Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / time / posix-cpu-timers.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Implement CPU time clocks for the POSIX clock interface.
4  */
5
6 #include <linux/sched/signal.h>
7 #include <linux/sched/cputime.h>
8 #include <linux/posix-timers.h>
9 #include <linux/errno.h>
10 #include <linux/math64.h>
11 #include <linux/uaccess.h>
12 #include <linux/kernel_stat.h>
13 #include <trace/events/timer.h>
14 #include <linux/tick.h>
15 #include <linux/workqueue.h>
16 #include <linux/compat.h>
17 #include <linux/sched/deadline.h>
18 #include <linux/task_work.h>
19
20 #include "posix-timers.h"
21
22 static void posix_cpu_timer_rearm(struct k_itimer *timer);
23
24 void posix_cputimers_group_init(struct posix_cputimers *pct, u64 cpu_limit)
25 {
26         posix_cputimers_init(pct);
27         if (cpu_limit != RLIM_INFINITY) {
28                 pct->bases[CPUCLOCK_PROF].nextevt = cpu_limit * NSEC_PER_SEC;
29                 pct->timers_active = true;
30         }
31 }
32
33 /*
34  * Called after updating RLIMIT_CPU to run cpu timer and update
35  * tsk->signal->posix_cputimers.bases[clock].nextevt expiration cache if
36  * necessary. Needs siglock protection since other code may update the
37  * expiration cache as well.
38  *
39  * Returns 0 on success, -ESRCH on failure.  Can fail if the task is exiting and
40  * we cannot lock_task_sighand.  Cannot fail if task is current.
41  */
42 int update_rlimit_cpu(struct task_struct *task, unsigned long rlim_new)
43 {
44         u64 nsecs = rlim_new * NSEC_PER_SEC;
45         unsigned long irq_fl;
46
47         if (!lock_task_sighand(task, &irq_fl))
48                 return -ESRCH;
49         set_process_cpu_timer(task, CPUCLOCK_PROF, &nsecs, NULL);
50         unlock_task_sighand(task, &irq_fl);
51         return 0;
52 }
53
54 /*
55  * Functions for validating access to tasks.
56  */
57 static struct pid *pid_for_clock(const clockid_t clock, bool gettime)
58 {
59         const bool thread = !!CPUCLOCK_PERTHREAD(clock);
60         const pid_t upid = CPUCLOCK_PID(clock);
61         struct pid *pid;
62
63         if (CPUCLOCK_WHICH(clock) >= CPUCLOCK_MAX)
64                 return NULL;
65
66         /*
67          * If the encoded PID is 0, then the timer is targeted at current
68          * or the process to which current belongs.
69          */
70         if (upid == 0)
71                 return thread ? task_pid(current) : task_tgid(current);
72
73         pid = find_vpid(upid);
74         if (!pid)
75                 return NULL;
76
77         if (thread) {
78                 struct task_struct *tsk = pid_task(pid, PIDTYPE_PID);
79                 return (tsk && same_thread_group(tsk, current)) ? pid : NULL;
80         }
81
82         /*
83          * For clock_gettime(PROCESS) allow finding the process by
84          * with the pid of the current task.  The code needs the tgid
85          * of the process so that pid_task(pid, PIDTYPE_TGID) can be
86          * used to find the process.
87          */
88         if (gettime && (pid == task_pid(current)))
89                 return task_tgid(current);
90
91         /*
92          * For processes require that pid identifies a process.
93          */
94         return pid_has_task(pid, PIDTYPE_TGID) ? pid : NULL;
95 }
96
97 static inline int validate_clock_permissions(const clockid_t clock)
98 {
99         int ret;
100
101         rcu_read_lock();
102         ret = pid_for_clock(clock, false) ? 0 : -EINVAL;
103         rcu_read_unlock();
104
105         return ret;
106 }
107
108 static inline enum pid_type clock_pid_type(const clockid_t clock)
109 {
110         return CPUCLOCK_PERTHREAD(clock) ? PIDTYPE_PID : PIDTYPE_TGID;
111 }
112
113 static inline struct task_struct *cpu_timer_task_rcu(struct k_itimer *timer)
114 {
115         return pid_task(timer->it.cpu.pid, clock_pid_type(timer->it_clock));
116 }
117
118 /*
119  * Update expiry time from increment, and increase overrun count,
120  * given the current clock sample.
121  */
122 static u64 bump_cpu_timer(struct k_itimer *timer, u64 now)
123 {
124         u64 delta, incr, expires = timer->it.cpu.node.expires;
125         int i;
126
127         if (!timer->it_interval)
128                 return expires;
129
130         if (now < expires)
131                 return expires;
132
133         incr = timer->it_interval;
134         delta = now + incr - expires;
135
136         /* Don't use (incr*2 < delta), incr*2 might overflow. */
137         for (i = 0; incr < delta - incr; i++)
138                 incr = incr << 1;
139
140         for (; i >= 0; incr >>= 1, i--) {
141                 if (delta < incr)
142                         continue;
143
144                 timer->it.cpu.node.expires += incr;
145                 timer->it_overrun += 1LL << i;
146                 delta -= incr;
147         }
148         return timer->it.cpu.node.expires;
149 }
150
151 /* Check whether all cache entries contain U64_MAX, i.e. eternal expiry time */
152 static inline bool expiry_cache_is_inactive(const struct posix_cputimers *pct)
153 {
154         return !(~pct->bases[CPUCLOCK_PROF].nextevt |
155                  ~pct->bases[CPUCLOCK_VIRT].nextevt |
156                  ~pct->bases[CPUCLOCK_SCHED].nextevt);
157 }
158
159 static int
160 posix_cpu_clock_getres(const clockid_t which_clock, struct timespec64 *tp)
161 {
162         int error = validate_clock_permissions(which_clock);
163
164         if (!error) {
165                 tp->tv_sec = 0;
166                 tp->tv_nsec = ((NSEC_PER_SEC + HZ - 1) / HZ);
167                 if (CPUCLOCK_WHICH(which_clock) == CPUCLOCK_SCHED) {
168                         /*
169                          * If sched_clock is using a cycle counter, we
170                          * don't have any idea of its true resolution
171                          * exported, but it is much more than 1s/HZ.
172                          */
173                         tp->tv_nsec = 1;
174                 }
175         }
176         return error;
177 }
178
179 static int
180 posix_cpu_clock_set(const clockid_t clock, const struct timespec64 *tp)
181 {
182         int error = validate_clock_permissions(clock);
183
184         /*
185          * You can never reset a CPU clock, but we check for other errors
186          * in the call before failing with EPERM.
187          */
188         return error ? : -EPERM;
189 }
190
191 /*
192  * Sample a per-thread clock for the given task. clkid is validated.
193  */
194 static u64 cpu_clock_sample(const clockid_t clkid, struct task_struct *p)
195 {
196         u64 utime, stime;
197
198         if (clkid == CPUCLOCK_SCHED)
199                 return task_sched_runtime(p);
200
201         task_cputime(p, &utime, &stime);
202
203         switch (clkid) {
204         case CPUCLOCK_PROF:
205                 return utime + stime;
206         case CPUCLOCK_VIRT:
207                 return utime;
208         default:
209                 WARN_ON_ONCE(1);
210         }
211         return 0;
212 }
213
214 static inline void store_samples(u64 *samples, u64 stime, u64 utime, u64 rtime)
215 {
216         samples[CPUCLOCK_PROF] = stime + utime;
217         samples[CPUCLOCK_VIRT] = utime;
218         samples[CPUCLOCK_SCHED] = rtime;
219 }
220
221 static void task_sample_cputime(struct task_struct *p, u64 *samples)
222 {
223         u64 stime, utime;
224
225         task_cputime(p, &utime, &stime);
226         store_samples(samples, stime, utime, p->se.sum_exec_runtime);
227 }
228
229 static void proc_sample_cputime_atomic(struct task_cputime_atomic *at,
230                                        u64 *samples)
231 {
232         u64 stime, utime, rtime;
233
234         utime = atomic64_read(&at->utime);
235         stime = atomic64_read(&at->stime);
236         rtime = atomic64_read(&at->sum_exec_runtime);
237         store_samples(samples, stime, utime, rtime);
238 }
239
240 /*
241  * Set cputime to sum_cputime if sum_cputime > cputime. Use cmpxchg
242  * to avoid race conditions with concurrent updates to cputime.
