumask_of(cpu));
282 [ # # ]: 0 : if (newdev->features & CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT)
283 : 0 : tick_oneshot_notify();
284 : 0 : }
285 : :
286 : : static bool tick_check_percpu(struct clock_event_device *curdev,
287 : : struct clock_event_device *newdev, int cpu)
288 : : {
289 : : if (!cpumask_test_cpu(cpu, newdev->cpumask))
290 : : return false;
291 : : if (cpumask_equal(newdev->cpumask, cpumask_of(cpu)))
292 : : return true;
293 : : /* Check if irq affinity can be set */
294 : : if (newdev->irq >= 0 && !irq_can_set_affinity(newdev->irq))
295 : : return false;
296 : : /* Prefer an existing cpu local device */
297 : : if (curdev && cpumask_equal(curdev->cpumask, cpumask_of(cpu)))
298 : : return false;
299 : : return true;
300 : : }
301 : :
302 : 90 : static bool tick_check_preferred(struct clock_event_device *curdev,
303 : : struct clock_event_device *newdev)
304 : : {
305 : : /* Prefer oneshot capable device */
306 [ - + ]: 90 : if (!(newdev->features & CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT)) {
307 [ # # # # ]: 0 : if (curdev && (curdev->features & CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT))
308 : : return false;
309 [ # # ]: 0 : if (tick_oneshot_mode_active())
310 : : return false;
311 : : }
312 : :
313 : : /*
314 : : * Use the higher rated one, but prefer a CPU local device with a lower
315 : : * rating than a non-CPU local device
316 : : */
317 : 150 : return !curdev ||
318 [ + + + + : 120 : newdev->rating > curdev->rating ||
- + ]
319 : 30 : !cpumask_equal(curdev->cpumask, newdev->cpumask);
320 : : }
321 : :
322 : : /*
323 : : * Check whether the new device is a better fit than curdev. curdev
324 : : * can be NULL !
325 : : */
326 : 0 : bool tick_check_replacement(struct clock_event_device *curdev,
327 : : struct clock_event_device *newdev)
328 : : {
329 [ # # ]: 0 : if (!tick_check_percpu(curdev, newdev, smp_processor_id()))
330 : : return false;
331 : :
332 : 0 : return tick_check_preferred(curdev, newdev);
333 : : }
334 : :
335 : : /*
336 : : * Check, if the new registered device should be used. Called with
337 : : * clockevents_lock held and interrupts disabled.
338 : : */
339 : 90 : void tick_check_new_device(struct clock_event_device *newdev)
340 : : {
341 : 90 : struct clock_event_device *curdev;
342 : 90 : struct tick_device *td;
343 : 90 : int cpu;
344 : :
345 : 90 : cpu = smp_processor_id();
346 : 90 : td = &per_cpu(tick_cpu_device, cpu);
347 : 90 : curdev = td->evtdev;
348 : :
349 : : /* cpu local device ? */
350 [ - + ]: 90 : if (!tick_check_percpu(curdev, newdev, cpu))
351 : 0 : goto out_bc;
352 : :
353 : : /* Preference decision */
354 [ + + ]: 90 : if (!tick_check_preferred(curdev, newdev))
355 : 30 : goto out_bc;
356 : :
357 [ + - ]: 60 : if (!try_module_get(newdev->owner))
358 : : return;
359 : :
360 : : /*
361 : : * Replace the eventually existing device by the new
362 : : * device. If the current device is the broadcast device, do
363 : : * not give it back to the clockevents layer !
364 : : */
365 [ - + ]: 60 : if (tick_is_broadcast_device(curdev)) {
366 : 0 : clockevents_shutdown(curdev);
367 : 0 : curdev = NULL;
368 : : }
369 : 60 : clockevents_exchange_device(curdev, newdev);
370 : 60 : tick_setup_device(td, newdev, cpu, cpumask_of(cpu));
371 [ + - ]: 60 : if (newdev->features & CLOCK_EVT_FEAT_ONESHOT)
372 : 60 : tick_oneshot_notify();
373 : : return;
374 : :
375 : 30 : out_bc:
376 : : /*
377 : : * Can the new device be used as a broadcast device ?
