Merge tag 'm68k-for-v5.14-tag1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / cputime.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Simple CPU accounting cgroup controller
4  */
5 #include "sched.h"
6
7 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
8
9 /*
10  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
11  * They are only modified in vtime_account, on corresponding CPU
12  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
13  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
14  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
15  * race with irq/vtime_account on this CPU. We would either get old
16  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
17  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
18  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
19  */
20 DEFINE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
21
22 static int sched_clock_irqtime;
23
24 void enable_sched_clock_irqtime(void)
25 {
26         sched_clock_irqtime = 1;
27 }
28
29 void disable_sched_clock_irqtime(void)
30 {
31         sched_clock_irqtime = 0;
32 }
33
34 static void irqtime_account_delta(struct irqtime *irqtime, u64 delta,
35                                   enum cpu_usage_stat idx)
36 {
37         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
38
39         u64_stats_update_begin(&irqtime->sync);
40         cpustat[idx] += delta;
41         irqtime->total += delta;
42         irqtime->tick_delta += delta;
43         u64_stats_update_end(&irqtime->sync);
44 }
45
46 /*
47  * Called after incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
48  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
49  */
50 void irqtime_account_irq(struct task_struct *curr, unsigned int offset)
51 {
52         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
53         unsigned int pc;
54         s64 delta;
55         int cpu;
56
57         if (!sched_clock_irqtime)
58                 return;
59
60         cpu = smp_processor_id();
61         delta = sched_clock_cpu(cpu) - irqtime->irq_start_time;
62         irqtime->irq_start_time += delta;
63         pc = irq_count() - offset;
64
65         /*
66          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
67          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
68          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
69          * that do not consume any time, but still wants to run.
70          */
71         if (pc & HARDIRQ_MASK)
72                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_IRQ);
73         else if ((pc & SOFTIRQ_OFFSET) && curr != this_cpu_ksoftirqd())
74                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_SOFTIRQ);
75 }
76
77 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 maxtime)
78 {
79         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
80         u64 delta;
81
82         delta = min(irqtime->tick_delta, maxtime);
83         irqtime->tick_delta -= delta;
84
85         return delta;
86 }
87
88 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
89
90 #define sched_clock_irqtime     (0)
91
92 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 dummy)
93 {
94         return 0;
95 }
96
97 #endif /* !CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
98
99 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p, int index,
100                                             u64 tmp)
101 {
102         /*
103          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
104          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
105          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
106          *
107          */
108         __this_cpu_add(kernel_cpustat.cpustat[index], tmp);
109
110         cgroup_account_cputime_field(p, index, tmp);
111 }
112
113 /*
114  * Account user CPU time to a process.
115  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
116  * @cputime: the CPU time spent in user space since the last update
117  */
118 void account_user_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
119 {
120         int index;
121
122         /* Add user time to process. */
123         p->utime += cputime;
124         account_group_user_time(p, cputime);
125
126         index = (task_nice(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
127
128         /* Add user time to cpustat. */
129         task_group_account_field(p, index, cputime);
130
131         /* Account for user time used */
132         acct_account_cputime(p);
133 }
134
135 /*
136  * Account guest CPU time to a process.
137  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
138  * @cputime: the CPU time spent in virtual machine since the last update
139  */
140 void account_guest_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
141 {
142         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
143
144         /* Add guest time to process. */
145         p->utime += cputime;
146         account_group_user_time(p, cputime);
147         p->gtime += cputime;
148
149         /* Add guest time to cpustat. */
150         if (task_nice(p) > 0) {
151                 cpustat[CPUTIME_NICE] += cputime;
152                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += cputime;
153         } else {
154                 cpustat[CPUTIME_USER] += cputime;
155                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += cputime;
156         }
157 }
158
159 /*
160  * Account system CPU time to a process and desired cpustat field
161  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
162  * @cputime: the CPU time spent in kernel space since the last update
163  * @index: pointer to cpustat field that has to be updated
164  */
165 void account_system_index_time(struct task_struct *p,
166                                u64 cputime, enum cpu_usage_stat index)
167 {
168         /* Add system time to process. */
169         p->stime += cputime;
170         account_group_system_time(p, cputime);
171
172         /* Add system time to cpustat. */
173         task_group_account_field(p, index, cputime);
174
175         /* Account for system time used */
176         acct_account_cputime(p);
177 }
178
179 /*
180  * Account system CPU time to a process.