243  */
244 static inline void __update_gt_cputime(atomic64_t *cputime, u64 sum_cputime)
245 {
246         u64 curr_cputime = atomic64_read(cputime);
247
248         do {
249                 if (sum_cputime <= curr_cputime)
250                         return;
251         } while (!atomic64_try_cmpxchg(cputime, &curr_cputime, sum_cputime));
252 }
253
254 static void update_gt_cputime(struct task_cputime_atomic *cputime_atomic,
255                               struct task_cputime *sum)
256 {
257         __update_gt_cputime(&cputime_atomic->utime, sum->utime);
258         __update_gt_cputime(&cputime_atomic->stime, sum->stime);
259         __update_gt_cputime(&cputime_atomic->sum_exec_runtime, sum->sum_exec_runtime);
260 }
261
262 /**
263  * thread_group_sample_cputime - Sample cputime for a given task
264  * @tsk:        Task for which cputime needs to be started
265  * @samples:    Storage for time samples
266  *
267  * Called from sys_getitimer() to calculate the expiry time of an active
268  * timer. That means group cputime accounting is already active. Called
269  * with task sighand lock held.
270  *
271  * Updates @times with an uptodate sample of the thread group cputimes.
272  */
273 void thread_group_sample_cputime(struct task_struct *tsk, u64 *samples)
274 {
275         struct thread_group_cputimer *cputimer = &tsk->signal->cputimer;
276         struct posix_cputimers *pct = &tsk->signal->posix_cputimers;
277
278         WARN_ON_ONCE(!pct->timers_active);
279
280         proc_sample_cputime_atomic(&cputimer->cputime_atomic, samples);
281 }
282
283 /**
284  * thread_group_start_cputime - Start cputime and return a sample
285  * @tsk:        Task for which cputime needs to be started
286  * @samples:    Storage for time samples
287  *
288  * The thread group cputime accounting is avoided when there are no posix
289  * CPU timers armed. Before starting a timer it's required to check whether
290  * the time accounting is active. If not, a full update of the atomic
291  * accounting store needs to be done and the accounting enabled.
292  *
293  * Updates @times with an uptodate sample of the thread group cputimes.
294  */
295 static void thread_group_start_cputime(struct task_struct *tsk, u64 *samples)
296 {
297         struct thread_group_cputimer *cputimer = &tsk->signal->cputimer;
298         struct posix_cputimers *pct = &tsk->signal->posix_cputimers;
299
300         lockdep_assert_task_sighand_held(tsk);
301
302         /* Check if cputimer isn't running. This is accessed without locking. */
303         if (!READ_ONCE(pct->timers_active)) {
304                 struct task_cputime sum;
305
306                 /*
307                  * The POSIX timer interface allows for absolute time expiry
308                  * values through the TIMER_ABSTIME flag, therefore we have
309                  * to synchronize the timer to the clock every time we start it.
310                  */
311                 thread_group_cputime(tsk, &sum);
312                 update_gt_cputime(&cputimer->cputime_atomic, &sum);
313
314                 /*
315                  * We're setting timers_active without a lock. Ensure this
316                  * only gets written to in one operation. We set it after
317                  * update_gt_cputime() as a small optimization, but
318                  * barriers are not required because update_gt_cputime()
319                  * can handle concurrent updates.
320                  */
321                 WRITE_ONCE(pct->timers_active, true);
322         }
323         proc_sample_cputime_atomic(&cputimer->cputime_atomic, samples);
324 }
325
326 static void __thread_group_cputime(struct task_struct *tsk, u64 *samples)
327 {
328         struct task_cputime ct;
329
330         thread_group_cputime(tsk, &ct);
331         store_samples(samples, ct.stime, ct.utime, ct.sum_exec_runtime);
332 }
333
334 /*
335  * Sample a process (thread group) clock for the given task clkid. If the
336  * group's cputime accounting is already enabled, read the atomic
337  * store. Otherwise a full update is required.  clkid is already validated.
338  */
339 static u64 cpu_clock_sample_group(const clockid_t clkid, struct task_struct *p,
340                                   bool start)
341 {
342         struct thread_group_cputimer *cputimer = &p->signal->cputimer;
343         struct posix_cputimers *pct = &p->signal->posix_cputimers;
344         u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
345
346         if (!READ_ONCE(pct->timers_active)) {
347                 if (start)
348                         thread_group_start_cputime(p, samples);
349                 else
350                         __thread_group_cputime(p, samples);
351         } else {
352                 proc_sample_cputime_atomic(&cputimer->cputime_atomic, samples);
353         }
354
355         return samples[clkid];
356 }
357
358 static int posix_cpu_clock_get(const clockid_t clock, struct timespec64 *tp)
359 {
360         const clockid_t clkid = CPUCLOCK_WHICH(clock);
361         struct task_struct *tsk;
362         u64 t;
363
364         rcu_read_lock();
365         tsk = pid_task(pid_for_clock(clock, true), clock_pid_type(clock));
366         if (!tsk) {
367                 rcu_read_unlock();
368                 return -EINVAL;
369         }
370
371         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(clock))
372                 t = cpu_clock_sample(clkid, tsk);
373         else
374                 t = cpu_clock_sample_group(clkid, tsk, false);
375         rcu_read_unlock();
376
377         *tp = ns_to_timespec64(t);
378         return 0;
379 }
380
381 /*
382  * Validate the clockid_t for a new CPU-clock timer, and initialize the timer.
383  * This is called from sys_timer_create() and do_cpu_nanosleep() with the
384  * new timer already all-zeros initialized.
385  */
386 static int posix_cpu_timer_create(struct k_itimer *new_timer)
387 {
388         static struct lock_class_key posix_cpu_timers_key;
389         struct pid *pid;
390
391         rcu_read_lock();
392         pid = pid_for_clock(new_timer->it_clock, false);
393         if (!pid) {
394                 rcu_read_unlock();
395                 return -EINVAL;
396         }
397
398         /*
399          * If posix timer expiry is handled in task work context then
400          * timer::it_lock can be taken without disabling interrupts as all
401          * other locking happens in task context. This requires a separate
402          * lock class key otherwise regular posix timer expiry would record
403          * the lock class being taken in interrupt context and generate a
404          * false positive warning.
405          */
406         if (IS_ENABLED(CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK))
407                 lockdep_set_class(&new_timer->it_lock, &posix_cpu_timers_key);
408
409         new_timer->kclock = &clock_posix_cpu;
410         timerqueue_init(&new_timer->it.cpu.node);
411         new_timer->it.cpu.pid = get_pid(pid);
412         rcu_read_unlock();
413         return 0;
414 }
415
416 static struct posix_cputimer_base *timer_base(struct k_itimer *timer,
417                                               struct task_struct *tsk)
418 {
419         int clkidx = CPUCLOCK_WHICH(timer->it_clock);
420
421         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(timer->it_clock))
422                 return tsk->posix_cputimers.bases + clkidx;
423         else
424                 return tsk->signal->posix_cputimers.bases + clkidx;
425 }
426
427 /*
428  * Force recalculating the base earliest expiration on the next tick.
