Merge tag 'seccomp-v4.16-rc3' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-block.git] / kernel / time / 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/export.h>
36 #include <linux/percpu.h>
37 #include <linux/hrtimer.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/syscalls.h>
40 #include <linux/interrupt.h>
41 #include <linux/tick.h>
42 #include <linux/seq_file.h>
43 #include <linux/err.h>
44 #include <linux/debugobjects.h>
45 #include <linux/sched/signal.h>
46 #include <linux/sched/sysctl.h>
47 #include <linux/sched/rt.h>
48 #include <linux/sched/deadline.h>
49 #include <linux/sched/nohz.h>
50 #include <linux/sched/debug.h>
51 #include <linux/timer.h>
52 #include <linux/freezer.h>
53 #include <linux/compat.h>
54
55 #include <linux/uaccess.h>
56
57 #include <trace/events/timer.h>
58
59 #include "tick-internal.h"
60
61 /*
62  * Masks for selecting the soft and hard context timers from
63  * cpu_base->active
64  */
65 #define MASK_SHIFT              (HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT)
66 #define HRTIMER_ACTIVE_HARD     ((1U << MASK_SHIFT) - 1)
67 #define HRTIMER_ACTIVE_SOFT     (HRTIMER_ACTIVE_HARD << MASK_SHIFT)
68 #define HRTIMER_ACTIVE_ALL      (HRTIMER_ACTIVE_SOFT | HRTIMER_ACTIVE_HARD)
69
70 /*
71  * The timer bases:
72  *
73  * There are more clockids than hrtimer bases. Thus, we index
74  * into the timer bases by the hrtimer_base_type enum. When trying
75  * to reach a base using a clockid, hrtimer_clockid_to_base()
76  * is used to convert from clockid to the proper hrtimer_base_type.
77  */
78 DEFINE_PER_CPU(struct hrtimer_cpu_base, hrtimer_bases) =
79 {
80         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(hrtimer_bases.lock),
81         .clock_base =
82         {
83                 {
84                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
85                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
86                         .get_time = &ktime_get,
87                 },
88                 {
89                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME,
90                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
91                         .get_time = &ktime_get_real,
92                 },
93                 {
94                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
95                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
96                         .get_time = &ktime_get_boottime,
97                 },
98                 {
99                         .index = HRTIMER_BASE_TAI,
100                         .clockid = CLOCK_TAI,
101                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
102                 },
103                 {
104                         .index = HRTIMER_BASE_MONOTONIC_SOFT,
105                         .clockid = CLOCK_MONOTONIC,
106                         .get_time = &ktime_get,
107                 },
108                 {
109                         .index = HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT,
110                         .clockid = CLOCK_REALTIME,
111                         .get_time = &ktime_get_real,
112                 },
113                 {
114                         .index = HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT,
115                         .clockid = CLOCK_BOOTTIME,
116                         .get_time = &ktime_get_boottime,
117                 },
118                 {
119                         .index = HRTIMER_BASE_TAI_SOFT,
120                         .clockid = CLOCK_TAI,
121                         .get_time = &ktime_get_clocktai,
122                 },
123         }
124 };
125
126 static const int hrtimer_clock_to_base_table[MAX_CLOCKS] = {
127         /* Make sure we catch unsupported clockids */
128         [0 ... MAX_CLOCKS - 1]  = HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES,
129
130         [CLOCK_REALTIME]        = HRTIMER_BASE_REALTIME,
131         [CLOCK_MONOTONIC]       = HRTIMER_BASE_MONOTONIC,
132         [CLOCK_BOOTTIME]        = HRTIMER_BASE_BOOTTIME,
133         [CLOCK_TAI]             = HRTIMER_BASE_TAI,
134 };
135
136 /*
137  * Functions and macros which are different for UP/SMP systems are kept in a
138  * single place
139  */
140 #ifdef CONFIG_SMP
141
142 /*
143  * We require the migration_base for lock_hrtimer_base()/switch_hrtimer_base()
144  * such that hrtimer_callback_running() can unconditionally dereference
145  * timer->base->cpu_base
146  */
147 static struct hrtimer_cpu_base migration_cpu_base = {
148         .clock_base = { { .cpu_base = &migration_cpu_base, }, },
149 };
150
151 #define migration_base  migration_cpu_base.clock_base[0]
152
153 /*
154  * We are using hashed locking: holding per_cpu(hrtimer_bases)[n].lock
155  * means that all timers which are tied to this base via timer->base are
156  * locked, and the base itself is locked too.
157  *
158  * So __run_timers/migrate_timers can safely modify all timers which could
159  * be found on the lists/queues.
160  *
161  * When the timer's base is locked, and the timer removed from list, it is
162  * possible to set timer->base = &migration_base and drop the lock: the timer
163  * remains locked.
164  */
165 static
166 struct hrtimer_clock_base *lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer,
167                                              unsigned long *flags)
168 {
169         struct hrtimer_clock_base *base;
170
171         for (;;) {
172                 base = timer->base;
173                 if (likely(base != &migration_base)) {
174                         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
175                         if (likely(base == timer->base))
176                                 return base;
177                         /* The timer has migrated to another CPU: */
178                         raw_spin_unlock_irqrestore(&base->cpu_base->lock, *flags);
179                 }
180                 cpu_relax();
181         }
182 }
183
184 /*
185  * We do not migrate the timer when it is expiring before the next
186  * event on the target cpu. When high resolution is enabled, we cannot
187  * reprogram the target cpu hardware and we would cause it to fire
188  * late. To keep it simple, we handle the high resolution enabled and
189  * disabled case similar.
190  *
191  * Called with cpu_base->lock of target cpu held.
192  */
193 static int
194 hrtimer_check_target(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *new_base)
195 {
196         ktime_t expires;
197
198         expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), new_base->offset);
199         return expires < new_base->cpu_base->expires_next;
200 }
201
202 static inline
203 struct hrtimer_cpu_base *get_target_base(struct hrtimer_cpu_base *base,
204                                          int pinned)
205 {
206 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_NO_HZ_COMMON)
207         if (static_branch_likely(&timers_migration_enabled) && !pinned)
208                 return &per_cpu(hrtimer_bases, get_nohz_timer_target());
209 #endif
210         return base;
211 }
212
213 /*
214  * We switch the timer base to a power-optimized selected CPU target,
215  * if:
216  *      - NO_HZ_COMMON is enabled
217  *      - timer migration is enabled
218  *      - the timer callback is not running
219  *      - the timer is not the first expiring timer on the new target
220  *
221  * If one of the above requirements is not fulfilled we move the timer
222  * to the current CPU or leave it on the previously assigned CPU if
223  * the timer callback is currently running.
224  */
225 static inline struct hrtimer_clock_base *
226 switch_hrtimer_base(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base,
227                     int pinned)
228 {
229         struct hrtimer_cpu_base *new_cpu_base, *this_cpu_base;
230         struct hrtimer_clock_base *new_base;
231         int basenum = base->index;
232
233         this_cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
234         new_cpu_base = get_target_base(this_cpu_base, pinned);
235 again:
236         new_base = &new_cpu_base->clock_base[basenum];
237
238         if (base != new_base) {
239                 /*
240                  * We are trying to move timer to new_base.
241                  * However we can't change timer's base while it is running,
242                  * so we keep it on the same CPU. No hassle vs. reprogramming
243                  * the event source in the high resolution case. The softirq
244                  * code will take care of this when the timer function has
245                  * completed. There is no conflict as we hold the lock until
246                  * the timer is enqueued.
