kernel/sched/cputime.c

   1 #include <linux/export.h>
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/tsacct_kern.h>
   4 #include <linux/kernel_stat.h>
   5 #include <linux/static_key.h>
   6 #include <linux/context_tracking.h>
   7 #include <linux/sched/cputime.h>
   8 #include "sched.h"
   9
  10 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
  11
  12 /*
  13  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
  14  * They are only modified in vtime_account, on corresponding CPU
  15  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
  16  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
  17  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
  18  * race with irq/vtime_account on this CPU. We would either get old
  19  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
  20  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
  21  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
  22  */
  23 DEFINE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
  24
  25 static int sched_clock_irqtime;
  26
  27 void enable_sched_clock_irqtime(void)
  28 {
  29         sched_clock_irqtime = 1;
  30 }
  31
  32 void disable_sched_clock_irqtime(void)
  33 {
  34         sched_clock_irqtime = 0;
  35 }
  36
  37 static void irqtime_account_delta(struct irqtime *irqtime, u64 delta,
  38                                   enum cpu_usage_stat idx)
  39 {
  40         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
  41
  42         u64_stats_update_begin(&irqtime->sync);
  43         cpustat[idx] += delta;
  44         irqtime->total += delta;
  45         irqtime->tick_delta += delta;
  46         u64_stats_update_end(&irqtime->sync);
  47 }
  48
  49 /*
  50  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
  51  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
  52  */
  53 void irqtime_account_irq(struct task_struct *curr)
  54 {
  55         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
  56         s64 delta;
  57         int cpu;
  58
  59         if (!sched_clock_irqtime)
  60                 return;
  61
  62         cpu = smp_processor_id();
  63         delta = sched_clock_cpu(cpu) - irqtime->irq_start_time;
  64         irqtime->irq_start_time += delta;
  65
  66         /*
  67          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
  68          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
  69          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
  70          * that do not consume any time, but still wants to run.
  71          */
  72         if (hardirq_count())
  73                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_IRQ);
  74         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
  75                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_SOFTIRQ);
  76 }
  77 EXPORT_SYMBOL_GPL(irqtime_account_irq);
  78
  79 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 maxtime)
  80 {
  81         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
  82         u64 delta;
  83
  84         delta = min(irqtime->tick_delta, maxtime);
  85         irqtime->tick_delta -= delta;
  86
  87         return delta;
  88 }
  89
  90 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
  91
  92 #define sched_clock_irqtime     (0)
  93
  94 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 dummy)
  95 {
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 #endif /* !CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 100
 101 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p, int index,
 102                                             u64 tmp)
 103 {
 104         /*
 105          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
 106          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
 107          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
 108          *
 109          */
 110         __this_cpu_add(kernel_cpustat.cpustat[index], tmp);
 111
 112         cpuacct_account_field(p, index, tmp);
 113 }
 114
 115 /*
 116  * Account user cpu time to a process.
 117  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 118  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
 119  */
 120 void account_user_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
 121 {
 122         int index;
 123
 124         /* Add user time to process. */
 125         p->utime += cputime;
 126         account_group_user_time(p, cputime);
 127
 128         index = (task_nice(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
 129
 130         /* Add user time to cpustat. */
 131         task_group_account_field(p, index, cputime);
 132
 133         /* Account for user time used */
 134         acct_account_cputime(p);
 135 }
 136
 137 /*
 138  * Account guest cpu time to a process.
 139  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 140  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
 141  */
 142 void account_guest_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
 143 {
 144         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 145
 146         /* Add guest time to process. */
 147         p->utime += cputime;
 148         account_group_user_time(p, cputime);
 149         p->gtime += cputime;
 150
 151         /* Add guest time to cpustat. */
 152         if (task_nice(p) > 0) {
 153                 cpustat[CPUTIME_NICE] += cputime;
 154                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += cputime;
 155         } else {
 156                 cpustat[CPUTIME_USER] += cputime;
 157                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += cputime;
 158         }
 159 }
 160
 161 /*
 162  * Account system cpu time to a process and desired cpustat field
 163  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 164  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
 165  * @index: pointer to cpustat field that has to be updated
 166  */
 167 void account_system_index_time(struct task_struct *p,
 168                                u64 cputime, enum cpu_usage_stat index)
 169 {
 170         /* Add system time to process. */
 171         p->stime += cputime;
 172         account_group_system_time(p, cputime);
 173
 174         /* Add system time to cpustat. */
 175         task_group_account_field(p, index, cputime);
 176
 177         /* Account for system time used */
 178         acct_account_cputime(p);
 179 }
 180
 181 /*
 182  * Account system cpu time to a process.