429  * This will also re-evaluate the need to keep around the process wide
430  * cputime counter and tick dependency and eventually shut these down
431  * if necessary.
432  */
433 static void trigger_base_recalc_expires(struct k_itimer *timer,
434                                         struct task_struct *tsk)
435 {
436         struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, tsk);
437
438         base->nextevt = 0;
439 }
440
441 /*
442  * Dequeue the timer and reset the base if it was its earliest expiration.
443  * It makes sure the next tick recalculates the base next expiration so we
444  * don't keep the costly process wide cputime counter around for a random
445  * amount of time, along with the tick dependency.
446  *
447  * If another timer gets queued between this and the next tick, its
448  * expiration will update the base next event if necessary on the next
449  * tick.
450  */
451 static void disarm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p)
452 {
453         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
454         struct posix_cputimer_base *base;
455
456         if (!cpu_timer_dequeue(ctmr))
457                 return;
458
459         base = timer_base(timer, p);
460         if (cpu_timer_getexpires(ctmr) == base->nextevt)
461                 trigger_base_recalc_expires(timer, p);
462 }
463
464
465 /*
466  * Clean up a CPU-clock timer that is about to be destroyed.
467  * This is called from timer deletion with the timer already locked.
468  * If we return TIMER_RETRY, it's necessary to release the timer's lock
469  * and try again.  (This happens when the timer is in the middle of firing.)
470  */
471 static int posix_cpu_timer_del(struct k_itimer *timer)
472 {
473         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
474         struct sighand_struct *sighand;
475         struct task_struct *p;
476         unsigned long flags;
477         int ret = 0;
478
479         rcu_read_lock();
480         p = cpu_timer_task_rcu(timer);
481         if (!p)
482                 goto out;
483
484         /*
485          * Protect against sighand release/switch in exit/exec and process/
486          * thread timer list entry concurrent read/writes.
487          */
488         sighand = lock_task_sighand(p, &flags);
489         if (unlikely(sighand == NULL)) {
490                 /*
491                  * This raced with the reaping of the task. The exit cleanup
492                  * should have removed this timer from the timer queue.
493                  */
494                 WARN_ON_ONCE(ctmr->head || timerqueue_node_queued(&ctmr->node));
495         } else {
496                 if (timer->it.cpu.firing)
497                         ret = TIMER_RETRY;
498                 else
499                         disarm_timer(timer, p);
500
501                 unlock_task_sighand(p, &flags);
502         }
503
504 out:
505         rcu_read_unlock();
506         if (!ret)
507                 put_pid(ctmr->pid);
508
509         return ret;
510 }
511
512 static void cleanup_timerqueue(struct timerqueue_head *head)
513 {
514         struct timerqueue_node *node;
515         struct cpu_timer *ctmr;
516
517         while ((node = timerqueue_getnext(head))) {
518                 timerqueue_del(head, node);
519                 ctmr = container_of(node, struct cpu_timer, node);
520                 ctmr->head = NULL;
521         }
522 }
523
524 /*
525  * Clean out CPU timers which are still armed when a thread exits. The
526  * timers are only removed from the list. No other updates are done. The
527  * corresponding posix timers are still accessible, but cannot be rearmed.
528  *
529  * This must be called with the siglock held.
530  */
531 static void cleanup_timers(struct posix_cputimers *pct)
532 {
533         cleanup_timerqueue(&pct->bases[CPUCLOCK_PROF].tqhead);
534         cleanup_timerqueue(&pct->bases[CPUCLOCK_VIRT].tqhead);
535         cleanup_timerqueue(&pct->bases[CPUCLOCK_SCHED].tqhead);
536 }
537
538 /*
539  * These are both called with the siglock held, when the current thread
540  * is being reaped.  When the final (leader) thread in the group is reaped,
541  * posix_cpu_timers_exit_group will be called after posix_cpu_timers_exit.
542  */
543 void posix_cpu_timers_exit(struct task_struct *tsk)
544 {
545         cleanup_timers(&tsk->posix_cputimers);
546 }
547 void posix_cpu_timers_exit_group(struct task_struct *tsk)
548 {
549         cleanup_timers(&tsk->signal->posix_cputimers);
550 }
551
552 /*
553  * Insert the timer on the appropriate list before any timers that
554  * expire later.  This must be called with the sighand lock held.
555  */
556 static void arm_timer(struct k_itimer *timer, struct task_struct *p)
557 {
558         struct posix_cputimer_base *base = timer_base(timer, p);
559         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
560         u64 newexp = cpu_timer_getexpires(ctmr);
561
562         if (!cpu_timer_enqueue(&base->tqhead, ctmr))
563                 return;
564
565         /*
566          * We are the new earliest-expiring POSIX 1.b timer, hence
567          * need to update expiration cache. Take into account that
568          * for process timers we share expiration cache with itimers
569          * and RLIMIT_CPU and for thread timers with RLIMIT_RTTIME.
570          */
571         if (newexp < base->nextevt)
572                 base->nextevt = newexp;
573
574         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(timer->it_clock))
575                 tick_dep_set_task(p, TICK_DEP_BIT_POSIX_TIMER);
576         else
577                 tick_dep_set_signal(p, TICK_DEP_BIT_POSIX_TIMER);
578 }
579
580 /*
581  * The timer is locked, fire it and arrange for its reload.
582  */
583 static void cpu_timer_fire(struct k_itimer *timer)
584 {
585         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
586
587         if ((timer->it_sigev_notify & ~SIGEV_THREAD_ID) == SIGEV_NONE) {
588                 /*
589                  * User don't want any signal.
590                  */
591                 cpu_timer_setexpires(ctmr, 0);
592         } else if (unlikely(timer->sigq == NULL)) {
593                 /*
594                  * This a special case for clock_nanosleep,
595                  * not a normal timer from sys_timer_create.
596                  */
597                 wake_up_process(timer->it_process);
598                 cpu_timer_setexpires(ctmr, 0);
599         } else if (!timer->it_interval) {
600                 /*
601                  * One-shot timer.  Clear it as soon as it's fired.
602                  */
603                 posix_timer_event(timer, 0);
604                 cpu_timer_setexpires(ctmr, 0);
605         } else if (posix_timer_event(timer, ++timer->it_requeue_pending)) {
606                 /*
607                  * The signal did not get queued because the signal
608                  * was ignored, so we won't get any callback to
609                  * reload the timer.  But we need to keep it
610                  * ticking in case the signal is deliverable next time.
611                  */
612                 posix_cpu_timer_rearm(timer);
613                 ++timer->it_requeue_pending;
614         }
615 }
616
617 /*
618  * Guts of sys_timer_settime for CPU timers.
619  * This is called with the timer locked and interrupts disabled.
620  * If we return TIMER_RETRY, it's necessary to release the timer's lock
621  * and try again.  (This happens when the timer is in the middle of firing.)
622  */
623 static int posix_cpu_timer_set(struct k_itimer *timer, int timer_flags,
624                                struct itimerspec64 *new, struct itimerspec64 *old)
625 {
626         clockid_t clkid = CPUCLOCK_WHICH(timer->it_clock);
627         u64 old_expires, new_expires, old_incr, val;
628         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
629         struct sighand_struct *sighand;
630         struct task_struct *p;
631         unsigned long flags;
632         int ret = 0;
633
634         rcu_read_lock();
635         p = cpu_timer_task_rcu(timer);
636         if (!p) {
637                 /*
638                  * If p has just been reaped, we can no
639                  * longer get any information about it at all.
640                  */
641                 rcu_read_unlock();
642                 return -ESRCH;
643         }
644
645         /*
646          * Use the to_ktime conversion because that clamps the maximum
647          * value to KTIME_MAX and avoid multiplication overflows.