181  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
182  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
183  * @cputime: the CPU time spent in kernel space since the last update
184  */
185 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset, u64 cputime)
186 {
187         int index;
188
189         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
190                 account_guest_time(p, cputime);
191                 return;
192         }
193
194         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
195                 index = CPUTIME_IRQ;
196         else if (in_serving_softirq())
197                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
198         else
199                 index = CPUTIME_SYSTEM;
200
201         account_system_index_time(p, cputime, index);
202 }
203
204 /*
205  * Account for involuntary wait time.
206  * @cputime: the CPU time spent in involuntary wait
207  */
208 void account_steal_time(u64 cputime)
209 {
210         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
211
212         cpustat[CPUTIME_STEAL] += cputime;
213 }
214
215 /*
216  * Account for idle time.
217  * @cputime: the CPU time spent in idle wait
218  */
219 void account_idle_time(u64 cputime)
220 {
221         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
222         struct rq *rq = this_rq();
223
224         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
225                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += cputime;
226         else
227                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += cputime;
228 }
229
230 /*
231  * When a guest is interrupted for a longer amount of time, missed clock
232  * ticks are not redelivered later. Due to that, this function may on
233  * occasion account more time than the calling functions think elapsed.
234  */
235 static __always_inline u64 steal_account_process_time(u64 maxtime)
236 {
237 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
238         if (static_key_false(&paravirt_steal_enabled)) {
239                 u64 steal;
240
241                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
242                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
243                 steal = min(steal, maxtime);
244                 account_steal_time(steal);
245                 this_rq()->prev_steal_time += steal;
246
247                 return steal;
248         }
249 #endif
250         return 0;
251 }
252
253 /*
254  * Account how much elapsed time was spent in steal, irq, or softirq time.
255  */
256 static inline u64 account_other_time(u64 max)
257 {
258         u64 accounted;
259
260         lockdep_assert_irqs_disabled();
261
262         accounted = steal_account_process_time(max);
263
264         if (accounted < max)
265                 accounted += irqtime_tick_accounted(max - accounted);
266
267         return accounted;
268 }
269
270 #ifdef CONFIG_64BIT
271 static inline u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
272 {
273         return t->se.sum_exec_runtime;
274 }
275 #else
276 static u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
277 {
278         u64 ns;
279         struct rq_flags rf;
280         struct rq *rq;
281
282         rq = task_rq_lock(t, &rf);
283         ns = t->se.sum_exec_runtime;
284         task_rq_unlock(rq, t, &rf);
285
286         return ns;
287 }
288 #endif
289
290 /*
291  * Accumulate raw cputime values of dead tasks (sig->[us]time) and live
292  * tasks (sum on group iteration) belonging to @tsk's group.
293  */
294 void thread_group_cputime(struct task_struct *tsk, struct task_cputime *times)
295 {
296         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
297         u64 utime, stime;
298         struct task_struct *t;
299         unsigned int seq, nextseq;
300         unsigned long flags;
301
302         /*
303          * Update current task runtime to account pending time since last
304          * scheduler action or thread_group_cputime() call. This thread group
305          * might have other running tasks on different CPUs, but updating
306          * their runtime can affect syscall performance, so we skip account
307          * those pending times and rely only on values updated on tick or
308          * other scheduler action.
309          */
310         if (same_thread_group(current, tsk))
311                 (void) task_sched_runtime(current);
312
313         rcu_read_lock();
314         /* Attempt a lockless read on the first round. */
315         nextseq = 0;
316         do {
317                 seq = nextseq;
318                 flags = read_seqbegin_or_lock_irqsave(&sig->stats_lock, &seq);
319                 times->utime = sig->utime;
320                 times->stime = sig->stime;
321                 times->sum_exec_runtime = sig->sum_sched_runtime;
322
323                 for_each_thread(tsk, t) {
324                         task_cputime(t, &utime, &stime);
325                         times->utime += utime;
326                         times->stime += stime;
327                         times->sum_exec_runtime += read_sum_exec_runtime(t);
328                 }
329                 /* If lockless access failed, take the lock. */
330                 nextseq = 1;
331         } while (need_seqretry(&sig->stats_lock, seq));
332         done_seqretry_irqrestore(&sig->stats_lock, seq, flags);
333         rcu_read_unlock();
334 }
335
336 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
337 /*
338  * Account a tick to a process and cpustat
339  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
340  * @user_tick: is the tick from userspace
341  * @rq: the pointer to rq
342  *
343  * Tick demultiplexing follows the order
344  * - pending hardirq update
345  * - pending softirq update
346  * - user_time
347  * - idle_time
348  * - system time
349  *   - check for guest_time
350  *   - else account as system_time
351  *
352  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
353  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
354  * opportunity to update it solely in system time.