378 : : */
379 : 30 : tick_install_broadcast_device(newdev);
380 : : }
381 : :
382 : : /**
383 : : * tick_broadcast_oneshot_control - Enter/exit broadcast oneshot mode
384 : : * @state: The target state (enter/exit)
385 : : *
386 : : * The system enters/leaves a state, where affected devices might stop
387 : : * Returns 0 on success, -EBUSY if the cpu is used to broadcast wakeups.
388 : : *
389 : : * Called with interrupts disabled, so clockevents_lock is not
390 : : * required here because the local clock event device cannot go away
391 : : * under us.
392 : : */
393 : 0 : int tick_broadcast_oneshot_control(enum tick_broadcast_state state)
394 : : {
395 : 0 : struct tick_device *td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
396 : :
397 [ # # ]: 0 : if (!(td->evtdev->features & CLOCK_EVT_FEAT_C3STOP))
398 : : return 0;
399 : :
400 : 0 : return __tick_broadcast_oneshot_control(state);
401 : : }
402 : : EXPORT_SYMBOL_GPL(tick_broadcast_oneshot_control);
403 : :
404 : : #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
405 : : /*
406 : : * Transfer the do_timer job away from a dying cpu.
407 : : *
408 : : * Called with interrupts disabled. Not locking required. If
409 : : * tick_do_timer_cpu is owned by this cpu, nothing can change it.
410 : : */
411 : 0 : void tick_handover_do_timer(void)
412 : : {
413 [ # # ]: 0 : if (tick_do_timer_cpu == smp_processor_id()) {
414 : 0 : int cpu = cpumask_first(cpu_online_mask);
415 : :
416 [ # # ]: 0 : tick_do_timer_cpu = (cpu < nr_cpu_ids) ? cpu :
417 : : TICK_DO_TIMER_NONE;
418 : : }
419 : 0 : }
420 : :
421 : : /*
422 : : * Shutdown an event device on a given cpu:
423 : : *
424 : : * This is called on a life CPU, when a CPU is dead. So we cannot
425 : : * access the hardware device itself.
426 : : * We just set the mode and remove it from the lists.
427 : : */
428 : 0 : void tick_shutdown(unsigned int cpu)
429 : : {
430 : 0 : struct tick_device *td = &per_cpu(tick_cpu_device, cpu);
431 : 0 : struct clock_event_device *dev = td->evtdev;
432 : :
433 : 0 : td->mode = TICKDEV_MODE_PERIODIC;
434 [ # # ]: 0 : if (dev) {
435 : : /*
436 : : * Prevent that the clock events layer tries to call
437 : : * the set mode function!
438 : : */
439 : 0 : clockevent_set_state(dev, CLOCK_EVT_STATE_DETACHED);
440 : 0 : clockevents_exchange_device(dev, NULL);
441 : 0 : dev->event_handler = clockevents_handle_noop;
442 : 0 : td->evtdev = NULL;
443 : : }
444 : 0 : }
445 : : #endif
446 : :
447 : : /**
448 : : * tick_suspend_local - Suspend the local tick device
449 : : *
450 : : * Called from the local cpu for freeze with interrupts disabled.
451 : : *
452 : : * No locks required. Nothing can change the per cpu device.
453 : : */
454 : 0 : void tick_suspend_local(void)
455 : : {
456 : 0 : struct tick_device *td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
457 : :
458 : 0 : clockevents_shutdown(td->evtdev);
459 : 0 : }
460 : :
461 : : /**
462 : : * tick_resume_local - Resume the local tick device
463 : : *
464 : : * Called from the local CPU for unfreeze or XEN resume magic.
465 : : *
466 : : * No locks required. Nothing can change the per cpu device.
467 : : */
468 : 0 : void tick_resume_local(void)
469 : : {
470 : 0 : struct tick_device *td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
471 : 0 : bool broadcast = tick_resume_check_broadcast();
472 : :
473 : 0 : clockevents_tick_resume(td->evtdev);
474 [ # # ]: 0 : if (!broadcast) {
475 [ # # ]: 0 : if (td->mode == TICKDEV_MODE_PERIODIC)
476 : 0 : tick_setup_periodic(td->evtdev, 0);
477 : : else
478 : 0 : tick_resume_oneshot();
479 : : }
480 : 0 : }
481 : :
482 : : /**
483 : : * tick_suspend - Suspend the tick and the broadcast device
484 : : *
485 : : * Called from syscore_suspend() via timekeeping_suspend with only one
486 : : * CPU online and interrupts disabled or from tick_unfreeze() under
487 : : * tick_freeze_lock.