648          */
649         new_expires = ktime_to_ns(timespec64_to_ktime(new->it_value));
650
651         /*
652          * Protect against sighand release/switch in exit/exec and p->cpu_timers
653          * and p->signal->cpu_timers read/write in arm_timer()
654          */
655         sighand = lock_task_sighand(p, &flags);
656         /*
657          * If p has just been reaped, we can no
658          * longer get any information about it at all.
659          */
660         if (unlikely(sighand == NULL)) {
661                 rcu_read_unlock();
662                 return -ESRCH;
663         }
664
665         /*
666          * Disarm any old timer after extracting its expiry time.
667          */
668         old_incr = timer->it_interval;
669         old_expires = cpu_timer_getexpires(ctmr);
670
671         if (unlikely(timer->it.cpu.firing)) {
672                 timer->it.cpu.firing = -1;
673                 ret = TIMER_RETRY;
674         } else {
675                 cpu_timer_dequeue(ctmr);
676         }
677
678         /*
679          * We need to sample the current value to convert the new
680          * value from to relative and absolute, and to convert the
681          * old value from absolute to relative.  To set a process
682          * timer, we need a sample to balance the thread expiry
683          * times (in arm_timer).  With an absolute time, we must
684          * check if it's already passed.  In short, we need a sample.
685          */
686         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(timer->it_clock))
687                 val = cpu_clock_sample(clkid, p);
688         else
689                 val = cpu_clock_sample_group(clkid, p, true);
690
691         if (old) {
692                 if (old_expires == 0) {
693                         old->it_value.tv_sec = 0;
694                         old->it_value.tv_nsec = 0;
695                 } else {
696                         /*
697                          * Update the timer in case it has overrun already.
698                          * If it has, we'll report it as having overrun and
699                          * with the next reloaded timer already ticking,
700                          * though we are swallowing that pending
701                          * notification here to install the new setting.
702                          */
703                         u64 exp = bump_cpu_timer(timer, val);
704
705                         if (val < exp) {
706                                 old_expires = exp - val;
707                                 old->it_value = ns_to_timespec64(old_expires);
708                         } else {
709                                 old->it_value.tv_nsec = 1;
710                                 old->it_value.tv_sec = 0;
711                         }
712                 }
713         }
714
715         if (unlikely(ret)) {
716                 /*
717                  * We are colliding with the timer actually firing.
718                  * Punt after filling in the timer's old value, and
719                  * disable this firing since we are already reporting
720                  * it as an overrun (thanks to bump_cpu_timer above).
721                  */
722                 unlock_task_sighand(p, &flags);
723                 goto out;
724         }
725
726         if (new_expires != 0 && !(timer_flags & TIMER_ABSTIME)) {
727                 new_expires += val;
728         }
729
730         /*
731          * Install the new expiry time (or zero).
732          * For a timer with no notification action, we don't actually
733          * arm the timer (we'll just fake it for timer_gettime).
734          */
735         cpu_timer_setexpires(ctmr, new_expires);
736         if (new_expires != 0 && val < new_expires) {
737                 arm_timer(timer, p);
738         }
739
740         unlock_task_sighand(p, &flags);
741         /*
742          * Install the new reload setting, and
743          * set up the signal and overrun bookkeeping.
744          */
745         timer->it_interval = timespec64_to_ktime(new->it_interval);
746
747         /*
748          * This acts as a modification timestamp for the timer,
749          * so any automatic reload attempt will punt on seeing
750          * that we have reset the timer manually.
751          */
752         timer->it_requeue_pending = (timer->it_requeue_pending + 2) &
753                 ~REQUEUE_PENDING;
754         timer->it_overrun_last = 0;
755         timer->it_overrun = -1;
756
757         if (val >= new_expires) {
758                 if (new_expires != 0) {
759                         /*
760                          * The designated time already passed, so we notify
761                          * immediately, even if the thread never runs to
762                          * accumulate more time on this clock.
763                          */
764                         cpu_timer_fire(timer);
765                 }
766
767                 /*
768                  * Make sure we don't keep around the process wide cputime
769                  * counter or the tick dependency if they are not necessary.
770                  */
771                 sighand = lock_task_sighand(p, &flags);
772                 if (!sighand)
773                         goto out;
774
775                 if (!cpu_timer_queued(ctmr))
776                         trigger_base_recalc_expires(timer, p);
777
778                 unlock_task_sighand(p, &flags);
779         }
780  out:
781         rcu_read_unlock();
782         if (old)
783                 old->it_interval = ns_to_timespec64(old_incr);
784
785         return ret;
786 }
787
788 static void posix_cpu_timer_get(struct k_itimer *timer, struct itimerspec64 *itp)
789 {
790         clockid_t clkid = CPUCLOCK_WHICH(timer->it_clock);
791         struct cpu_timer *ctmr = &timer->it.cpu;
792         u64 now, expires = cpu_timer_getexpires(ctmr);
793         struct task_struct *p;
794
795         rcu_read_lock();
796         p = cpu_timer_task_rcu(timer);
797         if (!p)
798                 goto out;
799
800         /*
801          * Easy part: convert the reload time.
802          */
803         itp->it_interval = ktime_to_timespec64(timer->it_interval);
804
805         if (!expires)
806                 goto out;
807
808         /*
809          * Sample the clock to take the difference with the expiry time.
810          */
811         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(timer->it_clock))
812                 now = cpu_clock_sample(clkid, p);
813         else
814                 now = cpu_clock_sample_group(clkid, p, false);
815
816         if (now < expires) {
817                 itp->it_value = ns_to_timespec64(expires - now);
818         } else {
819                 /*
820                  * The timer should have expired already, but the firing
821                  * hasn't taken place yet.  Say it's just about to expire.
822                  */
823                 itp->it_value.tv_nsec = 1;
824                 itp->it_value.tv_sec = 0;
825         }
826 out:
827         rcu_read_unlock();
828 }
829
830 #define MAX_COLLECTED   20
831
832 static u64 collect_timerqueue(struct timerqueue_head *head,
833                               struct list_head *firing, u64 now)
834 {
835         struct timerqueue_node *next;
836         int i = 0;
837
838         while ((next = timerqueue_getnext(head))) {
839                 struct cpu_timer *ctmr;
840                 u64 expires;
841
842                 ctmr = container_of(next, struct cpu_timer, node);
843                 expires = cpu_timer_getexpires(ctmr);
844                 /* Limit the number of timers to expire at once */
845                 if (++i == MAX_COLLECTED || now < expires)
846                         return expires;
847
848                 ctmr->firing = 1;
849                 /* See posix_cpu_timer_wait_running() */
850                 rcu_assign_pointer(ctmr->handling, current);
851                 cpu_timer_dequeue(ctmr);
852                 list_add_tail(&ctmr->elist, firing);
853         }
854
855         return U64_MAX;
856 }
857
858 static void collect_posix_cputimers(struct posix_cputimers *pct, u64 *samples,
859                                     struct list_head *firing)
860 {
861         struct posix_cputimer_base *base = pct->bases;
862         int i;
863
864         for (i = 0; i < CPUCLOCK_MAX; i++, base++) {
865                 base->nextevt = collect_timerqueue(&base->tqhead, firing,
866                                                     samples[i]);
867         }
868 }
869
870 static inline void check_dl_overrun(struct task_struct *tsk)
871 {
872         if (tsk->dl.dl_overrun) {
873                 tsk->dl.dl_overrun = 0;
874                 send_signal_locked(SIGXCPU, SEND_SIG_PRIV, tsk, PIDTYPE_TGID);
875         }
876 }
877
878 static bool check_rlimit(u64 time, u64 limit, int signo, bool rt, bool hard)
879 {
880         if (time < limit)
881                 return false;
882
883         if (print_fatal_signals) {
884                 pr_info("%s Watchdog Timeout (%s): %s[%d]\n",
885                         rt ? "RT" : "CPU", hard ? "hard" : "soft",
886                         current->comm, task_pid_nr(current));
887         }
888         send_signal_locked(signo, SEND_SIG_PRIV, current, PIDTYPE_TGID);
889         return true;
890 }
891
892 /*
893  * Check for any per-thread CPU timers that have fired and move them off
894  * the tsk->cpu_timers[N] list onto the firing list.  Here we update the
895  * tsk->it_*_expires values to reflect the remaining thread CPU timers.