355  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
356  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
357  */
358 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
359                                          int ticks)
360 {
361         u64 other, cputime = TICK_NSEC * ticks;
362
363         /*
364          * When returning from idle, many ticks can get accounted at
365          * once, including some ticks of steal, irq, and softirq time.
366          * Subtract those ticks from the amount of time accounted to
367          * idle, or potentially user or system time. Due to rounding,
368          * other time can exceed ticks occasionally.
369          */
370         other = account_other_time(ULONG_MAX);
371         if (other >= cputime)
372                 return;
373
374         cputime -= other;
375
376         if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
377                 /*
378                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
379                  * So, we have to handle it separately here.
380                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
381                  */
382                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SOFTIRQ);
383         } else if (user_tick) {
384                 account_user_time(p, cputime);
385         } else if (p == this_rq()->idle) {
386                 account_idle_time(cputime);
387         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
388                 account_guest_time(p, cputime);
389         } else {
390                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SYSTEM);
391         }
392 }
393
394 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
395 {
396         irqtime_account_process_tick(current, 0, ticks);
397 }
398 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
399 static inline void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) { }
400 static inline void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
401                                                 int nr_ticks) { }
402 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
403
404 /*
405  * Use precise platform statistics if available:
406  */
407 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
408
409 # ifndef __ARCH_HAS_VTIME_TASK_SWITCH
410 void vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
411 {
412         if (is_idle_task(prev))
413                 vtime_account_idle(prev);
414         else
415                 vtime_account_kernel(prev);
416
417         vtime_flush(prev);
418         arch_vtime_task_switch(prev);
419 }
420 # endif
421
422 void vtime_account_irq(struct task_struct *tsk, unsigned int offset)
423 {
424         unsigned int pc = irq_count() - offset;
425
426         if (pc & HARDIRQ_OFFSET) {
427                 vtime_account_hardirq(tsk);
428         } else if (pc & SOFTIRQ_OFFSET) {
429                 vtime_account_softirq(tsk);
430         } else if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_VIRT_CPU_ACCOUNTING_IDLE) &&
431                    is_idle_task(tsk)) {
432                 vtime_account_idle(tsk);
433         } else {
434                 vtime_account_kernel(tsk);
435         }
436 }
437
438 void cputime_adjust(struct task_cputime *curr, struct prev_cputime *prev,
439                     u64 *ut, u64 *st)
440 {
441         *ut = curr->utime;
442         *st = curr->stime;
443 }
444
445 void task_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
446 {
447         *ut = p->utime;
448         *st = p->stime;
449 }
450 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_cputime_adjusted);
451
452 void thread_group_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
453 {
454         struct task_cputime cputime;
455
456         thread_group_cputime(p, &cputime);
457
458         *ut = cputime.utime;
459         *st = cputime.stime;
460 }
461
462 #else /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE: */
463
464 /*
465  * Account a single tick of CPU time.
466  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
467  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
468  */
469 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
470 {
471         u64 cputime, steal;
472
473         if (vtime_accounting_enabled_this_cpu())
474                 return;
475
476         if (sched_clock_irqtime) {
477                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, 1);
478                 return;
479         }
480
481         cputime = TICK_NSEC;
482         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
483
484         if (steal >= cputime)
485                 return;
486
487         cputime -= steal;
488
489         if (user_tick)
490                 account_user_time(p, cputime);
491         else if ((p != this_rq()->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
492                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime);
493         else
494                 account_idle_time(cputime);
495 }
496
497 /*
498  * Account multiple ticks of idle time.