 183  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 184  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
 185  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
 186  */
 187 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset, u64 cputime)
 188 {
 189         int index;
 190
 191         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
 192                 account_guest_time(p, cputime);
 193                 return;
 194         }
 195
 196         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
 197                 index = CPUTIME_IRQ;
 198         else if (in_serving_softirq())
 199                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
 200         else
 201                 index = CPUTIME_SYSTEM;
 202
 203         account_system_index_time(p, cputime, index);
 204 }
 205
 206 /*
 207  * Account for involuntary wait time.
 208  * @cputime: the cpu time spent in involuntary wait
 209  */
 210 void account_steal_time(u64 cputime)
 211 {
 212         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 213
 214         cpustat[CPUTIME_STEAL] += cputime;
 215 }
 216
 217 /*
 218  * Account for idle time.
 219  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
 220  */
 221 void account_idle_time(u64 cputime)
 222 {
 223         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 224         struct rq *rq = this_rq();
 225
 226         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
 227                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += cputime;
 228         else
 229                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += cputime;
 230 }
 231
 232 /*
 233  * When a guest is interrupted for a longer amount of time, missed clock
 234  * ticks are not redelivered later. Due to that, this function may on
 235  * occasion account more time than the calling functions think elapsed.
 236  */
 237 static __always_inline u64 steal_account_process_time(u64 maxtime)
 238 {
 239 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 240         if (static_key_false(&paravirt_steal_enabled)) {
 241                 u64 steal;
 242
 243                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
 244                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
 245                 steal = min(steal, maxtime);
 246                 account_steal_time(steal);
 247                 this_rq()->prev_steal_time += steal;
 248
 249                 return steal;
 250         }
 251 #endif
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 /*
 256  * Account how much elapsed time was spent in steal, irq, or softirq time.
 257  */
 258 static inline u64 account_other_time(u64 max)
 259 {
 260         u64 accounted;
 261
 262         /* Shall be converted to a lockdep-enabled lightweight check */
 263         WARN_ON_ONCE(!irqs_disabled());
 264
 265         accounted = steal_account_process_time(max);
 266
 267         if (accounted < max)
 268                 accounted += irqtime_tick_accounted(max - accounted);
 269
 270         return accounted;
 271 }
 272
 273 #ifdef CONFIG_64BIT
 274 static inline u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
 275 {
 276         return t->se.sum_exec_runtime;
 277 }
 278 #else
 279 static u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
 280 {
 281         u64 ns;
 282         struct rq_flags rf;
 283         struct rq *rq;
 284
 285         rq = task_rq_lock(t, &rf);
 286         ns = t->se.sum_exec_runtime;
 287         task_rq_unlock(rq, t, &rf);
 288
 289         return ns;
 290 }
 291 #endif
 292
 293 /*
 294  * Accumulate raw cputime values of dead tasks (sig->[us]time) and live
 295  * tasks (sum on group iteration) belonging to @tsk's group.
 296  */
 297 void thread_group_cputime(struct task_struct *tsk, struct task_cputime *times)
 298 {
 299         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
 300         u64 utime, stime;
 301         struct task_struct *t;
 302         unsigned int seq, nextseq;
 303         unsigned long flags;
 304
 305         /*
 306          * Update current task runtime to account pending time since last
 307          * scheduler action or thread_group_cputime() call. This thread group
 308          * might have other running tasks on different CPUs, but updating
 309          * their runtime can affect syscall performance, so we skip account
 310          * those pending times and rely only on values updated on tick or
 311          * other scheduler action.
 312          */
 313         if (same_thread_group(current, tsk))
 314                 (void) task_sched_runtime(current);
 315
 316         rcu_read_lock();
 317         /* Attempt a lockless read on the first round. */
 318         nextseq = 0;
 319         do {
 320                 seq = nextseq;
 321                 flags = read_seqbegin_or_lock_irqsave(&sig->stats_lock, &seq);
 322                 times->utime = sig->utime;
 323                 times->stime = sig->stime;
 324                 times->sum_exec_runtime = sig->sum_sched_runtime;
 325
 326                 for_each_thread(tsk, t) {
 327                         task_cputime(t, &utime, &stime);
 328                         times->utime += utime;
 329                         times->stime += stime;
 330                         times->sum_exec_runtime += read_sum_exec_runtime(t);
 331                 }
 332                 /* If lockless access failed, take the lock. */
 333                 nextseq = 1;
 334         } while (need_seqretry(&sig->stats_lock, seq));
 335         done_seqretry_irqrestore(&sig->stats_lock, seq, flags);
 336         rcu_read_unlock();
 337 }
 338
 339 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 340 /*
 341  * Account a tick to a process and cpustat
 342  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 343  * @user_tick: is the tick from userspace
 344  * @rq: the pointer to rq
 345  *
 346  * Tick demultiplexing follows the order
 347  * - pending hardirq update
 348  * - pending softirq update
 349  * - user_time
 350  * - idle_time
 351  * - system time
 352  *   - check for guest_time
 353  *   - else account as system_time
 354  *
 355  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
 356  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
 357  * opportunity to update it solely in system time.
 358  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
 359  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
 360  */
 361 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
 362                                          struct rq *rq, int ticks)
 363 {
 364         u64 other, cputime = TICK_NSEC * ticks;
 365
 366         /*
 367          * When returning from idle, many ticks can get accounted at
 368          * once, including some ticks of steal, irq, and softirq time.
 369          * Subtract those ticks from the amount of time accounted to
 370          * idle, or potentially user or system time. Due to rounding,
 371          * other time can exceed ticks occasionally.
 372          */
 373         other = account_other_time(ULONG_MAX);
 374         if (other >= cputime)
 375                 return;
 376
 377         cputime -= other;
 378
 379         if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
 380                 /*
 381                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
 382                  * So, we have to handle it separately here.
 383                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
 384                  */
 385                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SOFTIRQ);
 386         } else if (user_tick) {
 387                 account_user_time(p, cputime);
 388         } else if (p == rq->idle) {
 389                 account_idle_time(cputime);
 390         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
 391                 account_guest_time(p, cputime);
 392         } else {
 393                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SYSTEM);
 394         }
 395 }
 396
 397 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
 398 {
 399         struct rq *rq = this_rq();
 400
 401         irqtime_account_process_tick(current, 0, rq, ticks);
 402 }
 403 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 404 static inline void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) {}
 405 static inline void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
 406                                                 struct rq *rq, int nr_ticks) {}
 407 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 408
 409 /*
 410  * Use precise platform statistics if available:
 411  */
 412 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 413
 414 #ifndef __ARCH_HAS_VTIME_TASK_SWITCH
 415 void vtime_common_task_switch(struct task_struct *prev)
 416 {
 417         if (is_idle_task(prev))
 418                 vtime_account_idle(prev);
 419         else
 420                 vtime_account_system(prev);
 421
 422         vtime_flush(prev);
 423         arch_vtime_task_switch(prev);
 424 }
 425 #endif
 426
 427 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 428
 429
 430 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 431 /*
 432  * Archs that account the whole time spent in the idle task
 433  * (outside irq) as idle time can rely on this and just implement
 434  * vtime_account_system() and vtime_account_idle(). Archs that
 435  * have other meaning of the idle time (s390 only includes the
 436  * time spent by the CPU when it's in low power mode) must override
 437  * vtime_account().
 438  */
 439 #ifndef __ARCH_HAS_VTIME_ACCOUNT
 440 void vtime_account_irq_enter(struct task_struct *tsk)
 441 {
 442         if (!in_interrupt() && is_idle_task(tsk))
 443                 vtime_account_idle(tsk);
 444         else
 445                 vtime_account_system(tsk);
 446 }
 447 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_irq_enter);
 448 #endif /* __ARCH_HAS_VTIME_ACCOUNT */
 449
 450 void task_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 451 {
 452         *ut = p->utime;
 453         *st = p->stime;
 454 }
 455 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_cputime_adjusted);
 456
 457 void thread_group_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 458 {
 459         struct task_cputime cputime;
 460
 461         thread_group_cputime(p, &cputime);
 462
 463         *ut = cputime.utime;
 464         *st = cputime.stime;
 465 }
 466 #else /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 467 /*
 468  * Account a single tick of cpu time.
 469  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
 470  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
 471  */
 472 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
 473 {
 474         u64 cputime, steal;
 475         struct rq *rq = this_rq();
 476
 477         if (vtime_accounting_cpu_enabled())
 478                 return;
 479
 480         if (sched_clock_irqtime) {
 481                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq, 1);
 482                 return;
 483         }
 484
 485         cputime = TICK_NSEC;
 486         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
 487
 488         if (steal >= cputime)
 489                 return;
 490
 491         cputime -= steal;
 492
 493         if (user_tick)
 494                 account_user_time(p, cputime);
 495         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
 496                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime);
 497         else
 498                 account_idle_time(cputime);
 499 }
 500
 501 /*
 502  * Account multiple ticks of idle time.
 503  * @ticks: number of stolen ticks
 504  */
 505 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
 506 {
 507         u64 cputime, steal;
 508
 509         if (sched_clock_irqtime) {
 510                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
 511                 return;
 512         }
 513
 514         cputime = ticks * TICK_NSEC;
 515         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
 516
 517         if (steal >= cputime)
 518                 return;
 519
 520         cputime -= steal;
 521         account_idle_time(cputime);
 522 }
 523
 524 /*
 525  * Perform (stime * rtime) / total, but avoid multiplication overflow by
 526  * loosing precision when the numbers are big.
 527  */
 528 static u64 scale_stime(u64 stime, u64 rtime, u64 total)
 529 {
 530         u64 scaled;
 531
 532         for (;;) {
 533                 /* Make sure "rtime" is the bigger of stime/rtime */
 534                 if (stime > rtime)
 535                         swap(rtime, stime);
 536
 537                 /* Make sure 'total' fits in 32 bits */
 538                 if (total >> 32)
 539                         goto drop_precision;
 540
 541                 /* Does rtime (and thus stime) fit in 32 bits? */
 542                 if (!(rtime >> 32))
 543                         break;
 544
 545                 /* Can we just balance rtime/stime rather than dropping bits? */
 546                 if (stime >> 31)
 547                         goto drop_precision;
 548
 549                 /* We can grow stime and shrink rtime and try to make them both fit */
 550                 stime <<= 1;
 551                 rtime >>= 1;
 552                 continue;
 553
 554 drop_precision:
 555                 /* We drop from rtime, it has more bits than stime */
 556                 rtime >>= 1;
 557                 total >>= 1;
 558         }
 559
 560         /*
 561          * Make sure gcc understands that this is a 32x32->64 multiply,
 562          * followed by a 64/32->64 divide.
 563          */
 564         scaled = div_u64((u64) (u32) stime * (u64) (u32) rtime, (u32)total);
 565         return scaled;
 566 }
 567
 568 /*
 569  * Adjust tick based cputime random precision against scheduler runtime
 570  * accounting.
 571  *
 572  * Tick based cputime accounting depend on random scheduling timeslices of a
 573  * task to be interrupted or not by the timer.  Depending on these
 574  * circumstances, the number of these interrupts may be over or
 575  * under-optimistic, matching the real user and system cputime with a variable
 576  * precision.
 577  *
 578  * Fix this by scaling these tick based values against the total runtime
 579  * accounted by the CFS scheduler.
 580  *
 581  * This code provides the following guarantees:
 582  *
 583  *   stime + utime == rtime
 584  *   stime_i+1 >= stime_i, utime_i+1 >= utime_i
 585  *
 586  * Assuming that rtime_i+1 >= rtime_i.
 587  */
 588 static void cputime_adjust(struct task_cputime *curr,
 589                            struct prev_cputime *prev,
 590                            u64 *ut, u64 *st)
 591 {
 592         u64 rtime, stime, utime;
 593         unsigned long flags;
 594
 595         /* Serialize concurrent callers such that we can honour our guarantees */
 596         raw_spin_lock_irqsave(&prev->lock, flags);
 597         rtime = curr->sum_exec_runtime;
 598
 599         /*
 600          * This is possible under two circumstances:
 601          *  - rtime isn't monotonic after all (a bug);
 602          *  - we got reordered by the lock.
 603          *
 604          * In both cases this acts as a filter such that the rest of the code
 605          * can assume it is monotonic regardless of anything else.
 606          */
 607         if (prev->stime + prev->utime >= rtime)
 608                 goto out;
 609
 610         stime = curr->stime;
 611         utime = curr->utime;
 612
 613         /*
 614          * If either stime or both stime and utime are 0, assume all runtime is
 615          * userspace. Once a task gets some ticks, the monotonicy code at
 616          * 'update' will ensure things converge to the observed ratio.
 617          */
 618         if (stime == 0) {
 619                 utime = rtime;
 620                 goto update;
 621         }
 622
 623         if (utime == 0) {
 624                 stime = rtime;
 625                 goto update;
 626         }
 627
 628         stime = scale_stime(stime, rtime, stime + utime);
 629
 630 update:
 631         /*
 632          * Make sure stime doesn't go backwards; this preserves monotonicity
 633          * for utime because rtime is monotonic.
 634          *
 635          *  utime_i+1 = rtime_i+1 - stime_i
 636          *            = rtime_i+1 - (rtime_i - utime_i)
 637          *            = (rtime_i+1 - rtime_i) + utime_i
 638          *            >= utime_i
 639          */
 640         if (stime < prev->stime)
 641                 stime = prev->stime;
 642         utime = rtime - stime;
 643
 644         /*
 645          * Make sure utime doesn't go backwards; this still preserves
 646          * monotonicity for stime, analogous argument to above.
 647          */
 648         if (utime < prev->utime) {
 649                 utime = prev->utime;
 650                 stime = rtime - utime;
 651         }
 652
 653         prev->stime = stime;
 654         prev->utime = utime;
 655 out:
 656         *ut = prev->utime;
 657         *st = prev->stime;
 658         raw_spin_unlock_irqrestore(&prev->lock, flags);
 659 }
 660
 661 void task_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 662 {
 663         struct task_cputime cputime = {
 664                 .sum_exec_runtime = p->se.sum_exec_runtime,
 665         };
 666
 667         task_cputime(p, &cputime.utime, &cputime.stime);
 668         cputime_adjust(&cputime, &p->prev_cputime, ut, st);
 669 }
 670 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_cputime_adjusted);
 671
 672 void thread_group_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 673 {
 674         struct task_cputime cputime;
 675
 676         thread_group_cputime(p, &cputime);
 677         cputime_adjust(&cputime, &p->signal->prev_cputime, ut, st);
 678 }
 679 #endif /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 680
 681 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN
 682 static u64 vtime_delta(struct task_struct *tsk)
 683 {
 684         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
 685
 686         if (time_before(now, (unsigned long)tsk->vtime_snap))
 687                 return 0;
 688
 689         return jiffies_to_nsecs(now - tsk->vtime_snap);
 690 }
 691
 692 static u64 get_vtime_delta(struct task_struct *tsk)
 693 {
 694         unsigned long now = READ_ONCE(jiffies);
 695         u64 delta, other;
 696
 697         /*
 698          * Unlike tick based timing, vtime based timing never has lost
 699          * ticks, and no need for steal time accounting to make up for
 700          * lost ticks. Vtime accounts a rounded version of actual
 701          * elapsed time. Limit account_other_time to prevent rounding
 702          * errors from causing elapsed vtime to go negative.
 703          */
 704         delta = jiffies_to_nsecs(now - tsk->vtime_snap);
 705         other = account_other_time(delta);
 706         WARN_ON_ONCE(tsk->vtime_snap_whence == VTIME_INACTIVE);
 707         tsk->vtime_snap = now;
 708
 709         return delta - other;
 710 }
 711
 712 static void __vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 713 {
 714         account_system_time(tsk, irq_count(), get_vtime_delta(tsk));
 715 }
 716
 717 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 718 {
 719         if (!vtime_delta(tsk))
 720                 return;
 721
 722         write_seqcount_begin(&tsk->vtime_seqcount);
 723         __vtime_account_system(tsk);
 724         write_seqcount_end(&tsk->vtime_seqcount);
 725 }
 726
 727 void vtime_account_user(struct task_struct *tsk)
 728 {
 729         write_seqcount_begin(&tsk->vtime_seqcount);
 730         tsk->vtime_snap_whence = VTIME_SYS;
 731         if (vtime_delta(tsk))
 732                 account_user_time(tsk, get_vtime_delta(tsk));
 733         write_seqcount_end(&tsk->vtime_seqcount);
 734 }
 735
 736 void vtime_user_enter(struct task_struct *tsk)
 737 {
 738         write_seqcount_begin(&tsk->vtime_seqcount);
 739         if (vtime_delta(tsk))
 740                 __vtime_account_system(tsk);
 741         tsk->vtime_snap_whence = VTIME_USER;
 742         write_seqcount_end(&tsk->vtime_seqcount);
 743 }
 744
 745 void vtime_guest_enter(struct task_struct *tsk)
 746 {
 747         /*
 748          * The flags must be updated under the lock with
 749          * the vtime_snap flush and update.