896  */
897 static void check_thread_timers(struct task_struct *tsk,
898                                 struct list_head *firing)
899 {
900         struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers;
901         u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
902         unsigned long soft;
903
904         if (dl_task(tsk))
905                 check_dl_overrun(tsk);
906
907         if (expiry_cache_is_inactive(pct))
908                 return;
909
910         task_sample_cputime(tsk, samples);
911         collect_posix_cputimers(pct, samples, firing);
912
913         /*
914          * Check for the special case thread timers.
915          */
916         soft = task_rlimit(tsk, RLIMIT_RTTIME);
917         if (soft != RLIM_INFINITY) {
918                 /* Task RT timeout is accounted in jiffies. RTTIME is usec */
919                 unsigned long rttime = tsk->rt.timeout * (USEC_PER_SEC / HZ);
920                 unsigned long hard = task_rlimit_max(tsk, RLIMIT_RTTIME);
921
922                 /* At the hard limit, send SIGKILL. No further action. */
923                 if (hard != RLIM_INFINITY &&
924                     check_rlimit(rttime, hard, SIGKILL, true, true))
925                         return;
926
927                 /* At the soft limit, send a SIGXCPU every second */
928                 if (check_rlimit(rttime, soft, SIGXCPU, true, false)) {
929                         soft += USEC_PER_SEC;
930                         tsk->signal->rlim[RLIMIT_RTTIME].rlim_cur = soft;
931                 }
932         }
933
934         if (expiry_cache_is_inactive(pct))
935                 tick_dep_clear_task(tsk, TICK_DEP_BIT_POSIX_TIMER);
936 }
937
938 static inline void stop_process_timers(struct signal_struct *sig)
939 {
940         struct posix_cputimers *pct = &sig->posix_cputimers;
941
942         /* Turn off the active flag. This is done without locking. */
943         WRITE_ONCE(pct->timers_active, false);
944         tick_dep_clear_signal(sig, TICK_DEP_BIT_POSIX_TIMER);
945 }
946
947 static void check_cpu_itimer(struct task_struct *tsk, struct cpu_itimer *it,
948                              u64 *expires, u64 cur_time, int signo)
949 {
950         if (!it->expires)
951                 return;
952
953         if (cur_time >= it->expires) {
954                 if (it->incr)
955                         it->expires += it->incr;
956                 else
957                         it->expires = 0;
958
959                 trace_itimer_expire(signo == SIGPROF ?
960                                     ITIMER_PROF : ITIMER_VIRTUAL,
961                                     task_tgid(tsk), cur_time);
962                 send_signal_locked(signo, SEND_SIG_PRIV, tsk, PIDTYPE_TGID);
963         }
964
965         if (it->expires && it->expires < *expires)
966                 *expires = it->expires;
967 }
968
969 /*
970  * Check for any per-thread CPU timers that have fired and move them
971  * off the tsk->*_timers list onto the firing list.  Per-thread timers
972  * have already been taken off.
973  */
974 static void check_process_timers(struct task_struct *tsk,
975                                  struct list_head *firing)
976 {
977         struct signal_struct *const sig = tsk->signal;
978         struct posix_cputimers *pct = &sig->posix_cputimers;
979         u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
980         unsigned long soft;
981
982         /*
983          * If there are no active process wide timers (POSIX 1.b, itimers,
984          * RLIMIT_CPU) nothing to check. Also skip the process wide timer
985          * processing when there is already another task handling them.
986          */
987         if (!READ_ONCE(pct->timers_active) || pct->expiry_active)
988                 return;
989
990         /*
991          * Signify that a thread is checking for process timers.
992          * Write access to this field is protected by the sighand lock.
993          */
994         pct->expiry_active = true;
995
996         /*
997          * Collect the current process totals. Group accounting is active
998          * so the sample can be taken directly.
999          */
1000         proc_sample_cputime_atomic(&sig->cputimer.cputime_atomic, samples);
1001         collect_posix_cputimers(pct, samples, firing);
1002
1003         /*
1004          * Check for the special case process timers.
1005          */
1006         check_cpu_itimer(tsk, &sig->it[CPUCLOCK_PROF],
1007                          &pct->bases[CPUCLOCK_PROF].nextevt,
1008                          samples[CPUCLOCK_PROF], SIGPROF);
1009         check_cpu_itimer(tsk, &sig->it[CPUCLOCK_VIRT],
1010                          &pct->bases[CPUCLOCK_VIRT].nextevt,
1011                          samples[CPUCLOCK_VIRT], SIGVTALRM);
1012
1013         soft = task_rlimit(tsk, RLIMIT_CPU);
1014         if (soft != RLIM_INFINITY) {
1015                 /* RLIMIT_CPU is in seconds. Samples are nanoseconds */
1016                 unsigned long hard = task_rlimit_max(tsk, RLIMIT_CPU);
1017                 u64 ptime = samples[CPUCLOCK_PROF];
1018                 u64 softns = (u64)soft * NSEC_PER_SEC;
1019                 u64 hardns = (u64)hard * NSEC_PER_SEC;
1020
1021                 /* At the hard limit, send SIGKILL. No further action. */
1022                 if (hard != RLIM_INFINITY &&
1023                     check_rlimit(ptime, hardns, SIGKILL, false, true))
1024                         return;
1025
1026                 /* At the soft limit, send a SIGXCPU every second */
1027                 if (check_rlimit(ptime, softns, SIGXCPU, false, false)) {
1028                         sig->rlim[RLIMIT_CPU].rlim_cur = soft + 1;
1029                         softns += NSEC_PER_SEC;
1030                 }
1031
1032                 /* Update the expiry cache */
1033                 if (softns < pct->bases[CPUCLOCK_PROF].nextevt)
1034                         pct->bases[CPUCLOCK_PROF].nextevt = softns;
1035         }
1036
1037         if (expiry_cache_is_inactive(pct))
1038                 stop_process_timers(sig);
1039
1040         pct->expiry_active = false;
1041 }
1042
1043 /*
1044  * This is called from the signal code (via posixtimer_rearm)
1045  * when the last timer signal was delivered and we have to reload the timer.
1046  */
1047 static void posix_cpu_timer_rearm(struct k_itimer *timer)
1048 {
1049         clockid_t clkid = CPUCLOCK_WHICH(timer->it_clock);
1050         struct task_struct *p;
1051         struct sighand_struct *sighand;
1052         unsigned long flags;
1053         u64 now;
1054
1055         rcu_read_lock();
1056         p = cpu_timer_task_rcu(timer);
1057         if (!p)
1058                 goto out;
1059
1060         /* Protect timer list r/w in arm_timer() */
1061         sighand = lock_task_sighand(p, &flags);
1062         if (unlikely(sighand == NULL))
1063                 goto out;
1064
1065         /*
1066          * Fetch the current sample and update the timer's expiry time.
1067          */
1068         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(timer->it_clock))
1069                 now = cpu_clock_sample(clkid, p);
1070         else
1071                 now = cpu_clock_sample_group(clkid, p, true);
1072
1073         bump_cpu_timer(timer, now);
1074
1075         /*
1076          * Now re-arm for the new expiry time.
1077          */
1078         arm_timer(timer, p);
1079         unlock_task_sighand(p, &flags);
1080 out:
1081         rcu_read_unlock();
1082 }
1083
1084 /**
1085  * task_cputimers_expired - Check whether posix CPU timers are expired
1086  *
1087  * @samples:    Array of current samples for the CPUCLOCK clocks
1088  * @pct:        Pointer to a posix_cputimers container
1089  *
1090  * Returns true if any member of @samples is greater than the corresponding
1091  * member of @pct->bases[CLK].nextevt. False otherwise
1092  */
1093 static inline bool
1094 task_cputimers_expired(const u64 *samples, struct posix_cputimers *pct)
1095 {
1096         int i;
1097
1098         for (i = 0; i < CPUCLOCK_MAX; i++) {
1099                 if (samples[i] >= pct->bases[i].nextevt)
1100                         return true;
1101         }
1102         return false;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * fastpath_timer_check - POSIX CPU timers fast path.
1107  *
1108  * @tsk:        The task (thread) being checked.
1109  *
1110  * Check the task and thread group timers.  If both are zero (there are no
1111  * timers set) return false.  Otherwise snapshot the task and thread group
1112  * timers and compare them with the corresponding expiration times.  Return
1113  * true if a timer has expired, else return false.
1114  */
1115 static inline bool fastpath_timer_check(struct task_struct *tsk)
1116 {
1117         struct posix_cputimers *pct = &tsk->posix_cputimers;
1118         struct signal_struct *sig;
1119
1120         if (!expiry_cache_is_inactive(pct)) {
1121                 u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
1122
1123                 task_sample_cputime(tsk, samples);
1124                 if (task_cputimers_expired(samples, pct))
1125                         return true;
1126         }
1127
1128         sig = tsk->signal;
1129         pct = &sig->posix_cputimers;
1130         /*
1131          * Check if thread group timers expired when timers are active and
1132          * no other thread in the group is already handling expiry for
1133          * thread group cputimers. These fields are read without the
1134          * sighand lock. However, this is fine because this is meant to be
1135          * a fastpath heuristic to determine whether we should try to
1136          * acquire the sighand lock to handle timer expiry.
1137          *
1138          * In the worst case scenario, if concurrently timers_active is set
1139          * or expiry_active is cleared, but the current thread doesn't see
1140          * the change yet, the timer checks are delayed until the next
1141          * thread in the group gets a scheduler interrupt to handle the
1142          * timer. This isn't an issue in practice because these types of
1143          * delays with signals actually getting sent are expected.
1144          */
1145         if (READ_ONCE(pct->timers_active) && !READ_ONCE(pct->expiry_active)) {
1146                 u64 samples[CPUCLOCK_MAX];
1147
1148                 proc_sample_cputime_atomic(&sig->cputimer.cputime_atomic,
1149                                            samples);
1150
1151                 if (task_cputimers_expired(samples, pct))
1152                         return true;
1153         }
1154
1155         if (dl_task(tsk) && tsk->dl.dl_overrun)
1156                 return true;
1157
1158         return false;
1159 }
1160
1161 static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk);
1162
1163 #ifdef CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK
1164 static void posix_cpu_timers_work(struct callback_head *work)
1165 {
1166         struct posix_cputimers_work *cw = container_of(work, typeof(*cw), work);
1167
1168         mutex_lock(&cw->mutex);
1169         handle_posix_cpu_timers(current);
1170         mutex_unlock(&cw->mutex);
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Invoked from the posix-timer core when a cancel operation failed because
1175  * the timer is marked firing. The caller holds rcu_read_lock(), which
1176  * protects the timer and the task which is expiring it from being freed.
1177  */
1178 static void posix_cpu_timer_wait_running(struct k_itimer *timr)
1179 {
1180         struct task_struct *tsk = rcu_dereference(timr->it.cpu.handling);
1181
1182         /* Has the handling task completed expiry already? */
1183         if (!tsk)
1184                 return;
1185
1186         /* Ensure that the task cannot go away */
1187         get_task_struct(tsk);
1188         /* Now drop the RCU protection so the mutex can be locked */
1189         rcu_read_unlock();
1190         /* Wait on the expiry mutex */
1191         mutex_lock(&tsk->posix_cputimers_work.mutex);
1192         /* Release it immediately again. */
1193         mutex_unlock(&tsk->posix_cputimers_work.mutex);
1194         /* Drop the task reference. */
1195         put_task_struct(tsk);
1196         /* Relock RCU so the callsite is balanced */
1197         rcu_read_lock();
1198 }
1199
1200 static void posix_cpu_timer_wait_running_nsleep(struct k_itimer *timr)
1201 {
1202         /* Ensure that timr->it.cpu.handling task cannot go away */
1203         rcu_read_lock();
1204         spin_unlock_irq(&timr->it_lock);
1205         posix_cpu_timer_wait_running(timr);
1206         rcu_read_unlock();
1207         /* @timr is on stack and is valid */
1208         spin_lock_irq(&timr->it_lock);
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Clear existing posix CPU timers task work.
1213  */
1214 void clear_posix_cputimers_work(struct task_struct *p)
1215 {
1216         /*
1217          * A copied work entry from the old task is not meaningful, clear it.
1218          * N.B. init_task_work will not do this.
1219          */
1220         memset(&p->posix_cputimers_work.work, 0,
1221                sizeof(p->posix_cputimers_work.work));
1222         init_task_work(&p->posix_cputimers_work.work,
1223                        posix_cpu_timers_work);
1224         mutex_init(&p->posix_cputimers_work.mutex);
1225         p->posix_cputimers_work.scheduled = false;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * Initialize posix CPU timers task work in init task. Out of line to
1230  * keep the callback static and to avoid header recursion hell.
1231  */
1232 void __init posix_cputimers_init_work(void)
1233 {
1234         clear_posix_cputimers_work(current);
1235 }
1236
1237 /*
1238  * Note: All operations on tsk->posix_cputimer_work.scheduled happen either
1239  * in hard interrupt context or in task context with interrupts
1240  * disabled. Aside of that the writer/reader interaction is always in the
1241  * context of the current task, which means they are strict per CPU.
1242  */
1243 static inline bool posix_cpu_timers_work_scheduled(struct task_struct *tsk)
1244 {
1245         return tsk->posix_cputimers_work.scheduled;
1246 }
1247
1248 static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk)
1249 {
1250         if (WARN_ON_ONCE(tsk->posix_cputimers_work.scheduled))
1251                 return;
1252
1253         /* Schedule task work to actually expire the timers */
1254         tsk->posix_cputimers_work.scheduled = true;
1255         task_work_add(tsk, &tsk->posix_cputimers_work.work, TWA_RESUME);
1256 }
1257
1258 static inline bool posix_cpu_timers_enable_work(struct task_struct *tsk,
1259                                                 unsigned long start)
1260 {
1261         bool ret = true;
1262
1263         /*
1264          * On !RT kernels interrupts are disabled while collecting expired
1265          * timers, so no tick can happen and the fast path check can be
1266          * reenabled without further checks.
1267          */
1268         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
1269                 tsk->posix_cputimers_work.scheduled = false;
1270                 return true;
1271         }
1272
1273         /*
1274          * On RT enabled kernels ticks can happen while the expired timers
1275          * are collected under sighand lock. But any tick which observes
1276          * the CPUTIMERS_WORK_SCHEDULED bit set, does not run the fastpath
1277          * checks. So reenabling the tick work has do be done carefully:
1278          *
1279          * Disable interrupts and run the fast path check if jiffies have
1280          * advanced since the collecting of expired timers started. If
1281          * jiffies have not advanced or the fast path check did not find
1282          * newly expired timers, reenable the fast path check in the timer
1283          * interrupt. If there are newly expired timers, return false and
1284          * let the collection loop repeat.
1285          */
1286         local_irq_disable();
1287         if (start != jiffies && fastpath_timer_check(tsk))
1288                 ret = false;
1289         else
1290                 tsk->posix_cputimers_work.scheduled = false;
1291         local_irq_enable();
1292
1293         return ret;
1294 }
1295 #else /* CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK */
1296 static inline void __run_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk)
1297 {
1298         lockdep_posixtimer_enter();
1299         handle_posix_cpu_timers(tsk);
1300         lockdep_posixtimer_exit();
1301 }
1302
1303 static void posix_cpu_timer_wait_running(struct k_itimer *timr)
1304 {
1305         cpu_relax();
1306 }
1307
1308 static void posix_cpu_timer_wait_running_nsleep(struct k_itimer *timr)
1309 {
1310         spin_unlock_irq(&timr->it_lock);
1311         cpu_relax();
1312         spin_lock_irq(&timr->it_lock);
1313 }
1314
1315 static inline bool posix_cpu_timers_work_scheduled(struct task_struct *tsk)
1316 {
1317         return false;
1318 }
1319
1320 static inline bool posix_cpu_timers_enable_work(struct task_struct *tsk,
1321                                                 unsigned long start)
1322 {
1323         return true;
1324 }
1325 #endif /* CONFIG_POSIX_CPU_TIMERS_TASK_WORK */
1326
1327 static void handle_posix_cpu_timers(struct task_struct *tsk)
1328 {
1329         struct k_itimer *timer, *next;
1330         unsigned long flags, start;
1331         LIST_HEAD(firing);
1332
1333         if (!lock_task_sighand(tsk, &flags))
1334                 return;
1335
1336         do {
1337                 /*
1338                  * On RT locking sighand lock does not disable interrupts,
1339                  * so this needs to be careful vs. ticks. Store the current
1340                  * jiffies value.
1341                  */
1342                 start = READ_ONCE(jiffies);
1343                 barrier();
1344
1345                 /*
1346                  * Here we take off tsk->signal->cpu_timers[N] and
1347                  * tsk->cpu_timers[N] all the timers that are firing, and
1348                  * put them on the firing list.
1349                  */
1350                 check_thread_timers(tsk, &firing);
1351
1352                 check_process_timers(tsk, &firing);
1353
1354                 /*
1355                  * The above timer checks have updated the expiry cache and
1356                  * because nothing can have queued or modified timers after
1357                  * sighand lock was taken above it is guaranteed to be
1358                  * consistent. So the next timer interrupt fastpath check
1359                  * will find valid data.
1360                  *
1361                  * If timer expiry runs in the timer interrupt context then
1362                  * the loop is not relevant as timers will be directly
1363                  * expired in interrupt context. The stub function below
1364                  * returns always true which allows the compiler to
1365                  * optimize the loop out.
1366                  *
1367                  * If timer expiry is deferred to task work context then
1368                  * the following rules apply:
1369                  *
1370                  * - On !RT kernels no tick can have happened on this CPU
1371                  *   after sighand lock was acquired because interrupts are
1372                  *   disabled. So reenabling task work before dropping
1373                  *   sighand lock and reenabling interrupts is race free.
1374                  *
1375                  * - On RT kernels ticks might have happened but the tick
1376                  *   work ignored posix CPU timer handling because the
1377                  *   CPUTIMERS_WORK_SCHEDULED bit is set. Reenabling work
1378                  *   must be done very carefully including a check whether
1379                  *   ticks have happened since the start of the timer
1380                  *   expiry checks. posix_cpu_timers_enable_work() takes
1381                  *   care of that and eventually lets the expiry checks
1382                  *   run again.
1383                  */
1384         } while (!posix_cpu_timers_enable_work(tsk, start));
1385
1386         /*
1387          * We must release sighand lock before taking any timer's lock.
1388          * There is a potential race with timer deletion here, as the
1389          * siglock now protects our private firing list.  We have set
1390          * the firing flag in each timer, so that a deletion attempt
1391          * that gets the timer lock before we do will give it up and
1392          * spin until we've taken care of that timer below.
1393          */
1394         unlock_task_sighand(tsk, &flags);
1395
1396         /*
1397          * Now that all the timers on our list have the firing flag,
1398          * no one will touch their list entries but us.  We'll take
1399          * each timer's lock before clearing its firing flag, so no
1400          * timer call will interfere.
1401          */
1402         list_for_each_entry_safe(timer, next, &firing, it.cpu.elist) {
1403                 int cpu_firing;
1404
1405                 /*
1406                  * spin_lock() is sufficient here even independent of the
1407                  * expiry context. If expiry happens in hard interrupt
1408                  * context it's obvious. For task work context it's safe
1409                  * because all other operations on timer::it_lock happen in
1410                  * task context (syscall or exit).
1411                  */
1412                 spin_lock(&timer->it_lock);
1413                 list_del_init(&timer->it.cpu.elist);
1414                 cpu_firing = timer->it.cpu.firing;
1415                 timer->it.cpu.firing = 0;
1416                 /*
1417                  * The firing flag is -1 if we collided with a reset
1418                  * of the timer, which already reported this
1419                  * almost-firing as an overrun.  So don't generate an event.
1420                  */
1421                 if (likely(cpu_firing >= 0))
1422                         cpu_timer_fire(timer);
1423                 /* See posix_cpu_timer_wait_running() */
1424                 rcu_assign_pointer(timer->it.cpu.handling, NULL);
1425                 spin_unlock(&timer->it_lock);
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * This is called from the timer interrupt handler.  The irq handler has
1431  * already updated our counts.  We need to check if any timers fire now.
1432  * Interrupts are disabled.
1433  */
1434 void run_posix_cpu_timers(void)
1435 {
1436         struct task_struct *tsk = current;
1437
1438         lockdep_assert_irqs_disabled();
1439
1440         /*
1441          * If the actual expiry is deferred to task work context and the
1442          * work is already scheduled there is no point to do anything here.
1443          */
1444         if (posix_cpu_timers_work_scheduled(tsk))
1445                 return;
1446
1447         /*
1448          * The fast path checks that there are no expired thread or thread
1449          * group timers.  If that's so, just return.
1450          */
1451         if (!fastpath_timer_check(tsk))
1452                 return;
1453
1454         __run_posix_cpu_timers(tsk);
1455 }
1456
1457 /*
1458  * Set one of the process-wide special case CPU timers or RLIMIT_CPU.
1459  * The tsk->sighand->siglock must be held by the caller.
1460  */
1461 void set_process_cpu_timer(struct task_struct *tsk, unsigned int clkid,
1462                            u64 *newval, u64 *oldval)
1463 {
1464         u64 now, *nextevt;
1465
1466         if (WARN_ON_ONCE(clkid >= CPUCLOCK_SCHED))
1467                 return;
1468
1469         nextevt = &tsk->signal->posix_cputimers.bases[clkid].nextevt;
1470         now = cpu_clock_sample_group(clkid, tsk, true);
1471
1472         if (oldval) {
1473                 /*
1474                  * We are setting itimer. The *oldval is absolute and we update
1475                  * it to be relative, *newval argument is relative and we update
1476                  * it to be absolute.
1477                  */
1478                 if (*oldval) {
1479                         if (*oldval <= now) {
1480                                 /* Just about to fire. */
1481                                 *oldval = TICK_NSEC;
1482                         } else {
1483                                 *oldval -= now;
1484                         }
1485                 }
1486
1487                 if (*newval)
1488                         *newval += now;
1489         }
1490
1491         /*
1492          * Update expiration cache if this is the earliest timer. CPUCLOCK_PROF
1493          * expiry cache is also used by RLIMIT_CPU!.
1494          */
1495         if (*newval < *nextevt)
1496                 *nextevt = *newval;
1497
1498         tick_dep_set_signal(tsk, TICK_DEP_BIT_POSIX_TIMER);
1499 }
1500
1501 static int do_cpu_nanosleep(const clockid_t which_clock, int flags,
1502                             const struct timespec64 *rqtp)
1503 {
1504         struct itimerspec64 it;
1505         struct k_itimer timer;
1506         u64 expires;
1507         int error;
1508
1509         /*
1510          * Set up a temporary timer and then wait for it to go off.
1511          */
1512         memset(&timer, 0, sizeof timer);
1513         spin_lock_init(&timer.it_lock);
1514         timer.it_clock = which_clock;
1515         timer.it_overrun = -1;
1516         error = posix_cpu_timer_create(&timer);
1517         timer.it_process = current;
1518
1519         if (!error) {
1520                 static struct itimerspec64 zero_it;
1521                 struct restart_block *restart;
1522
1523                 memset(&it, 0, sizeof(it));
1524                 it.it_value = *rqtp;
1525
1526                 spin_lock_irq(&timer.it_lock);
1527                 error = posix_cpu_timer_set(&timer, flags, &it, NULL);
1528                 if (error) {
1529                         spin_unlock_irq(&timer.it_lock);
1530                         return error;
1531                 }
1532
1533                 while (!signal_pending(current)) {
1534                         if (!cpu_timer_getexpires(&timer.it.cpu)) {
1535                                 /*
1536                                  * Our timer fired and was reset, below
1537                                  * deletion can not fail.
1538                                  */
1539                                 posix_cpu_timer_del(&timer);
1540                                 spin_unlock_irq(&timer.it_lock);
1541                                 return 0;
1542                         }
1543
1544                         /*
1545                          * Block until cpu_timer_fire (or a signal) wakes us.
1546                          */
1547                         __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
1548                         spin_unlock_irq(&timer.it_lock);
1549                         schedule();
1550                         spin_lock_irq(&timer.it_lock);
1551                 }
1552
1553                 /*
1554                  * We were interrupted by a signal.
1555                  */
1556                 expires = cpu_timer_getexpires(&timer.it.cpu);
1557                 error = posix_cpu_timer_set(&timer, 0, &zero_it, &it);
1558                 if (!error) {
1559                         /* Timer is now unarmed, deletion can not fail. */
1560                         posix_cpu_timer_del(&timer);
1561                 } else {
1562                         while (error == TIMER_RETRY) {
1563                                 posix_cpu_timer_wait_running_nsleep(&timer);
1564                                 error = posix_cpu_timer_del(&timer);
1565                         }
1566                 }
1567
1568                 spin_unlock_irq(&timer.it_lock);
1569
1570                 if ((it.it_value.tv_sec | it.it_value.tv_nsec) == 0) {
1571                         /*
1572                          * It actually did fire already.
1573                          */
1574                         return 0;
1575                 }
1576
1577                 error = -ERESTART_RESTARTBLOCK;
1578                 /*
1579                  * Report back to the user the time still remaining.
1580                  */
1581                 restart = &current->restart_block;
1582                 restart->nanosleep.expires = expires;
1583                 if (restart->nanosleep.type != TT_NONE)
1584                         error = nanosleep_copyout(restart, &it.it_value);
1585         }
1586
1587         return error;
1588 }
1589
1590 static long posix_cpu_nsleep_restart(struct restart_block *restart_block);
1591
1592 static int posix_cpu_nsleep(const clockid_t which_clock, int flags,
1593                             const struct timespec64 *rqtp)
1594 {
1595         struct restart_block *restart_block = &current->restart_block;
1596         int error;
1597
1598         /*
1599          * Diagnose required errors first.
1600          */
1601         if (CPUCLOCK_PERTHREAD(which_clock) &&
1602             (CPUCLOCK_PID(which_clock) == 0 ||
1603              CPUCLOCK_PID(which_clock) == task_pid_vnr(current)))
1604                 return -EINVAL;
1605
1606         error = do_cpu_nanosleep(which_clock, flags, rqtp);
1607
1608         if (error == -ERESTART_RESTARTBLOCK) {
1609
1610                 if (flags & TIMER_ABSTIME)
1611                         return -ERESTARTNOHAND;
1612
1613                 restart_block->nanosleep.clockid = which_clock;
1614                 set_restart_fn(restart_block, posix_cpu_nsleep_restart);
1615         }
1616         return error;
1617 }
1618
1619 static long posix_cpu_nsleep_restart(struct restart_block *restart_block)
1620 {
1621         clockid_t which_clock = restart_block->nanosleep.clockid;
1622         struct timespec64 t;
1623
1624         t = ns_to_timespec64(restart_block->nanosleep.expires);
1625
1626         return do_cpu_nanosleep(which_clock, TIMER_ABSTIME, &t);
1627 }
1628
1629 #define PROCESS_CLOCK   make_process_cpuclock(0, CPUCLOCK_SCHED)
1630 #define THREAD_CLOCK    make_thread_cpuclock(0, CPUCLOCK_SCHED)
1631
1632 static int process_cpu_clock_getres(const clockid_t which_clock,
1633                                     struct timespec64 *tp)
1634 {
1635         return posix_cpu_clock_getres(PROCESS_CLOCK, tp);
1636 }
1637 static int process_cpu_clock_get(const clockid_t which_clock,
1638                                  struct timespec64 *tp)
1639 {
1640         return posix_cpu_clock_get(PROCESS_CLOCK, tp);
1641 }
1642 static int process_cpu_timer_create(struct k_itimer *timer)
1643 {
1644         timer->it_clock = PROCESS_CLOCK;
1645         return posix_cpu_timer_create(timer);
1646 }
1647 static int process_cpu_nsleep(const clockid_t which_clock, int flags,
1648                               const struct timespec64 *rqtp)
1649 {
1650         return posix_cpu_nsleep(PROCESS_CLOCK, flags, rqtp);
1651 }
1652 static int thread_cpu_clock_getres(const clockid_t which_clock,
1653                                    struct timespec64 *tp)
1654 {
1655         return posix_cpu_clock_getres(THREAD_CLOCK, tp);
1656 }
1657 static int thread_cpu_clock_get(const clockid_t which_clock,
1658                                 struct timespec64 *tp)
1659 {
1660         return posix_cpu_clock_get(THREAD_CLOCK, tp);
1661 }
1662 static int thread_cpu_timer_create(struct k_itimer *timer)
1663 {
1664         timer->it_clock = THREAD_CLOCK;
1665         return posix_cpu_timer_create(timer);
1666 }
1667
1668 const struct k_clock clock_posix_cpu = {
1669         .clock_getres           = posix_cpu_clock_getres,
1670         .clock_set              = posix_cpu_clock_set,
1671         .clock_get_timespec     = posix_cpu_clock_get,
1672         .timer_create           = posix_cpu_timer_create,
1673         .nsleep                 = posix_cpu_nsleep,
1674         .timer_set              = posix_cpu_timer_set,
1675         .timer_del              = posix_cpu_timer_del,
1676         .timer_get              = posix_cpu_timer_get,
1677         .timer_rearm            = posix_cpu_timer_rearm,
1678         .timer_wait_running     = posix_cpu_timer_wait_running,
1679 };
1680
1681 const struct k_clock clock_process = {
1682         .clock_getres           = process_cpu_clock_getres,
1683         .clock_get_timespec     = process_cpu_clock_get,
1684         .timer_create           = process_cpu_timer_create,
1685         .nsleep                 = process_cpu_nsleep,
1686 };
1687
1688 const struct k_clock clock_thread = {
1689         .clock_getres           = thread_cpu_clock_getres,
1690         .clock_get_timespec     = thread_cpu_clock_get,
1691         .timer_create           = thread_cpu_timer_create,
1692 };