247                  */
248                 if (unlikely(hrtimer_callback_running(timer)))
249                         return base;
250
251                 /* See the comment in lock_hrtimer_base() */
252                 timer->base = &migration_base;
253                 raw_spin_unlock(&base->cpu_base->lock);
254                 raw_spin_lock(&new_base->cpu_base->lock);
255
256                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
257                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
258                         raw_spin_unlock(&new_base->cpu_base->lock);
259                         raw_spin_lock(&base->cpu_base->lock);
260                         new_cpu_base = this_cpu_base;
261                         timer->base = base;
262                         goto again;
263                 }
264                 timer->base = new_base;
265         } else {
266                 if (new_cpu_base != this_cpu_base &&
267                     hrtimer_check_target(timer, new_base)) {
268                         new_cpu_base = this_cpu_base;
269                         goto again;
270                 }
271         }
272         return new_base;
273 }
274
275 #else /* CONFIG_SMP */
276
277 static inline struct hrtimer_clock_base *
278 lock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
279 {
280         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
281
282         raw_spin_lock_irqsave(&base->cpu_base->lock, *flags);
283
284         return base;
285 }
286
287 # define switch_hrtimer_base(t, b, p)   (b)
288
289 #endif  /* !CONFIG_SMP */
290
291 /*
292  * Functions for the union type storage format of ktime_t which are
293  * too large for inlining:
294  */
295 #if BITS_PER_LONG < 64
296 /*
297  * Divide a ktime value by a nanosecond value
298  */
299 s64 __ktime_divns(const ktime_t kt, s64 div)
300 {
301         int sft = 0;
302         s64 dclc;
303         u64 tmp;
304
305         dclc = ktime_to_ns(kt);
306         tmp = dclc < 0 ? -dclc : dclc;
307
308         /* Make sure the divisor is less than 2^32: */
309         while (div >> 32) {
310                 sft++;
311                 div >>= 1;
312         }
313         tmp >>= sft;
314         do_div(tmp, (unsigned long) div);
315         return dclc < 0 ? -tmp : tmp;
316 }
317 EXPORT_SYMBOL_GPL(__ktime_divns);
318 #endif /* BITS_PER_LONG >= 64 */
319
320 /*
321  * Add two ktime values and do a safety check for overflow:
322  */
323 ktime_t ktime_add_safe(const ktime_t lhs, const ktime_t rhs)
324 {
325         ktime_t res = ktime_add_unsafe(lhs, rhs);
326
327         /*
328          * We use KTIME_SEC_MAX here, the maximum timeout which we can
329          * return to user space in a timespec:
330          */
331         if (res < 0 || res < lhs || res < rhs)
332                 res = ktime_set(KTIME_SEC_MAX, 0);
333
334         return res;
335 }
336
337 EXPORT_SYMBOL_GPL(ktime_add_safe);
338
339 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_TIMERS
340
341 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr;
342
343 static void *hrtimer_debug_hint(void *addr)
344 {
345         return ((struct hrtimer *) addr)->function;
346 }
347
348 /*
349  * fixup_init is called when:
350  * - an active object is initialized
351  */
352 static bool hrtimer_fixup_init(void *addr, enum debug_obj_state state)
353 {
354         struct hrtimer *timer = addr;
355
356         switch (state) {
357         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
358                 hrtimer_cancel(timer);
359                 debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
360                 return true;
361         default:
362                 return false;
363         }
364 }
365
366 /*
367  * fixup_activate is called when:
368  * - an active object is activated
369  * - an unknown non-static object is activated
370  */
371 static bool hrtimer_fixup_activate(void *addr, enum debug_obj_state state)
372 {
373         switch (state) {
374         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
375                 WARN_ON(1);
376
377         default:
378                 return false;
379         }
380 }
381
382 /*
383  * fixup_free is called when:
384  * - an active object is freed
385  */
386 static bool hrtimer_fixup_free(void *addr, enum debug_obj_state state)
387 {
388         struct hrtimer *timer = addr;
389
390         switch (state) {
391         case ODEBUG_STATE_ACTIVE:
392                 hrtimer_cancel(timer);
393                 debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
394                 return true;
395         default:
396                 return false;
397         }
398 }
399
400 static struct debug_obj_descr hrtimer_debug_descr = {
401         .name           = "hrtimer",
402         .debug_hint     = hrtimer_debug_hint,
403         .fixup_init     = hrtimer_fixup_init,
404         .fixup_activate = hrtimer_fixup_activate,
405         .fixup_free     = hrtimer_fixup_free,
406 };
407
408 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer)
409 {
410         debug_object_init(timer, &hrtimer_debug_descr);
411 }
412
413 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
414                                           enum hrtimer_mode mode)
415 {
416         debug_object_activate(timer, &hrtimer_debug_descr);
417 }
418
419 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer)
420 {
421         debug_object_deactivate(timer, &hrtimer_debug_descr);
422 }
423
424 static inline void debug_hrtimer_free(struct hrtimer *timer)
425 {
426         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
427 }
428
429 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
430                            enum hrtimer_mode mode);
431
432 void hrtimer_init_on_stack(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
433                            enum hrtimer_mode mode)
434 {
435         debug_object_init_on_stack(timer, &hrtimer_debug_descr);
436         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
437 }
438 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_on_stack);
439
440 void destroy_hrtimer_on_stack(struct hrtimer *timer)
441 {
442         debug_object_free(timer, &hrtimer_debug_descr);
443 }
444 EXPORT_SYMBOL_GPL(destroy_hrtimer_on_stack);
445
446 #else
447
448 static inline void debug_hrtimer_init(struct hrtimer *timer) { }
449 static inline void debug_hrtimer_activate(struct hrtimer *timer,
450                                           enum hrtimer_mode mode) { }
451 static inline void debug_hrtimer_deactivate(struct hrtimer *timer) { }
452 #endif
453
454 static inline void
455 debug_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clockid,
456            enum hrtimer_mode mode)
457 {
458         debug_hrtimer_init(timer);
459         trace_hrtimer_init(timer, clockid, mode);
460 }
461
462 static inline void debug_activate(struct hrtimer *timer,
463                                   enum hrtimer_mode mode)
464 {
465         debug_hrtimer_activate(timer, mode);
466         trace_hrtimer_start(timer, mode);
467 }
468
469 static inline void debug_deactivate(struct hrtimer *timer)
470 {
471         debug_hrtimer_deactivate(timer);
472         trace_hrtimer_cancel(timer);
473 }
474
475 static struct hrtimer_clock_base *
476 __next_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int *active)
477 {
478         unsigned int idx;
479
480         if (!*active)
481                 return NULL;
482
483         idx = __ffs(*active);
484         *active &= ~(1U << idx);
485
486         return &cpu_base->clock_base[idx];
487 }
488
489 #define for_each_active_base(base, cpu_base, active)    \
490         while ((base = __next_base((cpu_base), &(active))))
491
492 static ktime_t __hrtimer_next_event_base(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
493                                          unsigned int active,
494                                          ktime_t expires_next)
495 {
496         struct hrtimer_clock_base *base;
497         ktime_t expires;
498
499         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
500                 struct timerqueue_node *next;
501                 struct hrtimer *timer;
502
503                 next = timerqueue_getnext(&base->active);
504                 timer = container_of(next, struct hrtimer, node);
505                 expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
506                 if (expires < expires_next) {
507                         expires_next = expires;
508                         if (timer->is_soft)
509                                 cpu_base->softirq_next_timer = timer;
510                         else
511                                 cpu_base->next_timer = timer;
512                 }
513         }
514         /*
515          * clock_was_set() might have changed base->offset of any of
516          * the clock bases so the result might be negative. Fix it up
517          * to prevent a false positive in clockevents_program_event().
518          */
519         if (expires_next < 0)
520                 expires_next = 0;
521         return expires_next;
522 }
523
524 /*
525  * Recomputes cpu_base::*next_timer and returns the earliest expires_next but
526  * does not set cpu_base::*expires_next, that is done by hrtimer_reprogram.
527  *
528  * When a softirq is pending, we can ignore the HRTIMER_ACTIVE_SOFT bases,
529  * those timers will get run whenever the softirq gets handled, at the end of
530  * hrtimer_run_softirq(), hrtimer_update_softirq_timer() will re-add these bases.
531  *
532  * Therefore softirq values are those from the HRTIMER_ACTIVE_SOFT clock bases.
533  * The !softirq values are the minima across HRTIMER_ACTIVE_ALL, unless an actual
534  * softirq is pending, in which case they're the minima of HRTIMER_ACTIVE_HARD.