499  * @ticks: number of stolen ticks
500  */
501 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
502 {
503         u64 cputime, steal;
504
505         if (sched_clock_irqtime) {
506                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
507                 return;
508         }
509
510         cputime = ticks * TICK_NSEC;
511         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
512
513         if (steal >= cputime)
514                 return;
515
516         cputime -= steal;
517         account_idle_time(cputime);
518 }
519
520 /*
521  * Adjust tick based cputime random precision against scheduler runtime
522  * accounting.
523  *
524  * Tick based cputime accounting depend on random scheduling timeslices of a
525  * task to be interrupted or not by the timer.  Depending on these
526  * circumstances, the number of these interrupts may be over or
527  * under-optimistic, matching the real user and system cputime with a variable
528  * precision.
529  *
530  * Fix this by scaling these tick based values against the total runtime
531  * accounted by the CFS scheduler.
532  *
533  * This code provides the following guarantees:
534  *
535  *   stime + utime == rtime
536  *   stime_i+1 >= stime_i, utime_i+1 >= utime_i
537  *
538  * Assuming that rtime_i+1 >= rtime_i.
539  */
540 void cputime_adjust(struct task_cputime *curr, struct prev_cputime *prev,
541                     u64 *ut, u64 *st)
542 {
543         u64 rtime, stime, utime;
544         unsigned long flags;
545
546         /* Serialize concurrent callers such that we can honour our guarantees */
547         raw_spin_lock_irqsave(&prev->lock, flags);
548         rtime = curr->sum_exec_runtime;
549
550         /*
551          * This is possible under two circumstances:
552          *  - rtime isn't monotonic after all (a bug);
553          *  - we got reordered by the lock.
554          *
555          * In both cases this acts as a filter such that the rest of the code
556          * can assume it is monotonic regardless of anything else.
557          */
558         if (prev->stime + prev->utime >= rtime)
559                 goto out;
560
561         stime = curr->stime;
562         utime = curr->utime;
563
564         /*
565          * If either stime or utime are 0, assume all runtime is userspace.
566          * Once a task gets some ticks, the monotonicity code at 'update:'
567          * will ensure things converge to the observed ratio.
568          */
569         if (stime == 0) {
570                 utime = rtime;
571                 goto update;
572         }
573
574         if (utime == 0) {
575                 stime = rtime;
576                 goto update;
577         }
578
579         stime = mul_u64_u64_div_u64(stime, rtime, stime + utime);
580
581 update:
582         /*
583          * Make sure stime doesn't go backwards; this preserves monotonicity
584          * for utime because rtime is monotonic.
585          *
586          *  utime_i+1 = rtime_i+1 - stime_i
587          *            = rtime_i+1 - (rtime_i - utime_i)
588          *            = (rtime_i+1 - rtime_i) + utime_i
589          *            >= utime_i
590          */
591         if (stime < prev->stime)
592                 stime = prev->stime;
593         utime = rtime - stime;
594
595         /*
596          * Make sure utime doesn't go backwards; this still preserves
597          * monotonicity for stime, analogous argument to above.
598          */
599         if (utime < prev->utime) {
600                 utime = prev->utime;
601                 stime = rtime - utime;
602         }
603
604         prev->stime = stime;
605         prev->utime = utime;
606 out:
607         *ut = prev->utime;
608         *st = prev->stime;
609         raw_spin_unlock_irqrestore(&prev->lock, flags);
610 }
611
612 void task_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
613 {
614         struct task_cputime cputime = {
615                 .sum_exec_runtime = p->se.sum_exec_runtime,
616         };
617
618         task_cputime(p, &cputime.utime, &cputime.stime);
619         cputime_adjust(&cputime, &p->prev_cputime, ut, st);
620 }
621 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_cputime_adjusted);
622
623 void thread_group_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
624 {
625         struct task_cputime cputime;
626
627         thread_group_cputime(p, &cputime);
628         cputime_adjust(&cputime, &p->signal->prev_cputime, ut, st);
629 }
630 #endif /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
631
632 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN
633 static u64 vtime_delta(struct vtime *vtime)
634 {
635         unsigned long long clock;
636
637         clock = sched_clock();
638         if (clock < vtime->starttime)
639                 return 0;
640
641         return clock - vtime->starttime;
642 }
643
644 static u64 get_vtime_delta(struct vtime *vtime)
645 {
646         u64 delta = vtime_delta(vtime);
647         u64 other;
648
649         /*
650          * Unlike tick based timing, vtime based timing never has lost
651          * ticks, and no need for steal time accounting to make up for
652          * lost ticks. Vtime accounts a rounded version of actual
653          * elapsed time. Limit account_other_time to prevent rounding
654          * errors from causing elapsed vtime to go negative.