488 : : *
489 : : * No locks required. Nothing can change the per cpu device.
490 : : */
491 : 0 : void tick_suspend(void)
492 : : {
493 : 0 : tick_suspend_local();
494 : 0 : tick_suspend_broadcast();
495 : 0 : }
496 : :
497 : : /**
498 : : * tick_resume - Resume the tick and the broadcast device
499 : : *
500 : : * Called from syscore_resume() via timekeeping_resume with only one
501 : : * CPU online and interrupts disabled.
502 : : *
503 : : * No locks required. Nothing can change the per cpu device.
504 : : */
505 : 0 : void tick_resume(void)
506 : : {
507 : 0 : tick_resume_broadcast();
508 : 0 : tick_resume_local();
509 : 0 : }
510 : :
511 : : #ifdef CONFIG_SUSPEND
512 : : static DEFINE_RAW_SPINLOCK(tick_freeze_lock);
513 : : static unsigned int tick_freeze_depth;
514 : :
515 : : /**
516 : : * tick_freeze - Suspend the local tick and (possibly) timekeeping.
517 : : *
518 : : * Check if this is the last online CPU executing the function and if so,
519 : : * suspend timekeeping. Otherwise suspend the local tick.
520 : : *
521 : : * Call with interrupts disabled. Must be balanced with %tick_unfreeze().
522 : : * Interrupts must not be enabled before the subsequent %tick_unfreeze().
523 : : */
524 : 0 : void tick_freeze(void)
525 : : {
526 : 0 : raw_spin_lock(&tick_freeze_lock);
527 : :
528 : 0 : tick_freeze_depth++;
529 [ # # ]: 0 : if (tick_freeze_depth == num_online_cpus()) {
530 : 0 : trace_suspend_resume(TPS("timekeeping_freeze"),
531 : 0 : smp_processor_id(), true);
532 : 0 : system_state = SYSTEM_SUSPEND;
533 : 0 : sched_clock_suspend();
534 : 0 : timekeeping_suspend();
535 : : } else {
536 : 0 : tick_suspend_local();
537 : : }
538 : :
539 : 0 : raw_spin_unlock(&tick_freeze_lock);
540 : 0 : }
541 : :
542 : : /**
543 : : * tick_unfreeze - Resume the local tick and (possibly) timekeeping.
544 : : *
545 : : * Check if this is the first CPU executing the function and if so, resume
546 : : * timekeeping. Otherwise resume the local tick.
547 : : *
548 : : * Call with interrupts disabled. Must be balanced with %tick_freeze().
549 : : * Interrupts must not be enabled after the preceding %tick_freeze().
550 : : */
551 : 0 : void tick_unfreeze(void)
552 : : {
553 : 0 : raw_spin_lock(&tick_freeze_lock);
554 : :
555 [ # # ]: 0 : if (tick_freeze_depth == num_online_cpus()) {
556 : 0 : timekeeping_resume();
557 : 0 : sched_clock_resume();
558 : 0 : system_state = SYSTEM_RUNNING;
559 : 0 : trace_suspend_resume(TPS("timekeeping_freeze"),
560 : 0 : smp_processor_id(), false);
561 : : } else {
562 : 0 : touch_softlockup_watchdog();
563 : 0 : tick_resume_local();
564 : : }
565 : :
566 : 0 : tick_freeze_depth--;
567 : :
568 : 0 : raw_spin_unlock(&tick_freeze_lock);
569 : 0 : }
570 : : #endif /* CONFIG_SUSPEND */
571 : :
572 : : /**
573 : : * tick_init - initialize the tick control
574 : : */
575 : 30 : void __init tick_init(void)
576 : : {
577 : 30 : tick_broadcast_init();
578 : 30 : tick_nohz_init();
579 : 30 : }
|