535  *
536  * @active_mask must be one of:
537  *  - HRTIMER_ACTIVE_ALL,
538  *  - HRTIMER_ACTIVE_SOFT, or
539  *  - HRTIMER_ACTIVE_HARD.
540  */
541 static ktime_t
542 __hrtimer_get_next_event(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, unsigned int active_mask)
543 {
544         unsigned int active;
545         struct hrtimer *next_timer = NULL;
546         ktime_t expires_next = KTIME_MAX;
547
548         if (!cpu_base->softirq_activated && (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_SOFT)) {
549                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_SOFT;
550                 cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
551                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, active, KTIME_MAX);
552
553                 next_timer = cpu_base->softirq_next_timer;
554         }
555
556         if (active_mask & HRTIMER_ACTIVE_HARD) {
557                 active = cpu_base->active_bases & HRTIMER_ACTIVE_HARD;
558                 cpu_base->next_timer = next_timer;
559                 expires_next = __hrtimer_next_event_base(cpu_base, active, expires_next);
560         }
561
562         return expires_next;
563 }
564
565 static inline ktime_t hrtimer_update_base(struct hrtimer_cpu_base *base)
566 {
567         ktime_t *offs_real = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME].offset;
568         ktime_t *offs_boot = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME].offset;
569         ktime_t *offs_tai = &base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI].offset;
570
571         ktime_t now = ktime_get_update_offsets_now(&base->clock_was_set_seq,
572                                             offs_real, offs_boot, offs_tai);
573
574         base->clock_base[HRTIMER_BASE_REALTIME_SOFT].offset = *offs_real;
575         base->clock_base[HRTIMER_BASE_BOOTTIME_SOFT].offset = *offs_boot;
576         base->clock_base[HRTIMER_BASE_TAI_SOFT].offset = *offs_tai;
577
578         return now;
579 }
580
581 /*
582  * Is the high resolution mode active ?
583  */
584 static inline int __hrtimer_hres_active(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base)
585 {
586         return IS_ENABLED(CONFIG_HIGH_RES_TIMERS) ?
587                 cpu_base->hres_active : 0;
588 }
589
590 static inline int hrtimer_hres_active(void)
591 {
592         return __hrtimer_hres_active(this_cpu_ptr(&hrtimer_bases));
593 }
594
595 /*
596  * Reprogram the event source with checking both queues for the
597  * next event
598  * Called with interrupts disabled and base->lock held
599  */
600 static void
601 hrtimer_force_reprogram(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, int skip_equal)
602 {
603         ktime_t expires_next;
604
605         /*
606          * Find the current next expiration time.
607          */
608         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_ALL);
609
610         if (cpu_base->next_timer && cpu_base->next_timer->is_soft) {
611                 /*
612                  * When the softirq is activated, hrtimer has to be
613                  * programmed with the first hard hrtimer because soft
614                  * timer interrupt could occur too late.
615                  */
616                 if (cpu_base->softirq_activated)
617                         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base,
618                                                                 HRTIMER_ACTIVE_HARD);
619                 else
620                         cpu_base->softirq_expires_next = expires_next;
621         }
622
623         if (skip_equal && expires_next == cpu_base->expires_next)
624                 return;
625
626         cpu_base->expires_next = expires_next;
627
628         /*
629          * If hres is not active, hardware does not have to be
630          * reprogrammed yet.
631          *
632          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
633          * leave the hang delay active in the hardware. We want the
634          * system to make progress. That also prevents the following
635          * scenario:
636          * T1 expires 50ms from now
637          * T2 expires 5s from now
638          *
639          * T1 is removed, so this code is called and would reprogram
640          * the hardware to 5s from now. Any hrtimer_start after that
641          * will not reprogram the hardware due to hang_detected being
642          * set. So we'd effectivly block all timers until the T2 event
643          * fires.
644          */
645         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base) || cpu_base->hang_detected)
646                 return;
647
648         tick_program_event(cpu_base->expires_next, 1);
649 }
650
651 /* High resolution timer related functions */
652 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
653
654 /*
655  * High resolution timer enabled ?
656  */
657 static bool hrtimer_hres_enabled __read_mostly  = true;
658 unsigned int hrtimer_resolution __read_mostly = LOW_RES_NSEC;
659 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_resolution);
660
661 /*
662  * Enable / Disable high resolution mode
663  */
664 static int __init setup_hrtimer_hres(char *str)
665 {
666         return (kstrtobool(str, &hrtimer_hres_enabled) == 0);
667 }
668
669 __setup("highres=", setup_hrtimer_hres);
670
671 /*
672  * hrtimer_high_res_enabled - query, if the highres mode is enabled
673  */
674 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void)
675 {
676         return hrtimer_hres_enabled;
677 }
678
679 /*
680  * Retrigger next event is called after clock was set
681  *
682  * Called with interrupts disabled via on_each_cpu()
683  */
684 static void retrigger_next_event(void *arg)
685 {
686         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
687
688         if (!__hrtimer_hres_active(base))
689                 return;
690
691         raw_spin_lock(&base->lock);
692         hrtimer_update_base(base);
693         hrtimer_force_reprogram(base, 0);
694         raw_spin_unlock(&base->lock);
695 }
696
697 /*
698  * Switch to high resolution mode
699  */
700 static void hrtimer_switch_to_hres(void)
701 {
702         struct hrtimer_cpu_base *base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
703
704         if (tick_init_highres()) {
705                 printk(KERN_WARNING "Could not switch to high resolution "
706                                     "mode on CPU %d\n", base->cpu);
707                 return;
708         }
709         base->hres_active = 1;
710         hrtimer_resolution = HIGH_RES_NSEC;
711
712         tick_setup_sched_timer();
713         /* "Retrigger" the interrupt to get things going */
714         retrigger_next_event(NULL);
715 }
716
717 static void clock_was_set_work(struct work_struct *work)
718 {
719         clock_was_set();
720 }
721
722 static DECLARE_WORK(hrtimer_work, clock_was_set_work);
723
724 /*
725  * Called from timekeeping and resume code to reprogram the hrtimer
726  * interrupt device on all cpus.
727  */
728 void clock_was_set_delayed(void)
729 {
730         schedule_work(&hrtimer_work);
731 }
732
733 #else
734
735 static inline int hrtimer_is_hres_enabled(void) { return 0; }
736 static inline void hrtimer_switch_to_hres(void) { }
737 static inline void retrigger_next_event(void *arg) { }
738
739 #endif /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
740
741 /*
742  * When a timer is enqueued and expires earlier than the already enqueued
743  * timers, we have to check, whether it expires earlier than the timer for
744  * which the clock event device was armed.
745  *
746  * Called with interrupts disabled and base->cpu_base.lock held
747  */
748 static void hrtimer_reprogram(struct hrtimer *timer, bool reprogram)
749 {
750         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
751         struct hrtimer_clock_base *base = timer->base;
752         ktime_t expires = ktime_sub(hrtimer_get_expires(timer), base->offset);
753
754         WARN_ON_ONCE(hrtimer_get_expires_tv64(timer) < 0);
755
756         /*
757          * CLOCK_REALTIME timer might be requested with an absolute
758          * expiry time which is less than base->offset. Set it to 0.
759          */
760         if (expires < 0)
761                 expires = 0;
762
763         if (timer->is_soft) {
764                 /*
765                  * soft hrtimer could be started on a remote CPU. In this
766                  * case softirq_expires_next needs to be updated on the
767                  * remote CPU. The soft hrtimer will not expire before the
768                  * first hard hrtimer on the remote CPU -
769                  * hrtimer_check_target() prevents this case.
770                  */
771                 struct hrtimer_cpu_base *timer_cpu_base = base->cpu_base;
772
773                 if (timer_cpu_base->softirq_activated)
774                         return;
775
776                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->softirq_expires_next))
777                         return;
778
779                 timer_cpu_base->softirq_next_timer = timer;
780                 timer_cpu_base->softirq_expires_next = expires;
781
782                 if (!ktime_before(expires, timer_cpu_base->expires_next) ||
783                     !reprogram)
784                         return;
785         }
786
787         /*
788          * If the timer is not on the current cpu, we cannot reprogram
789          * the other cpus clock event device.
790          */
791         if (base->cpu_base != cpu_base)
792                 return;
793
794         /*
795          * If the hrtimer interrupt is running, then it will
796          * reevaluate the clock bases and reprogram the clock event
797          * device. The callbacks are always executed in hard interrupt
798          * context so we don't need an extra check for a running
799          * callback.
800          */
801         if (cpu_base->in_hrtirq)
802                 return;
803
804         if (expires >= cpu_base->expires_next)
805                 return;
806
807         /* Update the pointer to the next expiring timer */
808         cpu_base->next_timer = timer;
809         cpu_base->expires_next = expires;
810
811         /*
812          * If hres is not active, hardware does not have to be
813          * programmed yet.
814          *
815          * If a hang was detected in the last timer interrupt then we
816          * do not schedule a timer which is earlier than the expiry
817          * which we enforced in the hang detection. We want the system
818          * to make progress.
819          */
820         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base) || cpu_base->hang_detected)
821                 return;
822
823         /*
824          * Program the timer hardware. We enforce the expiry for
825          * events which are already in the past.
826          */
827         tick_program_event(expires, 1);
828 }
829
830 /*
831  * Clock realtime was set
832  *
833  * Change the offset of the realtime clock vs. the monotonic
834  * clock.
835  *
836  * We might have to reprogram the high resolution timer interrupt. On
837  * SMP we call the architecture specific code to retrigger _all_ high
838  * resolution timer interrupts. On UP we just disable interrupts and
839  * call the high resolution interrupt code.
840  */
841 void clock_was_set(void)
842 {
843 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
844         /* Retrigger the CPU local events everywhere */
845         on_each_cpu(retrigger_next_event, NULL, 1);
846 #endif
847         timerfd_clock_was_set();
848 }
849
850 /*
851  * During resume we might have to reprogram the high resolution timer
852  * interrupt on all online CPUs.  However, all other CPUs will be
853  * stopped with IRQs interrupts disabled so the clock_was_set() call
854  * must be deferred.
855  */
856 void hrtimers_resume(void)
857 {
858         lockdep_assert_irqs_disabled();
859         /* Retrigger on the local CPU */
860         retrigger_next_event(NULL);
861         /* And schedule a retrigger for all others */
862         clock_was_set_delayed();
863 }
864
865 /*
866  * Counterpart to lock_hrtimer_base above:
867  */
868 static inline
869 void unlock_hrtimer_base(const struct hrtimer *timer, unsigned long *flags)
870 {
871         raw_spin_unlock_irqrestore(&timer->base->cpu_base->lock, *flags);
872 }
873
874 /**
875  * hrtimer_forward - forward the timer expiry
876  * @timer:      hrtimer to forward
877  * @now:        forward past this time
878  * @interval:   the interval to forward
879  *
880  * Forward the timer expiry so it will expire in the future.
881  * Returns the number of overruns.
882  *
883  * Can be safely called from the callback function of @timer. If
884  * called from other contexts @timer must neither be enqueued nor
885  * running the callback and the caller needs to take care of
886  * serialization.
887  *
888  * Note: This only updates the timer expiry value and does not requeue
889  * the timer.
890  */
891 u64 hrtimer_forward(struct hrtimer *timer, ktime_t now, ktime_t interval)
892 {
893         u64 orun = 1;
894         ktime_t delta;
895
896         delta = ktime_sub(now, hrtimer_get_expires(timer));
897
898         if (delta < 0)
899                 return 0;
900
901         if (WARN_ON(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
902                 return 0;
903
904         if (interval < hrtimer_resolution)
905                 interval = hrtimer_resolution;
906
907         if (unlikely(delta >= interval)) {
908                 s64 incr = ktime_to_ns(interval);
909
910                 orun = ktime_divns(delta, incr);
911                 hrtimer_add_expires_ns(timer, incr * orun);
912                 if (hrtimer_get_expires_tv64(timer) > now)
913                         return orun;
914                 /*
915                  * This (and the ktime_add() below) is the
916                  * correction for exact:
917                  */
918                 orun++;
919         }
920         hrtimer_add_expires(timer, interval);
921
922         return orun;
923 }
924 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_forward);
925
926 /*
927  * enqueue_hrtimer - internal function to (re)start a timer
928  *
929  * The timer is inserted in expiry order. Insertion into the
930  * red black tree is O(log(n)). Must hold the base lock.
931  *
932  * Returns 1 when the new timer is the leftmost timer in the tree.
933  */
934 static int enqueue_hrtimer(struct hrtimer *timer,
935                            struct hrtimer_clock_base *base,
936                            enum hrtimer_mode mode)
937 {
938         debug_activate(timer, mode);
939
940         base->cpu_base->active_bases |= 1 << base->index;
941
942         timer->state = HRTIMER_STATE_ENQUEUED;
943
944         return timerqueue_add(&base->active, &timer->node);
945 }
946
947 /*
948  * __remove_hrtimer - internal function to remove a timer
949  *
950  * Caller must hold the base lock.
951  *
952  * High resolution timer mode reprograms the clock event device when the
953  * timer is the one which expires next. The caller can disable this by setting
954  * reprogram to zero. This is useful, when the context does a reprogramming
955  * anyway (e.g. timer interrupt)
956  */
957 static void __remove_hrtimer(struct hrtimer *timer,
958                              struct hrtimer_clock_base *base,
959                              u8 newstate, int reprogram)
960 {
961         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = base->cpu_base;
962         u8 state = timer->state;
963
964         timer->state = newstate;
965         if (!(state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
966                 return;
967
968         if (!timerqueue_del(&base->active, &timer->node))
969                 cpu_base->active_bases &= ~(1 << base->index);
970
971         /*
972          * Note: If reprogram is false we do not update
973          * cpu_base->next_timer. This happens when we remove the first
974          * timer on a remote cpu. No harm as we never dereference
975          * cpu_base->next_timer. So the worst thing what can happen is
976          * an superflous call to hrtimer_force_reprogram() on the
977          * remote cpu later on if the same timer gets enqueued again.
978          */
979         if (reprogram && timer == cpu_base->next_timer)
980                 hrtimer_force_reprogram(cpu_base, 1);
981 }
982
983 /*
984  * remove hrtimer, called with base lock held
985  */
986 static inline int
987 remove_hrtimer(struct hrtimer *timer, struct hrtimer_clock_base *base, bool restart)
988 {
989         if (hrtimer_is_queued(timer)) {
990                 u8 state = timer->state;
991                 int reprogram;
992
993                 /*
994                  * Remove the timer and force reprogramming when high
995                  * resolution mode is active and the timer is on the current
996                  * CPU. If we remove a timer on another CPU, reprogramming is
997                  * skipped. The interrupt event on this CPU is fired and
998                  * reprogramming happens in the interrupt handler. This is a
999                  * rare case and less expensive than a smp call.
1000                  */
1001                 debug_deactivate(timer);
1002                 reprogram = base->cpu_base == this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1003
1004                 if (!restart)
1005                         state = HRTIMER_STATE_INACTIVE;
1006
1007                 __remove_hrtimer(timer, base, state, reprogram);
1008                 return 1;
1009         }
1010         return 0;
1011 }
1012
1013 static inline ktime_t hrtimer_update_lowres(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1014                                             const enum hrtimer_mode mode)
1015 {
1016 #ifdef CONFIG_TIME_LOW_RES
1017         /*
1018          * CONFIG_TIME_LOW_RES indicates that the system has no way to return
1019          * granular time values. For relative timers we add hrtimer_resolution
1020          * (i.e. one jiffie) to prevent short timeouts.
1021          */
1022         timer->is_rel = mode & HRTIMER_MODE_REL;
1023         if (timer->is_rel)
1024                 tim = ktime_add_safe(tim, hrtimer_resolution);
1025 #endif
1026         return tim;
1027 }
1028
1029 static void
1030 hrtimer_update_softirq_timer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, bool reprogram)
1031 {
1032         ktime_t expires;
1033
1034         /*
1035          * Find the next SOFT expiration.