655          */
656         other = account_other_time(delta);
657         WARN_ON_ONCE(vtime->state == VTIME_INACTIVE);
658         vtime->starttime += delta;
659
660         return delta - other;
661 }
662
663 static void vtime_account_system(struct task_struct *tsk,
664                                  struct vtime *vtime)
665 {
666         vtime->stime += get_vtime_delta(vtime);
667         if (vtime->stime >= TICK_NSEC) {
668                 account_system_time(tsk, irq_count(), vtime->stime);
669                 vtime->stime = 0;
670         }
671 }
672
673 static void vtime_account_guest(struct task_struct *tsk,
674                                 struct vtime *vtime)
675 {
676         vtime->gtime += get_vtime_delta(vtime);
677         if (vtime->gtime >= TICK_NSEC) {
678                 account_guest_time(tsk, vtime->gtime);
679                 vtime->gtime = 0;
680         }
681 }
682
683 static void __vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk,
684                                    struct vtime *vtime)
685 {
686         /* We might have scheduled out from guest path */
687         if (vtime->state == VTIME_GUEST)
688                 vtime_account_guest(tsk, vtime);
689         else
690                 vtime_account_system(tsk, vtime);
691 }
692
693 void vtime_account_kernel(struct task_struct *tsk)
694 {
695         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
696
697         if (!vtime_delta(vtime))
698                 return;
699
700         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
701         __vtime_account_kernel(tsk, vtime);
702         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
703 }
704
705 void vtime_user_enter(struct task_struct *tsk)
706 {
707         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
708
709         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
710         vtime_account_system(tsk, vtime);
711         vtime->state = VTIME_USER;
712         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
713 }
714
715 void vtime_user_exit(struct task_struct *tsk)
716 {
717         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
718
719         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
720         vtime->utime += get_vtime_delta(vtime);
721         if (vtime->utime >= TICK_NSEC) {
722                 account_user_time(tsk, vtime->utime);
723                 vtime->utime = 0;
724         }
725         vtime->state = VTIME_SYS;
726         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
727 }
728
729 void vtime_guest_enter(struct task_struct *tsk)
730 {
731         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
732         /*
733          * The flags must be updated under the lock with
734          * the vtime_starttime flush and update.
735          * That enforces a right ordering and update sequence
736          * synchronization against the reader (task_gtime())
737          * that can thus safely catch up with a tickless delta.
738          */
739         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
740         vtime_account_system(tsk, vtime);
741         tsk->flags |= PF_VCPU;
742         vtime->state = VTIME_GUEST;
743         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
744 }
745 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_enter);
746
747 void vtime_guest_exit(struct task_struct *tsk)
748 {
749         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
750
751         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
752         vtime_account_guest(tsk, vtime);
753         tsk->flags &= ~PF_VCPU;
754         vtime->state = VTIME_SYS;
755         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
756 }
757 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_exit);
758
759 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
760 {
761         account_idle_time(get_vtime_delta(&tsk->vtime));
762 }
763
764 void vtime_task_switch_generic(struct task_struct *prev)
765 {
766         struct vtime *vtime = &prev->vtime;
767
768         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
769         if (vtime->state == VTIME_IDLE)
770                 vtime_account_idle(prev);
771         else
772                 __vtime_account_kernel(prev, vtime);
773         vtime->state = VTIME_INACTIVE;
774         vtime->cpu = -1;
775         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
776
777         vtime = &current->vtime;
778
779         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
780         if (is_idle_task(current))
781                 vtime->state = VTIME_IDLE;
782         else if (current->flags & PF_VCPU)
783                 vtime->state = VTIME_GUEST;
784         else
785                 vtime->state = VTIME_SYS;
786         vtime->starttime = sched_clock();
787         vtime->cpu = smp_processor_id();
788         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
789 }
790
791 void vtime_init_idle(struct task_struct *t, int cpu)
792 {
793         struct vtime *vtime = &t->vtime;
794         unsigned long flags;
795
796         local_irq_save(flags);
797         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
798         vtime->state = VTIME_IDLE;
799         vtime->starttime = sched_clock();
800         vtime->cpu = cpu;
801         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
802         local_irq_restore(flags);
803 }
804
805 u64 task_gtime(struct task_struct *t)
806 {
807         struct vtime *vtime = &t->vtime;
808         unsigned int seq;
809         u64 gtime;
810
811         if (!vtime_accounting_enabled())
812                 return t->gtime;
813
814         do {
815                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
816
817                 gtime = t->gtime;
818                 if (vtime->state == VTIME_GUEST)
819                         gtime += vtime->gtime + vtime_delta(vtime);
820
821         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
822
823         return gtime;
824 }
825
826 /*
827  * Fetch cputime raw values from fields of task_struct and
828  * add up the pending nohz execution time since the last
829  * cputime snapshot.
830  */
831 void task_cputime(struct task_struct *t, u64 *utime, u64 *stime)
832 {
833         struct vtime *vtime = &t->vtime;
834         unsigned int seq;
835         u64 delta;
836
837         if (!vtime_accounting_enabled()) {
838                 *utime = t->utime;
839                 *stime = t->stime;
840                 return;
841         }
842
843         do {
844                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
845
846                 *utime = t->utime;
847                 *stime = t->stime;
848
849                 /* Task is sleeping or idle, nothing to add */
850                 if (vtime->state < VTIME_SYS)
851                         continue;
852
853                 delta = vtime_delta(vtime);
854
855                 /*
856                  * Task runs either in user (including guest) or kernel space,
857                  * add pending nohz time to the right place.
858                  */
859                 if (vtime->state == VTIME_SYS)
860                         *stime += vtime->stime + delta;
861                 else
862                         *utime += vtime->utime + delta;
863         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
864 }
865
866 static int vtime_state_fetch(struct vtime *vtime, int cpu)
867 {
868         int state = READ_ONCE(vtime->state);
869
870         /*
871          * We raced against a context switch, fetch the
872          * kcpustat task again.
873          */
874         if (vtime->cpu != cpu && vtime->cpu != -1)
875                 return -EAGAIN;
876
877         /*
878          * Two possible things here:
879          * 1) We are seeing the scheduling out task (prev) or any past one.
880          * 2) We are seeing the scheduling in task (next) but it hasn't
881          *    passed though vtime_task_switch() yet so the pending
882          *    cputime of the prev task may not be flushed yet.
883          *
884          * Case 1) is ok but 2) is not. So wait for a safe VTIME state.
885          */
886         if (state == VTIME_INACTIVE)
887                 return -EAGAIN;
888
889         return state;
890 }
891
892 static u64 kcpustat_user_vtime(struct vtime *vtime)
893 {
894         if (vtime->state == VTIME_USER)
895                 return vtime->utime + vtime_delta(vtime);
896         else if (vtime->state == VTIME_GUEST)
897                 return vtime->gtime + vtime_delta(vtime);
898         return 0;
899 }
900
901 static int kcpustat_field_vtime(u64 *cpustat,
902                                 struct task_struct *tsk,
903                                 enum cpu_usage_stat usage,
904                                 int cpu, u64 *val)
905 {
906         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
907         unsigned int seq;
908
909         do {
910                 int state;
911
912                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
913
914                 state = vtime_state_fetch(vtime, cpu);
915                 if (state < 0)
916                         return state;
917
918                 *val = cpustat[usage];
919
920                 /*
921                  * Nice VS unnice cputime accounting may be inaccurate if
922                  * the nice value has changed since the last vtime update.
923                  * But proper fix would involve interrupting target on nice
924                  * updates which is a no go on nohz_full (although the scheduler
925                  * may still interrupt the target if rescheduling is needed...)
926                  */
927                 switch (usage) {
928                 case CPUTIME_SYSTEM:
929                         if (state == VTIME_SYS)
930                                 *val += vtime->stime + vtime_delta(vtime);
931                         break;
932                 case CPUTIME_USER:
933                         if (task_nice(tsk) <= 0)
934                                 *val += kcpustat_user_vtime(vtime);
935                         break;
936                 case CPUTIME_NICE:
937                         if (task_nice(tsk) > 0)
938                                 *val += kcpustat_user_vtime(vtime);
939                         break;
940                 case CPUTIME_GUEST:
941                         if (state == VTIME_GUEST && task_nice(tsk) <= 0)
942                                 *val += vtime->gtime + vtime_delta(vtime);
943                         break;
944                 case CPUTIME_GUEST_NICE:
945                         if (state == VTIME_GUEST && task_nice(tsk) > 0)
946                                 *val += vtime->gtime + vtime_delta(vtime);
947                         break;
948                 default:
949                         break;
950                 }
951         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
952
953         return 0;
954 }
955
956 u64 kcpustat_field(struct kernel_cpustat *kcpustat,
957                    enum cpu_usage_stat usage, int cpu)
958 {
959         u64 *cpustat = kcpustat->cpustat;
960         u64 val = cpustat[usage];
961         struct rq *rq;
962         int err;
963
964         if (!vtime_accounting_enabled_cpu(cpu))
965                 return val;
966
967         rq = cpu_rq(cpu);
968
969         for (;;) {
970                 struct task_struct *curr;
971
972                 rcu_read_lock();
973                 curr = rcu_dereference(rq->curr);
974                 if (WARN_ON_ONCE(!curr)) {
975                         rcu_read_unlock();
976                         return cpustat[usage];
977                 }
978
979                 err = kcpustat_field_vtime(cpustat, curr, usage, cpu, &val);
980                 rcu_read_unlock();
981
982                 if (!err)
983                         return val;
984
985                 cpu_relax();
986         }
987 }
988 EXPORT_SYMBOL_GPL(kcpustat_field);
989
990 static int kcpustat_cpu_fetch_vtime(struct kernel_cpustat *dst,
991                                     const struct kernel_cpustat *src,
992                                     struct task_struct *tsk, int cpu)
993 {
994         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
995         unsigned int seq;
996
997         do {
998                 u64 *cpustat;
999                 u64 delta;
1000                 int state;
1001
1002                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
1003
1004                 state = vtime_state_fetch(vtime, cpu);
1005                 if (state < 0)
1006                         return state;
1007
1008                 *dst = *src;
1009                 cpustat = dst->cpustat;
1010
1011                 /* Task is sleeping, dead or idle, nothing to add */
1012                 if (state < VTIME_SYS)
1013                         continue;
1014
1015                 delta = vtime_delta(vtime);
1016
1017                 /*
1018                  * Task runs either in user (including guest) or kernel space,
1019                  * add pending nohz time to the right place.
1020                  */
1021                 if (state == VTIME_SYS) {
1022                         cpustat[CPUTIME_SYSTEM] += vtime->stime + delta;
1023                 } else if (state == VTIME_USER) {
1024                         if (task_nice(tsk) > 0)
1025                                 cpustat[CPUTIME_NICE] += vtime->utime + delta;
1026                         else
1027                                 cpustat[CPUTIME_USER] += vtime->utime + delta;
1028                 } else {
1029                         WARN_ON_ONCE(state != VTIME_GUEST);
1030                         if (task_nice(tsk) > 0) {
1031                                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += vtime->gtime + delta;
1032                                 cpustat[CPUTIME_NICE] += vtime->gtime + delta;
1033                         } else {
1034                                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += vtime->gtime + delta;
1035                                 cpustat[CPUTIME_USER] += vtime->gtime + delta;
1036                         }
1037                 }
1038         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
1039
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 void kcpustat_cpu_fetch(struct kernel_cpustat *dst, int cpu)
1044 {
1045         const struct kernel_cpustat *src = &kcpustat_cpu(cpu);
1046         struct rq *rq;
1047         int err;
1048
1049         if (!vtime_accounting_enabled_cpu(cpu)) {
1050                 *dst = *src;
1051                 return;
1052         }
1053
1054         rq = cpu_rq(cpu);
1055
1056         for (;;) {
1057                 struct task_struct *curr;
1058
1059                 rcu_read_lock();
1060                 curr = rcu_dereference(rq->curr);
1061                 if (WARN_ON_ONCE(!curr)) {
1062                         rcu_read_unlock();
1063                         *dst = *src;
1064                         return;
1065                 }
1066
1067                 err = kcpustat_cpu_fetch_vtime(dst, src, curr, cpu);
1068                 rcu_read_unlock();
1069
1070                 if (!err)
1071                         return;
1072
1073                 cpu_relax();
1074         }
1075 }
1076 EXPORT_SYMBOL_GPL(kcpustat_cpu_fetch);
1077
1078 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN */