kernel/sched/idle.c

   1 /*
   2  * Generic entry point for the idle threads
   3  */
   4 #include <linux/sched.h>
   5 #include <linux/cpu.h>
   6 #include <linux/cpuidle.h>
   7 #include <linux/tick.h>
   8 #include <linux/mm.h>
   9 #include <linux/stackprotector.h>
  10 #include <linux/suspend.h>
  11
  12 #include <asm/tlb.h>
  13
  14 #include <trace/events/power.h>
  15
  16 #include "sched.h"
  17
  18 /**
  19  * sched_idle_set_state - Record idle state for the current CPU.
  20  * @idle_state: State to record.
  21  */
  22 void sched_idle_set_state(struct cpuidle_state *idle_state, int index)
  23 {
  24         idle_set_state(this_rq(), idle_state);
  25         idle_set_state_idx(this_rq(), index);
  26 }
  27
  28 static int __read_mostly cpu_idle_force_poll;
  29
  30 void cpu_idle_poll_ctrl(bool enable)
  31 {
  32         if (enable) {
  33                 cpu_idle_force_poll++;
  34         } else {
  35                 cpu_idle_force_poll--;
  36                 WARN_ON_ONCE(cpu_idle_force_poll < 0);
  37         }
  38 }
  39
  40 #ifdef CONFIG_GENERIC_IDLE_POLL_SETUP
  41 static int __init cpu_idle_poll_setup(char *__unused)
  42 {
  43         cpu_idle_force_poll = 1;
  44         return 1;
  45 }
  46 __setup("nohlt", cpu_idle_poll_setup);
  47
  48 static int __init cpu_idle_nopoll_setup(char *__unused)
  49 {
  50         cpu_idle_force_poll = 0;
  51         return 1;
  52 }
  53 __setup("hlt", cpu_idle_nopoll_setup);
  54 #endif
  55
  56 static inline int cpu_idle_poll(void)
  57 {
  58         rcu_idle_enter();
  59         trace_cpu_idle_rcuidle(0, smp_processor_id());
  60         local_irq_enable();
  61         stop_critical_timings();
  62         while (!tif_need_resched() &&
  63                 (cpu_idle_force_poll || tick_check_broadcast_expired()))
  64                 cpu_relax();
  65         start_critical_timings();
  66         trace_cpu_idle_rcuidle(PWR_EVENT_EXIT, smp_processor_id());
  67         rcu_idle_exit();
  68         return 1;
  69 }
  70
  71 /* Weak implementations for optional arch specific functions */
  72 void __weak arch_cpu_idle_prepare(void) { }
  73 void __weak arch_cpu_idle_enter(void) { }
  74 void __weak arch_cpu_idle_exit(void) { }
  75 void __weak arch_cpu_idle_dead(void) { }
  76 void __weak arch_cpu_idle(void)
  77 {
  78         cpu_idle_force_poll = 1;
  79         local_irq_enable();
  80 }
  81
  82 /**
  83  * default_idle_call - Default CPU idle routine.
  84  *
  85  * To use when the cpuidle framework cannot be used.
  86  */
  87 void default_idle_call(void)
  88 {
  89         if (current_clr_polling_and_test()) {
  90                 local_irq_enable();
  91         } else {
  92                 stop_critical_timings();
  93                 arch_cpu_idle();
  94                 start_critical_timings();
  95         }
  96 }
  97
  98 static int call_cpuidle(struct cpuidle_driver *drv, struct cpuidle_device *dev,
  99                       int next_state)
 100 {
 101         /* Fall back to the default arch idle method on errors. */
 102         if (next_state < 0) {
 103                 default_idle_call();
 104                 return next_state;
 105         }
 106
 107         /*
 108          * The idle task must be scheduled, it is pointless to go to idle, just
 109          * update no idle residency and return.
 110          */
 111         if (current_clr_polling_and_test()) {
 112                 dev->last_residency = 0;
 113                 local_irq_enable();
 114                 return -EBUSY;
 115         }
 116
 117         /*
 118          * Enter the idle state previously returned by the governor decision.
 119          * This function will block until an interrupt occurs and will take
 120          * care of re-enabling the local interrupts
 121          */
 122         return cpuidle_enter(drv, dev, next_state);
 123 }
 124
 125 /**
 126  * cpuidle_idle_call - the main idle function
 127  *
 128  * NOTE: no locks or semaphores should be used here
 129  *
 130  * On archs that support TIF_POLLING_NRFLAG, is called with polling
 131  * set, and it returns with polling set.  If it ever stops polling, it
 132  * must clear the polling bit.
 133  */
 134 static void cpuidle_idle_call(void)
 135 {
 136         struct cpuidle_device *dev = __this_cpu_read(cpuidle_devices);
 137         struct cpuidle_driver *drv = cpuidle_get_cpu_driver(dev);
 138         int next_state, entered_state;
 139
 140         /*
 141          * Check if the idle task must be rescheduled. If it is the
 142          * case, exit the function after re-enabling the local irq.
 143          */
 144         if (need_resched()) {
 145                 local_irq_enable();
 146                 return;
 147         }
 148
 149         /*
 150          * Tell the RCU framework we are entering an idle section,
 151          * so no more rcu read side critical sections and one more
 152          * step to the grace period
 153          */
 154         rcu_idle_enter();
 155
 156         if (cpuidle_not_available(drv, dev)) {
 157                 default_idle_call();
 158                 goto exit_idle;
 159         }
 160
 161         /*
 162          * Suspend-to-idle ("freeze") is a system state in which all user space
 163          * has been frozen, all I/O devices have been suspended and the only
 164          * activity happens here and in iterrupts (if any).  In that case bypass
 165          * the cpuidle governor and go stratight for the deepest idle state
 166          * available.  Possibly also suspend the local tick and the entire
 167          * timekeeping to prevent timer interrupts from kicking us out of idle
 168          * until a proper wakeup interrupt happens.
 169          */
 170         if (idle_should_freeze()) {
 171                 entered_state = cpuidle_enter_freeze(drv, dev);
 172                 if (entered_state >= 0) {
 173                         local_irq_enable();
 174                         goto exit_idle;
 175                 }
 176
 177                 next_state = cpuidle_find_deepest_state(drv, dev);
 178                 call_cpuidle(drv, dev, next_state);
 179         } else {
 180                 /*
 181                  * Ask the cpuidle framework to choose a convenient idle state.
 182                  */
 183                 next_state = cpuidle_select(drv, dev);
 184                 entered_state = call_cpuidle(drv, dev, next_state);
 185                 /*
 186                  * Give the governor an opportunity to reflect on the outcome
 187                  */
 188                 cpuidle_reflect(dev, entered_state);
 189         }
 190
 191 exit_idle:
 192         __current_set_polling();
 193
 194         /*
 195          * It is up to the idle functions to reenable local interrupts
 196          */
 197         if (WARN_ON_ONCE(irqs_disabled()))
 198                 local_irq_enable();
 199
 200         rcu_idle_exit();
 201 }
 202
 203 DEFINE_PER_CPU(bool, cpu_dead_idle);
 204
 205 /*
 206  * Generic idle loop implementation
 207  *
 208  * Called with polling cleared.
 209  */
 210 static void cpu_idle_loop(void)
 211 {
 212         while (1) {
 213                 /*
 214                  * If the arch has a polling bit, we maintain an invariant:
 215                  *
 216                  * Our polling bit is clear if we're not scheduled (i.e. if
 217                  * rq->curr != rq->idle).  This means that, if rq->idle has
 218                  * the polling bit set, then setting need_resched is
 219                  * guaranteed to cause the cpu to reschedule.
 220                  */
 221
 222                 __current_set_polling();
 223                 quiet_vmstat();
 224                 tick_nohz_idle_enter();
 225
 226                 while (!need_resched()) {
 227                         check_pgt_cache();
 228                         rmb();
 229
 230                         if (cpu_is_offline(smp_processor_id())) {
 231                                 rcu_cpu_notify(NULL, CPU_DYING_IDLE,
 232                                                (void *)(long)smp_processor_id());
 233                                 smp_mb(); /* all activity before dead. */
 234                                 this_cpu_write(cpu_dead_idle, true);
 235                                 arch_cpu_idle_dead();
 236                         }
 237
 238                         local_irq_disable();
 239                         arch_cpu_idle_enter();
 240
 241                         /*
 242                          * In poll mode we reenable interrupts and spin.
 243                          *
 244                          * Also if we detected in the wakeup from idle
 245                          * path that the tick broadcast device expired
 246                          * for us, we don't want to go deep idle as we
 247                          * know that the IPI is going to arrive right
 248                          * away
 249                          */
 250                         if (cpu_idle_force_poll || tick_check_broadcast_expired())
 251                                 cpu_idle_poll();
 252                         else
 253                                 cpuidle_idle_call();
 254
 255                         arch_cpu_idle_exit();
 256                 }
 257
 258                 /*
 259                  * Since we fell out of the loop above, we know
 260                  * TIF_NEED_RESCHED must be set, propagate it into
 261                  * PREEMPT_NEED_RESCHED.
 262                  *
 263                  * This is required because for polling idle loops we will
 264                  * not have had an IPI to fold the state for us.
 265                  */
 266                 preempt_set_need_resched();
 267                 tick_nohz_idle_exit();
 268                 __current_clr_polling();
 269
 270                 /*
 271                  * We promise to call sched_ttwu_pending and reschedule
 272                  * if need_resched is set while polling is set.  That
 273                  * means that clearing polling needs to be visible
 274                  * before doing these things.
 275                  */
 276                 smp_mb__after_atomic();
 277
 278                 sched_ttwu_pending();
 279                 schedule_preempt_disabled();
 280         }
 281 }
 282
 283 void cpu_startup_entry(enum cpuhp_state state)
 284 {
 285         /*
 286          * This #ifdef needs to die, but it's too late in the cycle to
 287          * make this generic (arm and sh have never invoked the canary
 288          * init for the non boot cpus!). Will be fixed in 3.11
 289          */
 290 #ifdef CONFIG_X86
 291         /*
 292          * If we're the non-boot CPU, nothing set the stack canary up
 293          * for us. The boot CPU already has it initialized but no harm
 294          * in doing it again. This is a good place for updating it, as
 295          * we wont ever return from this function (so the invalid
 296          * canaries already on the stack wont ever trigger).
 297          */
 298         boot_init_stack_canary();
 299 #endif
 300         arch_cpu_idle_prepare();
 301         cpu_idle_loop();
 302 }