1036          */
1037         expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1038
1039         /*
1040          * reprogramming needs to be triggered, even if the next soft
1041          * hrtimer expires at the same time than the next hard
1042          * hrtimer. cpu_base->softirq_expires_next needs to be updated!
1043          */
1044         if (expires == KTIME_MAX)
1045                 return;
1046
1047         /*
1048          * cpu_base->*next_timer is recomputed by __hrtimer_get_next_event()
1049          * cpu_base->*expires_next is only set by hrtimer_reprogram()
1050          */
1051         hrtimer_reprogram(cpu_base->softirq_next_timer, reprogram);
1052 }
1053
1054 static int __hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1055                                     u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode,
1056                                     struct hrtimer_clock_base *base)
1057 {
1058         struct hrtimer_clock_base *new_base;
1059
1060         /* Remove an active timer from the queue: */
1061         remove_hrtimer(timer, base, true);
1062
1063         if (mode & HRTIMER_MODE_REL)
1064                 tim = ktime_add_safe(tim, base->get_time());
1065
1066         tim = hrtimer_update_lowres(timer, tim, mode);
1067
1068         hrtimer_set_expires_range_ns(timer, tim, delta_ns);
1069
1070         /* Switch the timer base, if necessary: */
1071         new_base = switch_hrtimer_base(timer, base, mode & HRTIMER_MODE_PINNED);
1072
1073         return enqueue_hrtimer(timer, new_base, mode);
1074 }
1075
1076 /**
1077  * hrtimer_start_range_ns - (re)start an hrtimer
1078  * @timer:      the timer to be added
1079  * @tim:        expiry time
1080  * @delta_ns:   "slack" range for the timer
1081  * @mode:       timer mode: absolute (HRTIMER_MODE_ABS) or
1082  *              relative (HRTIMER_MODE_REL), and pinned (HRTIMER_MODE_PINNED);
1083  *              softirq based mode is considered for debug purpose only!
1084  */
1085 void hrtimer_start_range_ns(struct hrtimer *timer, ktime_t tim,
1086                             u64 delta_ns, const enum hrtimer_mode mode)
1087 {
1088         struct hrtimer_clock_base *base;
1089         unsigned long flags;
1090
1091         /*
1092          * Check whether the HRTIMER_MODE_SOFT bit and hrtimer.is_soft
1093          * match.
1094          */
1095         WARN_ON_ONCE(!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT) ^ !timer->is_soft);
1096
1097         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1098
1099         if (__hrtimer_start_range_ns(timer, tim, delta_ns, mode, base))
1100                 hrtimer_reprogram(timer, true);
1101
1102         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1103 }
1104 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_start_range_ns);
1105
1106 /**
1107  * hrtimer_try_to_cancel - try to deactivate a timer
1108  * @timer:      hrtimer to stop
1109  *
1110  * Returns:
1111  *  0 when the timer was not active
1112  *  1 when the timer was active
1113  * -1 when the timer is currently executing the callback function and
1114  *    cannot be stopped
1115  */
1116 int hrtimer_try_to_cancel(struct hrtimer *timer)
1117 {
1118         struct hrtimer_clock_base *base;
1119         unsigned long flags;
1120         int ret = -1;
1121
1122         /*
1123          * Check lockless first. If the timer is not active (neither
1124          * enqueued nor running the callback, nothing to do here.  The
1125          * base lock does not serialize against a concurrent enqueue,
1126          * so we can avoid taking it.
1127          */
1128         if (!hrtimer_active(timer))
1129                 return 0;
1130
1131         base = lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1132
1133         if (!hrtimer_callback_running(timer))
1134                 ret = remove_hrtimer(timer, base, false);
1135
1136         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1137
1138         return ret;
1139
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_try_to_cancel);
1142
1143 /**
1144  * hrtimer_cancel - cancel a timer and wait for the handler to finish.
1145  * @timer:      the timer to be cancelled
1146  *
1147  * Returns:
1148  *  0 when the timer was not active
1149  *  1 when the timer was active
1150  */
1151 int hrtimer_cancel(struct hrtimer *timer)
1152 {
1153         for (;;) {
1154                 int ret = hrtimer_try_to_cancel(timer);
1155
1156                 if (ret >= 0)
1157                         return ret;
1158                 cpu_relax();
1159         }
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_cancel);
1162
1163 /**
1164  * hrtimer_get_remaining - get remaining time for the timer
1165  * @timer:      the timer to read
1166  * @adjust:     adjust relative timers when CONFIG_TIME_LOW_RES=y
1167  */
1168 ktime_t __hrtimer_get_remaining(const struct hrtimer *timer, bool adjust)
1169 {
1170         unsigned long flags;
1171         ktime_t rem;
1172
1173         lock_hrtimer_base(timer, &flags);
1174         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES) && adjust)
1175                 rem = hrtimer_expires_remaining_adjusted(timer);
1176         else
1177                 rem = hrtimer_expires_remaining(timer);
1178         unlock_hrtimer_base(timer, &flags);
1179
1180         return rem;
1181 }
1182 EXPORT_SYMBOL_GPL(__hrtimer_get_remaining);
1183
1184 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1185 /**
1186  * hrtimer_get_next_event - get the time until next expiry event
1187  *
1188  * Returns the next expiry time or KTIME_MAX if no timer is pending.
1189  */
1190 u64 hrtimer_get_next_event(void)
1191 {
1192         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1193         u64 expires = KTIME_MAX;
1194         unsigned long flags;
1195
1196         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1197
1198         if (!__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1199                 expires = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_ALL);
1200
1201         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1202
1203         return expires;
1204 }
1205 #endif
1206
1207 static inline int hrtimer_clockid_to_base(clockid_t clock_id)
1208 {
1209         if (likely(clock_id < MAX_CLOCKS)) {
1210                 int base = hrtimer_clock_to_base_table[clock_id];
1211
1212                 if (likely(base != HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES))
1213                         return base;
1214         }
1215         WARN(1, "Invalid clockid %d. Using MONOTONIC\n", clock_id);
1216         return HRTIMER_BASE_MONOTONIC;
1217 }
1218
1219 static void __hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1220                            enum hrtimer_mode mode)
1221 {
1222         bool softtimer = !!(mode & HRTIMER_MODE_SOFT);
1223         int base = softtimer ? HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES / 2 : 0;
1224         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base;
1225
1226         memset(timer, 0, sizeof(struct hrtimer));
1227
1228         cpu_base = raw_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1229
1230         /*
1231          * POSIX magic: Relative CLOCK_REALTIME timers are not affected by
1232          * clock modifications, so they needs to become CLOCK_MONOTONIC to
1233          * ensure POSIX compliance.
1234          */
1235         if (clock_id == CLOCK_REALTIME && mode & HRTIMER_MODE_REL)
1236                 clock_id = CLOCK_MONOTONIC;
1237
1238         base += hrtimer_clockid_to_base(clock_id);
1239         timer->is_soft = softtimer;
1240         timer->base = &cpu_base->clock_base[base];
1241         timerqueue_init(&timer->node);
1242 }
1243
1244 /**
1245  * hrtimer_init - initialize a timer to the given clock
1246  * @timer:      the timer to be initialized
1247  * @clock_id:   the clock to be used
1248  * @mode:       The modes which are relevant for intitialization:
1249  *              HRTIMER_MODE_ABS, HRTIMER_MODE_REL, HRTIMER_MODE_ABS_SOFT,
1250  *              HRTIMER_MODE_REL_SOFT
1251  *
1252  *              The PINNED variants of the above can be handed in,
1253  *              but the PINNED bit is ignored as pinning happens
1254  *              when the hrtimer is started
1255  */
1256 void hrtimer_init(struct hrtimer *timer, clockid_t clock_id,
1257                   enum hrtimer_mode mode)
1258 {
1259         debug_init(timer, clock_id, mode);
1260         __hrtimer_init(timer, clock_id, mode);
1261 }
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init);
1263
1264 /*
1265  * A timer is active, when it is enqueued into the rbtree or the
1266  * callback function is running or it's in the state of being migrated
1267  * to another cpu.
1268  *
1269  * It is important for this function to not return a false negative.
1270  */
1271 bool hrtimer_active(const struct hrtimer *timer)
1272 {
1273         struct hrtimer_clock_base *base;
1274         unsigned int seq;
1275
1276         do {
1277                 base = READ_ONCE(timer->base);
1278                 seq = raw_read_seqcount_begin(&base->seq);
1279
1280                 if (timer->state != HRTIMER_STATE_INACTIVE ||
1281                     base->running == timer)
1282                         return true;
1283
1284         } while (read_seqcount_retry(&base->seq, seq) ||
1285                  base != READ_ONCE(timer->base));
1286
1287         return false;
1288 }
1289 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_active);
1290
1291 /*
1292  * The write_seqcount_barrier()s in __run_hrtimer() split the thing into 3
1293  * distinct sections:
1294  *
1295  *  - queued:   the timer is queued
1296  *  - callback: the timer is being ran
1297  *  - post:     the timer is inactive or (re)queued
1298  *
1299  * On the read side we ensure we observe timer->state and cpu_base->running
1300  * from the same section, if anything changed while we looked at it, we retry.
1301  * This includes timer->base changing because sequence numbers alone are
1302  * insufficient for that.
1303  *
1304  * The sequence numbers are required because otherwise we could still observe
1305  * a false negative if the read side got smeared over multiple consequtive
1306  * __run_hrtimer() invocations.
1307  */
1308
1309 static void __run_hrtimer(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base,
1310                           struct hrtimer_clock_base *base,
1311                           struct hrtimer *timer, ktime_t *now,
1312                           unsigned long flags)
1313 {
1314         enum hrtimer_restart (*fn)(struct hrtimer *);
1315         int restart;
1316
1317         lockdep_assert_held(&cpu_base->lock);
1318
1319         debug_deactivate(timer);
1320         base->running = timer;
1321
1322         /*
1323          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1324          *
1325          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1326          * hrtimer_active() cannot observe base->running == NULL &&
1327          * timer->state == INACTIVE.
1328          */
1329         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1330
1331         __remove_hrtimer(timer, base, HRTIMER_STATE_INACTIVE, 0);
1332         fn = timer->function;
1333
1334         /*
1335          * Clear the 'is relative' flag for the TIME_LOW_RES case. If the
1336          * timer is restarted with a period then it becomes an absolute
1337          * timer. If its not restarted it does not matter.
1338          */
1339         if (IS_ENABLED(CONFIG_TIME_LOW_RES))
1340                 timer->is_rel = false;
1341
1342         /*
1343          * The timer is marked as running in the CPU base, so it is
1344          * protected against migration to a different CPU even if the lock
1345          * is dropped.
1346          */
1347         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1348         trace_hrtimer_expire_entry(timer, now);
1349         restart = fn(timer);
1350         trace_hrtimer_expire_exit(timer);
1351         raw_spin_lock_irq(&cpu_base->lock);
1352
1353         /*
1354          * Note: We clear the running state after enqueue_hrtimer and
1355          * we do not reprogram the event hardware. Happens either in
1356          * hrtimer_start_range_ns() or in hrtimer_interrupt()
1357          *
1358          * Note: Because we dropped the cpu_base->lock above,
1359          * hrtimer_start_range_ns() can have popped in and enqueued the timer
1360          * for us already.
1361          */
1362         if (restart != HRTIMER_NORESTART &&
1363             !(timer->state & HRTIMER_STATE_ENQUEUED))
1364                 enqueue_hrtimer(timer, base, HRTIMER_MODE_ABS);
1365
1366         /*
1367          * Separate the ->running assignment from the ->state assignment.
1368          *
1369          * As with a regular write barrier, this ensures the read side in
1370          * hrtimer_active() cannot observe base->running.timer == NULL &&
1371          * timer->state == INACTIVE.
1372          */
1373         raw_write_seqcount_barrier(&base->seq);
1374
1375         WARN_ON_ONCE(base->running != timer);
1376         base->running = NULL;
1377 }
1378
1379 static void __hrtimer_run_queues(struct hrtimer_cpu_base *cpu_base, ktime_t now,
1380                                  unsigned long flags, unsigned int active_mask)
1381 {
1382         struct hrtimer_clock_base *base;
1383         unsigned int active = cpu_base->active_bases & active_mask;
1384
1385         for_each_active_base(base, cpu_base, active) {
1386                 struct timerqueue_node *node;
1387                 ktime_t basenow;
1388
1389                 basenow = ktime_add(now, base->offset);
1390
1391                 while ((node = timerqueue_getnext(&base->active))) {
1392                         struct hrtimer *timer;
1393
1394                         timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1395
1396                         /*
1397                          * The immediate goal for using the softexpires is
1398                          * minimizing wakeups, not running timers at the
1399                          * earliest interrupt after their soft expiration.
1400                          * This allows us to avoid using a Priority Search
1401                          * Tree, which can answer a stabbing querry for
1402                          * overlapping intervals and instead use the simple
1403                          * BST we already have.
1404                          * We don't add extra wakeups by delaying timers that
1405                          * are right-of a not yet expired timer, because that
1406                          * timer will have to trigger a wakeup anyway.
1407                          */
1408                         if (basenow < hrtimer_get_softexpires_tv64(timer))
1409                                 break;
1410
1411                         __run_hrtimer(cpu_base, base, timer, &basenow, flags);
1412                 }
1413         }
1414 }
1415
1416 static __latent_entropy void hrtimer_run_softirq(struct softirq_action *h)
1417 {
1418         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1419         unsigned long flags;
1420         ktime_t now;
1421
1422         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1423
1424         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1425         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_SOFT);
1426
1427         cpu_base->softirq_activated = 0;
1428         hrtimer_update_softirq_timer(cpu_base, true);
1429
1430         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1431 }
1432
1433 #ifdef CONFIG_HIGH_RES_TIMERS
1434
1435 /*
1436  * High resolution timer interrupt
1437  * Called with interrupts disabled
1438  */
1439 void hrtimer_interrupt(struct clock_event_device *dev)
1440 {
1441         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1442         ktime_t expires_next, now, entry_time, delta;
1443         unsigned long flags;
1444         int retries = 0;
1445
1446         BUG_ON(!cpu_base->hres_active);
1447         cpu_base->nr_events++;
1448         dev->next_event = KTIME_MAX;
1449
1450         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1451         entry_time = now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1452 retry:
1453         cpu_base->in_hrtirq = 1;
1454         /*
1455          * We set expires_next to KTIME_MAX here with cpu_base->lock
1456          * held to prevent that a timer is enqueued in our queue via
1457          * the migration code. This does not affect enqueueing of
1458          * timers which run their callback and need to be requeued on
1459          * this CPU.
1460          */
1461         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1462
1463         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1464                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1465                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1466                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1467         }
1468
1469         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1470
1471         /* Reevaluate the clock bases for the next expiry */
1472         expires_next = __hrtimer_get_next_event(cpu_base, HRTIMER_ACTIVE_ALL);
1473         /*
1474          * Store the new expiry value so the migration code can verify
1475          * against it.
1476          */
1477         cpu_base->expires_next = expires_next;
1478         cpu_base->in_hrtirq = 0;
1479         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1480
1481         /* Reprogramming necessary ? */
1482         if (!tick_program_event(expires_next, 0)) {
1483                 cpu_base->hang_detected = 0;
1484                 return;
1485         }
1486
1487         /*
1488          * The next timer was already expired due to:
1489          * - tracing
1490          * - long lasting callbacks
1491          * - being scheduled away when running in a VM
1492          *
1493          * We need to prevent that we loop forever in the hrtimer
1494          * interrupt routine. We give it 3 attempts to avoid
1495          * overreacting on some spurious event.
1496          *
1497          * Acquire base lock for updating the offsets and retrieving
1498          * the current time.
1499          */
1500         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1501         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1502         cpu_base->nr_retries++;
1503         if (++retries < 3)
1504                 goto retry;
1505         /*
1506          * Give the system a chance to do something else than looping
1507          * here. We stored the entry time, so we know exactly how long
1508          * we spent here. We schedule the next event this amount of
1509          * time away.
1510          */
1511         cpu_base->nr_hangs++;
1512         cpu_base->hang_detected = 1;
1513         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1514
1515         delta = ktime_sub(now, entry_time);
1516         if ((unsigned int)delta > cpu_base->max_hang_time)
1517                 cpu_base->max_hang_time = (unsigned int) delta;
1518         /*
1519          * Limit it to a sensible value as we enforce a longer
1520          * delay. Give the CPU at least 100ms to catch up.
1521          */
1522         if (delta > 100 * NSEC_PER_MSEC)
1523                 expires_next = ktime_add_ns(now, 100 * NSEC_PER_MSEC);
1524         else
1525                 expires_next = ktime_add(now, delta);
1526         tick_program_event(expires_next, 1);
1527         printk_once(KERN_WARNING "hrtimer: interrupt took %llu ns\n",
1528                     ktime_to_ns(delta));
1529 }
1530
1531 /* called with interrupts disabled */
1532 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void)
1533 {
1534         struct tick_device *td;
1535
1536         if (!hrtimer_hres_active())
1537                 return;
1538
1539         td = this_cpu_ptr(&tick_cpu_device);
1540         if (td && td->evtdev)
1541                 hrtimer_interrupt(td->evtdev);
1542 }
1543
1544 #else /* CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1545
1546 static inline void __hrtimer_peek_ahead_timers(void) { }
1547
1548 #endif  /* !CONFIG_HIGH_RES_TIMERS */
1549
1550 /*
1551  * Called from run_local_timers in hardirq context every jiffy
1552  */
1553 void hrtimer_run_queues(void)
1554 {
1555         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1556         unsigned long flags;
1557         ktime_t now;
1558
1559         if (__hrtimer_hres_active(cpu_base))
1560                 return;
1561
1562         /*
1563          * This _is_ ugly: We have to check periodically, whether we
1564          * can switch to highres and / or nohz mode. The clocksource
1565          * switch happens with xtime_lock held. Notification from
1566          * there only sets the check bit in the tick_oneshot code,
1567          * otherwise we might deadlock vs. xtime_lock.
1568          */
1569         if (tick_check_oneshot_change(!hrtimer_is_hres_enabled())) {
1570                 hrtimer_switch_to_hres();
1571                 return;
1572         }
1573
1574         raw_spin_lock_irqsave(&cpu_base->lock, flags);
1575         now = hrtimer_update_base(cpu_base);
1576
1577         if (!ktime_before(now, cpu_base->softirq_expires_next)) {
1578                 cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1579                 cpu_base->softirq_activated = 1;
1580                 raise_softirq_irqoff(HRTIMER_SOFTIRQ);
1581         }
1582
1583         __hrtimer_run_queues(cpu_base, now, flags, HRTIMER_ACTIVE_HARD);
1584         raw_spin_unlock_irqrestore(&cpu_base->lock, flags);
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Sleep related functions:
1589  */
1590 static enum hrtimer_restart hrtimer_wakeup(struct hrtimer *timer)
1591 {
1592         struct hrtimer_sleeper *t =
1593                 container_of(timer, struct hrtimer_sleeper, timer);
1594         struct task_struct *task = t->task;
1595
1596         t->task = NULL;
1597         if (task)
1598                 wake_up_process(task);
1599
1600         return HRTIMER_NORESTART;
1601 }
1602
1603 void hrtimer_init_sleeper(struct hrtimer_sleeper *sl, struct task_struct *task)
1604 {
1605         sl->timer.function = hrtimer_wakeup;
1606         sl->task = task;
1607 }
1608 EXPORT_SYMBOL_GPL(hrtimer_init_sleeper);
1609
1610 int nanosleep_copyout(struct restart_block *restart, struct timespec64 *ts)
1611 {
1612         switch(restart->nanosleep.type) {
1613 #ifdef CONFIG_COMPAT
1614         case TT_COMPAT:
1615                 if (compat_put_timespec64(ts, restart->nanosleep.compat_rmtp))
1616                         return -EFAULT;
1617                 break;
1618 #endif
1619         case TT_NATIVE:
1620                 if (put_timespec64(ts, restart->nanosleep.rmtp))
1621                         return -EFAULT;
1622                 break;
1623         default:
1624                 BUG();
1625         }
1626         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1627 }
1628
1629 static int __sched do_nanosleep(struct hrtimer_sleeper *t, enum hrtimer_mode mode)
1630 {
1631         struct restart_block *restart;
1632
1633         hrtimer_init_sleeper(t, current);
1634
1635         do {
1636                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1637                 hrtimer_start_expires(&t->timer, mode);
1638
1639                 if (likely(t->task))
1640                         freezable_schedule();
1641
1642                 hrtimer_cancel(&t->timer);
1643                 mode = HRTIMER_MODE_ABS;
1644
1645         } while (t->task && !signal_pending(current));
1646
1647         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1648
1649         if (!t->task)
1650                 return 0;
1651
1652         restart = &current->restart_block;
1653         if (restart->nanosleep.type != TT_NONE) {
1654                 ktime_t rem = hrtimer_expires_remaining(&t->timer);
1655                 struct timespec64 rmt;
1656
1657                 if (rem <= 0)
1658                         return 0;
1659                 rmt = ktime_to_timespec64(rem);
1660
1661                 return nanosleep_copyout(restart, &rmt);
1662         }
1663         return -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1664 }
1665
1666 static long __sched hrtimer_nanosleep_restart(struct restart_block *restart)
1667 {
1668         struct hrtimer_sleeper t;
1669         int ret;
1670
1671         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, restart->nanosleep.clockid,
1672                                 HRTIMER_MODE_ABS);
1673         hrtimer_set_expires_tv64(&t.timer, restart->nanosleep.expires);
1674
1675         ret = do_nanosleep(&t, HRTIMER_MODE_ABS);
1676         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1677         return ret;
1678 }
1679
1680 long hrtimer_nanosleep(const struct timespec64 *rqtp,
1681                        const enum hrtimer_mode mode, const clockid_t clockid)
1682 {
1683         struct restart_block *restart;
1684         struct hrtimer_sleeper t;
1685         int ret = 0;
1686         u64 slack;
1687
1688         slack = current->timer_slack_ns;
1689         if (dl_task(current) || rt_task(current))
1690                 slack = 0;
1691
1692         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clockid, mode);
1693         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, timespec64_to_ktime(*rqtp), slack);
1694         ret = do_nanosleep(&t, mode);
1695         if (ret != -ERESTART_RESTARTBLOCK)
1696                 goto out;
1697
1698         /* Absolute timers do not update the rmtp value and restart: */
1699         if (mode == HRTIMER_MODE_ABS) {
1700                 ret = -ERESTARTNOHAND;
1701                 goto out;
1702         }
1703
1704         restart = &current->restart_block;
1705         restart->fn = hrtimer_nanosleep_restart;
1706         restart->nanosleep.clockid = t.timer.base->clockid;
1707         restart->nanosleep.expires = hrtimer_get_expires_tv64(&t.timer);
1708 out:
1709         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct timespec __user *, rqtp,
1714                 struct timespec __user *, rmtp)
1715 {
1716         struct timespec64 tu;
1717
1718         if (get_timespec64(&tu, rqtp))
1719                 return -EFAULT;
1720
1721         if (!timespec64_valid(&tu))
1722                 return -EINVAL;
1723
1724         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_NATIVE : TT_NONE;
1725         current->restart_block.nanosleep.rmtp = rmtp;
1726         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1727 }
1728
1729 #ifdef CONFIG_COMPAT
1730
1731 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(nanosleep, struct compat_timespec __user *, rqtp,
1732                        struct compat_timespec __user *, rmtp)
1733 {
1734         struct timespec64 tu;
1735
1736         if (compat_get_timespec64(&tu, rqtp))
1737                 return -EFAULT;
1738
1739         if (!timespec64_valid(&tu))
1740                 return -EINVAL;
1741
1742         current->restart_block.nanosleep.type = rmtp ? TT_COMPAT : TT_NONE;
1743         current->restart_block.nanosleep.compat_rmtp = rmtp;
1744         return hrtimer_nanosleep(&tu, HRTIMER_MODE_REL, CLOCK_MONOTONIC);
1745 }
1746 #endif
1747
1748 /*
1749  * Functions related to boot-time initialization:
1750  */
1751 int hrtimers_prepare_cpu(unsigned int cpu)
1752 {
1753         struct hrtimer_cpu_base *cpu_base = &per_cpu(hrtimer_bases, cpu);
1754         int i;
1755
1756         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1757                 cpu_base->clock_base[i].cpu_base = cpu_base;
1758                 timerqueue_init_head(&cpu_base->clock_base[i].active);
1759         }
1760
1761         cpu_base->cpu = cpu;
1762         cpu_base->active_bases = 0;
1763         cpu_base->hres_active = 0;
1764         cpu_base->hang_detected = 0;
1765         cpu_base->next_timer = NULL;
1766         cpu_base->softirq_next_timer = NULL;
1767         cpu_base->expires_next = KTIME_MAX;
1768         cpu_base->softirq_expires_next = KTIME_MAX;
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1773
1774 static void migrate_hrtimer_list(struct hrtimer_clock_base *old_base,
1775                                 struct hrtimer_clock_base *new_base)
1776 {
1777         struct hrtimer *timer;
1778         struct timerqueue_node *node;
1779
1780         while ((node = timerqueue_getnext(&old_base->active))) {
1781                 timer = container_of(node, struct hrtimer, node);
1782                 BUG_ON(hrtimer_callback_running(timer));
1783                 debug_deactivate(timer);
1784
1785                 /*
1786                  * Mark it as ENQUEUED not INACTIVE otherwise the
1787                  * timer could be seen as !active and just vanish away
1788                  * under us on another CPU
1789                  */
1790                 __remove_hrtimer(timer, old_base, HRTIMER_STATE_ENQUEUED, 0);
1791                 timer->base = new_base;
1792                 /*
1793                  * Enqueue the timers on the new cpu. This does not
1794                  * reprogram the event device in case the timer
1795                  * expires before the earliest on this CPU, but we run
1796                  * hrtimer_interrupt after we migrated everything to
1797                  * sort out already expired timers and reprogram the
1798                  * event device.
1799                  */
1800                 enqueue_hrtimer(timer, new_base, HRTIMER_MODE_ABS);
1801         }
1802 }
1803
1804 int hrtimers_dead_cpu(unsigned int scpu)
1805 {
1806         struct hrtimer_cpu_base *old_base, *new_base;
1807         int i;
1808
1809         BUG_ON(cpu_online(scpu));
1810         tick_cancel_sched_timer(scpu);
1811
1812         /*
1813          * this BH disable ensures that raise_softirq_irqoff() does
1814          * not wakeup ksoftirqd (and acquire the pi-lock) while
1815          * holding the cpu_base lock
1816          */
1817         local_bh_disable();
1818         local_irq_disable();
1819         old_base = &per_cpu(hrtimer_bases, scpu);
1820         new_base = this_cpu_ptr(&hrtimer_bases);
1821         /*
1822          * The caller is globally serialized and nobody else
1823          * takes two locks at once, deadlock is not possible.
1824          */
1825         raw_spin_lock(&new_base->lock);
1826         raw_spin_lock_nested(&old_base->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1827
1828         for (i = 0; i < HRTIMER_MAX_CLOCK_BASES; i++) {
1829                 migrate_hrtimer_list(&old_base->clock_base[i],
1830                                      &new_base->clock_base[i]);
1831         }
1832
1833         /*
1834          * The migration might have changed the first expiring softirq
1835          * timer on this CPU. Update it.
1836          */
1837         hrtimer_update_softirq_timer(new_base, false);
1838
1839         raw_spin_unlock(&old_base->lock);
1840         raw_spin_unlock(&new_base->lock);
1841
1842         /* Check, if we got expired work to do */
1843         __hrtimer_peek_ahead_timers();
1844         local_irq_enable();
1845         local_bh_enable();
1846         return 0;
1847 }
1848
1849 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1850
1851 void __init hrtimers_init(void)
1852 {
1853         hrtimers_prepare_cpu(smp_processor_id());
1854         open_softirq(HRTIMER_SOFTIRQ, hrtimer_run_softirq);
1855 }
1856
1857 /**
1858  * schedule_hrtimeout_range_clock - sleep until timeout
1859  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1860  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1861  * @mode:       timer mode
1862  * @clock_id:   timer clock to be used
1863  */
1864 int __sched
1865 schedule_hrtimeout_range_clock(ktime_t *expires, u64 delta,
1866                                const enum hrtimer_mode mode, clockid_t clock_id)
1867 {
1868         struct hrtimer_sleeper t;
1869
1870         /*
1871          * Optimize when a zero timeout value is given. It does not
1872          * matter whether this is an absolute or a relative time.
1873          */
1874         if (expires && *expires == 0) {
1875                 __set_current_state(TASK_RUNNING);
1876                 return 0;
1877         }
1878
1879         /*
1880          * A NULL parameter means "infinite"
1881          */
1882         if (!expires) {
1883                 schedule();
1884                 return -EINTR;
1885         }
1886
1887         hrtimer_init_on_stack(&t.timer, clock_id, mode);
1888         hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, *expires, delta);
1889
1890         hrtimer_init_sleeper(&t, current);
1891
1892         hrtimer_start_expires(&t.timer, mode);
1893
1894         if (likely(t.task))
1895                 schedule();
1896
1897         hrtimer_cancel(&t.timer);
1898         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1899
1900         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1901
1902         return !t.task ? 0 : -EINTR;
1903 }
1904
1905 /**
1906  * schedule_hrtimeout_range - sleep until timeout
1907  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1908  * @delta:      slack in expires timeout (ktime_t)
1909  * @mode:       timer mode
1910  *
1911  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1912  * elapsed. The routine will return immediately unless
1913  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1914  *
1915  * The @delta argument gives the kernel the freedom to schedule the
1916  * actual wakeup to a time that is both power and performance friendly.
1917  * The kernel give the normal best effort behavior for "@expires+@delta",
1918  * but may decide to fire the timer earlier, but no earlier than @expires.
1919  *
1920  * You can set the task state as follows -
1921  *
1922  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1923  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1924  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1925  *
1926  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1927  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1928  * up.
1929  *
1930  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1931  * routine returns.
1932  *
1933  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1934  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1935  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1936  */
1937 int __sched schedule_hrtimeout_range(ktime_t *expires, u64 delta,
1938                                      const enum hrtimer_mode mode)
1939 {
1940         return schedule_hrtimeout_range_clock(expires, delta, mode,
1941                                               CLOCK_MONOTONIC);
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout_range);
1944
1945 /**
1946  * schedule_hrtimeout - sleep until timeout
1947  * @expires:    timeout value (ktime_t)
1948  * @mode:       timer mode
1949  *
1950  * Make the current task sleep until the given expiry time has
1951  * elapsed. The routine will return immediately unless
1952  * the current task state has been set (see set_current_state()).
1953  *
1954  * You can set the task state as follows -
1955  *
1956  * %TASK_UNINTERRUPTIBLE - at least @timeout time is guaranteed to
1957  * pass before the routine returns unless the current task is explicitly
1958  * woken up, (e.g. by wake_up_process()).
1959  *
1960  * %TASK_INTERRUPTIBLE - the routine may return early if a signal is
1961  * delivered to the current task or the current task is explicitly woken
1962  * up.
1963  *
1964  * The current task state is guaranteed to be TASK_RUNNING when this
1965  * routine returns.
1966  *
1967  * Returns 0 when the timer has expired. If the task was woken before the
1968  * timer expired by a signal (only possible in state TASK_INTERRUPTIBLE) or
1969  * by an explicit wakeup, it returns -EINTR.
1970  */
1971 int __sched schedule_hrtimeout(ktime_t *expires,
1972                                const enum hrtimer_mode mode)
1973 {
1974         return schedule_hrtimeout_range(expires, 0, mode);
1975 }
1976 EXPORT_SYMBOL_GPL(schedule_hrtimeout);