 750          * That enforces a right ordering and update sequence
 751          * synchronization against the reader (task_gtime())
 752          * that can thus safely catch up with a tickless delta.
 753          */
 754         write_seqcount_begin(&tsk->vtime_seqcount);
 755         if (vtime_delta(tsk))
 756                 __vtime_account_system(tsk);
 757         current->flags |= PF_VCPU;
 758         write_seqcount_end(&tsk->vtime_seqcount);
 759 }
 760 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_enter);
 761
 762 void vtime_guest_exit(struct task_struct *tsk)
 763 {
 764         write_seqcount_begin(&tsk->vtime_seqcount);
 765         __vtime_account_system(tsk);
 766         current->flags &= ~PF_VCPU;
 767         write_seqcount_end(&tsk->vtime_seqcount);
 768 }
 769 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_exit);
 770
 771 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 772 {
 773         account_idle_time(get_vtime_delta(tsk));
 774 }
 775
 776 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 777 {
 778         write_seqcount_begin(&prev->vtime_seqcount);
 779         prev->vtime_snap_whence = VTIME_INACTIVE;
 780         write_seqcount_end(&prev->vtime_seqcount);
 781
 782         write_seqcount_begin(&current->vtime_seqcount);
 783         current->vtime_snap_whence = VTIME_SYS;
 784         current->vtime_snap = jiffies;
 785         write_seqcount_end(&current->vtime_seqcount);
 786 }
 787
 788 void vtime_init_idle(struct task_struct *t, int cpu)
 789 {
 790         unsigned long flags;
 791
 792         local_irq_save(flags);
 793         write_seqcount_begin(&t->vtime_seqcount);
 794         t->vtime_snap_whence = VTIME_SYS;
 795         t->vtime_snap = jiffies;
 796         write_seqcount_end(&t->vtime_seqcount);
 797         local_irq_restore(flags);
 798 }
 799
 800 u64 task_gtime(struct task_struct *t)
 801 {
 802         unsigned int seq;
 803         u64 gtime;
 804
 805         if (!vtime_accounting_enabled())
 806                 return t->gtime;
 807
 808         do {
 809                 seq = read_seqcount_begin(&t->vtime_seqcount);
 810
 811                 gtime = t->gtime;
 812                 if (t->vtime_snap_whence == VTIME_SYS && t->flags & PF_VCPU)
 813                         gtime += vtime_delta(t);
 814
 815         } while (read_seqcount_retry(&t->vtime_seqcount, seq));
 816
 817         return gtime;
 818 }
 819
 820 /*
 821  * Fetch cputime raw values from fields of task_struct and
 822  * add up the pending nohz execution time since the last
 823  * cputime snapshot.
 824  */
 825 void task_cputime(struct task_struct *t, u64 *utime, u64 *stime)
 826 {
 827         u64 delta;
 828         unsigned int seq;
 829
 830         if (!vtime_accounting_enabled()) {
 831                 *utime = t->utime;
 832                 *stime = t->stime;
 833                 return;
 834         }
 835
 836         do {
 837                 seq = read_seqcount_begin(&t->vtime_seqcount);
 838
 839                 *utime = t->utime;
 840                 *stime = t->stime;
 841
 842                 /* Task is sleeping, nothing to add */
 843                 if (t->vtime_snap_whence == VTIME_INACTIVE || is_idle_task(t))
 844                         continue;
 845
 846                 delta = vtime_delta(t);
 847
 848                 /*
 849                  * Task runs either in user or kernel space, add pending nohz time to
 850                  * the right place.
 851                  */
 852                 if (t->vtime_snap_whence == VTIME_USER || t->flags & PF_VCPU)
 853                         *utime += delta;
 854                 else if (t->vtime_snap_whence == VTIME_SYS)
 855                         *stime += delta;
 856         } while (read_seqcount_retry(&t->vtime_seqcount, seq));
 857 }
 858 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN */