kernel/sched/cputime.c

   1 /*
   2  * Simple CPU accounting cgroup controller
   3  */
   4 #include "sched.h"
   5
   6 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
   7
   8 /*
   9  * There are no locks covering percpu hardirq/softirq time.
  10  * They are only modified in vtime_account, on corresponding CPU
  11  * with interrupts disabled. So, writes are safe.
  12  * They are read and saved off onto struct rq in update_rq_clock().
  13  * This may result in other CPU reading this CPU's irq time and can
  14  * race with irq/vtime_account on this CPU. We would either get old
  15  * or new value with a side effect of accounting a slice of irq time to wrong
  16  * task when irq is in progress while we read rq->clock. That is a worthy
  17  * compromise in place of having locks on each irq in account_system_time.
  18  */
  19 DEFINE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
  20
  21 static int sched_clock_irqtime;
  22
  23 void enable_sched_clock_irqtime(void)
  24 {
  25         sched_clock_irqtime = 1;
  26 }
  27
  28 void disable_sched_clock_irqtime(void)
  29 {
  30         sched_clock_irqtime = 0;
  31 }
  32
  33 static void irqtime_account_delta(struct irqtime *irqtime, u64 delta,
  34                                   enum cpu_usage_stat idx)
  35 {
  36         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
  37
  38         u64_stats_update_begin(&irqtime->sync);
  39         cpustat[idx] += delta;
  40         irqtime->total += delta;
  41         irqtime->tick_delta += delta;
  42         u64_stats_update_end(&irqtime->sync);
  43 }
  44
  45 /*
  46  * Called before incrementing preempt_count on {soft,}irq_enter
  47  * and before decrementing preempt_count on {soft,}irq_exit.
  48  */
  49 void irqtime_account_irq(struct task_struct *curr)
  50 {
  51         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
  52         s64 delta;
  53         int cpu;
  54
  55         if (!sched_clock_irqtime)
  56                 return;
  57
  58         cpu = smp_processor_id();
  59         delta = sched_clock_cpu(cpu) - irqtime->irq_start_time;
  60         irqtime->irq_start_time += delta;
  61
  62         /*
  63          * We do not account for softirq time from ksoftirqd here.
  64          * We want to continue accounting softirq time to ksoftirqd thread
  65          * in that case, so as not to confuse scheduler with a special task
  66          * that do not consume any time, but still wants to run.
  67          */
  68         if (hardirq_count())
  69                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_IRQ);
  70         else if (in_serving_softirq() && curr != this_cpu_ksoftirqd())
  71                 irqtime_account_delta(irqtime, delta, CPUTIME_SOFTIRQ);
  72 }
  73 EXPORT_SYMBOL_GPL(irqtime_account_irq);
  74
  75 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 maxtime)
  76 {
  77         struct irqtime *irqtime = this_cpu_ptr(&cpu_irqtime);
  78         u64 delta;
  79
  80         delta = min(irqtime->tick_delta, maxtime);
  81         irqtime->tick_delta -= delta;
  82
  83         return delta;
  84 }
  85
  86 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
  87
  88 #define sched_clock_irqtime     (0)
  89
  90 static u64 irqtime_tick_accounted(u64 dummy)
  91 {
  92         return 0;
  93 }
  94
  95 #endif /* !CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
  96
  97 static inline void task_group_account_field(struct task_struct *p, int index,
  98                                             u64 tmp)
  99 {
 100         /*
 101          * Since all updates are sure to touch the root cgroup, we
 102          * get ourselves ahead and touch it first. If the root cgroup
 103          * is the only cgroup, then nothing else should be necessary.
 104          *
 105          */
 106         __this_cpu_add(kernel_cpustat.cpustat[index], tmp);
 107
 108         cgroup_account_cputime_field(p, index, tmp);
 109 }
 110
 111 /*
 112  * Account user CPU time to a process.
 113  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 114  * @cputime: the CPU time spent in user space since the last update
 115  */
 116 void account_user_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
 117 {
 118         int index;
 119
 120         /* Add user time to process. */
 121         p->utime += cputime;
 122         account_group_user_time(p, cputime);
 123
 124         index = (task_nice(p) > 0) ? CPUTIME_NICE : CPUTIME_USER;
 125
 126         /* Add user time to cpustat. */
 127         task_group_account_field(p, index, cputime);
 128
 129         /* Account for user time used */
 130         acct_account_cputime(p);
 131 }
 132
 133 /*
 134  * Account guest CPU time to a process.
 135  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 136  * @cputime: the CPU time spent in virtual machine since the last update
 137  */
 138 void account_guest_time(struct task_struct *p, u64 cputime)
 139 {
 140         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 141
 142         /* Add guest time to process. */
 143         p->utime += cputime;
 144         account_group_user_time(p, cputime);
 145         p->gtime += cputime;
 146
 147         /* Add guest time to cpustat. */
 148         if (task_nice(p) > 0) {
 149                 cpustat[CPUTIME_NICE] += cputime;
 150                 cpustat[CPUTIME_GUEST_NICE] += cputime;
 151         } else {
 152                 cpustat[CPUTIME_USER] += cputime;
 153                 cpustat[CPUTIME_GUEST] += cputime;
 154         }
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Account system CPU time to a process and desired cpustat field
 159  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 160  * @cputime: the CPU time spent in kernel space since the last update
 161  * @index: pointer to cpustat field that has to be updated
 162  */
 163 void account_system_index_time(struct task_struct *p,
 164                                u64 cputime, enum cpu_usage_stat index)
 165 {
 166         /* Add system time to process. */
 167         p->stime += cputime;
 168         account_group_system_time(p, cputime);
 169
 170         /* Add system time to cpustat. */
 171         task_group_account_field(p, index, cputime);
 172
 173         /* Account for system time used */
 174         acct_account_cputime(p);
 175 }
 176
 177 /*
 178  * Account system CPU time to a process.
 179  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 180  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
 181  * @cputime: the CPU time spent in kernel space since the last update
 182  */
 183 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset, u64 cputime)
 184 {
 185         int index;
 186
 187         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
 188                 account_guest_time(p, cputime);
 189                 return;
 190         }
 191
 192         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
 193                 index = CPUTIME_IRQ;
 194         else if (in_serving_softirq())
 195                 index = CPUTIME_SOFTIRQ;
 196         else
 197                 index = CPUTIME_SYSTEM;
 198
 199         account_system_index_time(p, cputime, index);
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Account for involuntary wait time.
 204  * @cputime: the CPU time spent in involuntary wait
 205  */
 206 void account_steal_time(u64 cputime)
 207 {
 208         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 209
 210         cpustat[CPUTIME_STEAL] += cputime;
 211 }
 212
 213 /*
 214  * Account for idle time.
 215  * @cputime: the CPU time spent in idle wait
 216  */
 217 void account_idle_time(u64 cputime)
 218 {
 219         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
 220         struct rq *rq = this_rq();
 221
 222         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
 223                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += cputime;
 224         else
 225                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += cputime;
 226 }
 227
 228 /*
 229  * When a guest is interrupted for a longer amount of time, missed clock
 230  * ticks are not redelivered later. Due to that, this function may on
 231  * occasion account more time than the calling functions think elapsed.
 232  */
 233 static __always_inline u64 steal_account_process_time(u64 maxtime)
 234 {
 235 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 236         if (static_key_false(&paravirt_steal_enabled)) {
 237                 u64 steal;
 238
 239                 steal = paravirt_steal_clock(smp_processor_id());
 240                 steal -= this_rq()->prev_steal_time;
 241                 steal = min(steal, maxtime);
 242                 account_steal_time(steal);
 243                 this_rq()->prev_steal_time += steal;
 244
 245                 return steal;
 246         }
 247 #endif
 248         return 0;
 249 }
 250
 251 /*
 252  * Account how much elapsed time was spent in steal, irq, or softirq time.
 253  */
 254 static inline u64 account_other_time(u64 max)
 255 {
 256         u64 accounted;
 257
 258         lockdep_assert_irqs_disabled();
 259
 260         accounted = steal_account_process_time(max);
 261
 262         if (accounted < max)
 263                 accounted += irqtime_tick_accounted(max - accounted);
 264
 265         return accounted;
 266 }
 267
 268 #ifdef CONFIG_64BIT
 269 static inline u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
 270 {
 271         return t->se.sum_exec_runtime;
 272 }
 273 #else
 274 static u64 read_sum_exec_runtime(struct task_struct *t)
 275 {
 276         u64 ns;
 277         struct rq_flags rf;
 278         struct rq *rq;
 279
 280         rq = task_rq_lock(t, &rf);
 281         ns = t->se.sum_exec_runtime;
 282         task_rq_unlock(rq, t, &rf);
 283
 284         return ns;
 285 }
 286 #endif
 287
 288 /*
 289  * Accumulate raw cputime values of dead tasks (sig->[us]time) and live
 290  * tasks (sum on group iteration) belonging to @tsk's group.
 291  */
 292 void thread_group_cputime(struct task_struct *tsk, struct task_cputime *times)
 293 {
 294         struct signal_struct *sig = tsk->signal;
 295         u64 utime, stime;
 296         struct task_struct *t;
 297         unsigned int seq, nextseq;
 298         unsigned long flags;
 299
 300         /*
 301          * Update current task runtime to account pending time since last
 302          * scheduler action or thread_group_cputime() call. This thread group
 303          * might have other running tasks on different CPUs, but updating
 304          * their runtime can affect syscall performance, so we skip account
 305          * those pending times and rely only on values updated on tick or
 306          * other scheduler action.
 307          */
 308         if (same_thread_group(current, tsk))
 309                 (void) task_sched_runtime(current);
 310
 311         rcu_read_lock();
 312         /* Attempt a lockless read on the first round. */
 313         nextseq = 0;
 314         do {
 315                 seq = nextseq;
 316                 flags = read_seqbegin_or_lock_irqsave(&sig->stats_lock, &seq);
 317                 times->utime = sig->utime;
 318                 times->stime = sig->stime;
 319                 times->sum_exec_runtime = sig->sum_sched_runtime;
 320
 321                 for_each_thread(tsk, t) {
 322                         task_cputime(t, &utime, &stime);
 323                         times->utime += utime;
 324                         times->stime += stime;
 325                         times->sum_exec_runtime += read_sum_exec_runtime(t);
 326                 }
 327                 /* If lockless access failed, take the lock. */
 328                 nextseq = 1;
 329         } while (need_seqretry(&sig->stats_lock, seq));
 330         done_seqretry_irqrestore(&sig->stats_lock, seq, flags);
 331         rcu_read_unlock();
 332 }
 333
 334 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 335 /*
 336  * Account a tick to a process and cpustat
 337  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 338  * @user_tick: is the tick from userspace
 339  * @rq: the pointer to rq
 340  *
 341  * Tick demultiplexing follows the order
 342  * - pending hardirq update
 343  * - pending softirq update
 344  * - user_time
 345  * - idle_time
 346  * - system time
 347  *   - check for guest_time
 348  *   - else account as system_time
 349  *
 350  * Check for hardirq is done both for system and user time as there is
 351  * no timer going off while we are on hardirq and hence we may never get an
 352  * opportunity to update it solely in system time.
 353  * p->stime and friends are only updated on system time and not on irq
 354  * softirq as those do not count in task exec_runtime any more.
 355  */
 356 static void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
 357                                          struct rq *rq, int ticks)
 358 {
 359         u64 other, cputime = TICK_NSEC * ticks;
 360
 361         /*
 362          * When returning from idle, many ticks can get accounted at
 363          * once, including some ticks of steal, irq, and softirq time.
 364          * Subtract those ticks from the amount of time accounted to
 365          * idle, or potentially user or system time. Due to rounding,
 366          * other time can exceed ticks occasionally.
 367          */
 368         other = account_other_time(ULONG_MAX);
 369         if (other >= cputime)
 370                 return;
 371
 372         cputime -= other;
 373
 374         if (this_cpu_ksoftirqd() == p) {
 375                 /*
 376                  * ksoftirqd time do not get accounted in cpu_softirq_time.
 377                  * So, we have to handle it separately here.
 378                  * Also, p->stime needs to be updated for ksoftirqd.
 379                  */
 380                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SOFTIRQ);
 381         } else if (user_tick) {
 382                 account_user_time(p, cputime);
 383         } else if (p == rq->idle) {
 384                 account_idle_time(cputime);
 385         } else if (p->flags & PF_VCPU) { /* System time or guest time */
 386                 account_guest_time(p, cputime);
 387         } else {
 388                 account_system_index_time(p, cputime, CPUTIME_SYSTEM);
 389         }
 390 }
 391
 392 static void irqtime_account_idle_ticks(int ticks)
 393 {
 394         struct rq *rq = this_rq();
 395
 396         irqtime_account_process_tick(current, 0, rq, ticks);
 397 }
 398 #else /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 399 static inline void irqtime_account_idle_ticks(int ticks) { }
 400 static inline void irqtime_account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick,
 401                                                 struct rq *rq, int nr_ticks) { }
 402 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
 403
 404 /*
 405  * Use precise platform statistics if available:
 406  */
 407 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
 408 # ifndef __ARCH_HAS_VTIME_TASK_SWITCH
 409 void vtime_common_task_switch(struct task_struct *prev)
 410 {
 411         if (is_idle_task(prev))
 412                 vtime_account_idle(prev);
 413         else
 414                 vtime_account_system(prev);
 415
 416         vtime_flush(prev);
 417         arch_vtime_task_switch(prev);
 418 }
 419 # endif
 420 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING */
 421
 422
 423 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
 424 /*
 425  * Archs that account the whole time spent in the idle task
 426  * (outside irq) as idle time can rely on this and just implement
 427  * vtime_account_system() and vtime_account_idle(). Archs that
 428  * have other meaning of the idle time (s390 only includes the
 429  * time spent by the CPU when it's in low power mode) must override
 430  * vtime_account().
 431  */
 432 #ifndef __ARCH_HAS_VTIME_ACCOUNT
 433 void vtime_account_irq_enter(struct task_struct *tsk)
 434 {
 435         if (!in_interrupt() && is_idle_task(tsk))
 436                 vtime_account_idle(tsk);
 437         else
 438                 vtime_account_system(tsk);
 439 }
 440 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_account_irq_enter);
 441 #endif /* __ARCH_HAS_VTIME_ACCOUNT */
 442
 443 void cputime_adjust(struct task_cputime *curr, struct prev_cputime *prev,
 444                     u64 *ut, u64 *st)
 445 {
 446         *ut = curr->utime;
 447         *st = curr->stime;
 448 }
 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
 467 #else /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE: */
 468
 469 /*
 470  * Account a single tick of CPU time.
 471  * @p: the process that the CPU time gets accounted to
 472  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
 473  */
 474 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
 475 {
 476         u64 cputime, steal;
 477         struct rq *rq = this_rq();
 478
 479         if (vtime_accounting_cpu_enabled())
 480                 return;
 481
 482         if (sched_clock_irqtime) {
 483                 irqtime_account_process_tick(p, user_tick, rq, 1);
 484                 return;
 485         }
 486
 487         cputime = TICK_NSEC;
 488         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
 489
 490         if (steal >= cputime)
 491                 return;
 492
 493         cputime -= steal;
 494
 495         if (user_tick)
 496                 account_user_time(p, cputime);
 497         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
 498                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime);
 499         else
 500                 account_idle_time(cputime);
 501 }
 502
 503 /*
 504  * Account multiple ticks of idle time.
 505  * @ticks: number of stolen ticks
 506  */
 507 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
 508 {
 509         u64 cputime, steal;
 510
 511         if (sched_clock_irqtime) {
 512                 irqtime_account_idle_ticks(ticks);
 513                 return;
 514         }
 515
 516         cputime = ticks * TICK_NSEC;
 517         steal = steal_account_process_time(ULONG_MAX);
 518
 519         if (steal >= cputime)
 520                 return;
 521
 522         cputime -= steal;
 523         account_idle_time(cputime);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * Perform (stime * rtime) / total, but avoid multiplication overflow by
 528  * losing precision when the numbers are big.
 529  */
 530 static u64 scale_stime(u64 stime, u64 rtime, u64 total)
 531 {
 532         u64 scaled;
 533
 534         for (;;) {
 535                 /* Make sure "rtime" is the bigger of stime/rtime */
 536                 if (stime > rtime)
 537                         swap(rtime, stime);
 538
 539                 /* Make sure 'total' fits in 32 bits */
 540                 if (total >> 32)
 541                         goto drop_precision;
 542
 543                 /* Does rtime (and thus stime) fit in 32 bits? */
 544                 if (!(rtime >> 32))
 545                         break;
 546
 547                 /* Can we just balance rtime/stime rather than dropping bits? */
 548                 if (stime >> 31)
 549                         goto drop_precision;
 550
 551                 /* We can grow stime and shrink rtime and try to make them both fit */
 552                 stime <<= 1;
 553                 rtime >>= 1;
 554                 continue;
 555
 556 drop_precision:
 557                 /* We drop from rtime, it has more bits than stime */
 558                 rtime >>= 1;
 559                 total >>= 1;
 560         }
 561
 562         /*
 563          * Make sure gcc understands that this is a 32x32->64 multiply,
 564          * followed by a 64/32->64 divide.
 565          */
 566         scaled = div_u64((u64) (u32) stime * (u64) (u32) rtime, (u32)total);
 567         return scaled;
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Adjust tick based cputime random precision against scheduler runtime
 572  * accounting.
 573  *
 574  * Tick based cputime accounting depend on random scheduling timeslices of a
 575  * task to be interrupted or not by the timer.  Depending on these
 576  * circumstances, the number of these interrupts may be over or
 577  * under-optimistic, matching the real user and system cputime with a variable
 578  * precision.
 579  *
 580  * Fix this by scaling these tick based values against the total runtime
 581  * accounted by the CFS scheduler.
 582  *
 583  * This code provides the following guarantees:
 584  *
 585  *   stime + utime == rtime
 586  *   stime_i+1 >= stime_i, utime_i+1 >= utime_i
 587  *
 588  * Assuming that rtime_i+1 >= rtime_i.
 589  */
 590 void cputime_adjust(struct task_cputime *curr, struct prev_cputime *prev,
 591                     u64 *ut, u64 *st)
 592 {
 593         u64 rtime, stime, utime;
 594         unsigned long flags;
 595
 596         /* Serialize concurrent callers such that we can honour our guarantees */
 597         raw_spin_lock_irqsave(&prev->lock, flags);
 598         rtime = curr->sum_exec_runtime;
 599
 600         /*
 601          * This is possible under two circumstances:
 602          *  - rtime isn't monotonic after all (a bug);
 603          *  - we got reordered by the lock.
 604          *
 605          * In both cases this acts as a filter such that the rest of the code
 606          * can assume it is monotonic regardless of anything else.
 607          */
 608         if (prev->stime + prev->utime >= rtime)
 609                 goto out;
 610
 611         stime = curr->stime;
 612         utime = curr->utime;
 613
 614         /*
 615          * If either stime or utime are 0, assume all runtime is userspace.
 616          * Once a task gets some ticks, the monotonicy code at 'update:'
 617          * will ensure things converge to the observed ratio.
 618          */
 619         if (stime == 0) {
 620                 utime = rtime;
 621                 goto update;
 622         }
 623
 624         if (utime == 0) {
 625                 stime = rtime;
 626                 goto update;
 627         }
 628
 629         stime = scale_stime(stime, rtime, stime + utime);
 630
 631 update:
 632         /*
 633          * Make sure stime doesn't go backwards; this preserves monotonicity
 634          * for utime because rtime is monotonic.
 635          *
 636          *  utime_i+1 = rtime_i+1 - stime_i
 637          *            = rtime_i+1 - (rtime_i - utime_i)
 638          *            = (rtime_i+1 - rtime_i) + utime_i
 639          *            >= utime_i
 640          */
 641         if (stime < prev->stime)
 642                 stime = prev->stime;
 643         utime = rtime - stime;
 644
 645         /*
 646          * Make sure utime doesn't go backwards; this still preserves
 647          * monotonicity for stime, analogous argument to above.
 648          */
 649         if (utime < prev->utime) {
 650                 utime = prev->utime;
 651                 stime = rtime - utime;
 652         }
 653
 654         prev->stime = stime;
 655         prev->utime = utime;
 656 out:
 657         *ut = prev->utime;
 658         *st = prev->stime;
 659         raw_spin_unlock_irqrestore(&prev->lock, flags);
 660 }
 661
 662 void task_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 663 {
 664         struct task_cputime cputime = {
 665                 .sum_exec_runtime = p->se.sum_exec_runtime,
 666         };
 667
 668         task_cputime(p, &cputime.utime, &cputime.stime);
 669         cputime_adjust(&cputime, &p->prev_cputime, ut, st);
 670 }
 671 EXPORT_SYMBOL_GPL(task_cputime_adjusted);
 672
 673 void thread_group_cputime_adjusted(struct task_struct *p, u64 *ut, u64 *st)
 674 {
 675         struct task_cputime cputime;
 676
 677         thread_group_cputime(p, &cputime);
 678         cputime_adjust(&cputime, &p->signal->prev_cputime, ut, st);
 679 }
 680 #endif /* !CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
 681
 682 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN
 683 static u64 vtime_delta(struct vtime *vtime)
 684 {
 685         unsigned long long clock;
 686
 687         clock = sched_clock();
 688         if (clock < vtime->starttime)
 689                 return 0;
 690
 691         return clock - vtime->starttime;
 692 }
 693
 694 static u64 get_vtime_delta(struct vtime *vtime)
 695 {
 696         u64 delta = vtime_delta(vtime);
 697         u64 other;
 698
 699         /*
 700          * Unlike tick based timing, vtime based timing never has lost
 701          * ticks, and no need for steal time accounting to make up for
 702          * lost ticks. Vtime accounts a rounded version of actual
 703          * elapsed time. Limit account_other_time to prevent rounding
 704          * errors from causing elapsed vtime to go negative.
 705          */
 706         other = account_other_time(delta);
 707         WARN_ON_ONCE(vtime->state == VTIME_INACTIVE);
 708         vtime->starttime += delta;
 709
 710         return delta - other;
 711 }
 712
 713 static void __vtime_account_system(struct task_struct *tsk,
 714                                    struct vtime *vtime)
 715 {
 716         vtime->stime += get_vtime_delta(vtime);
 717         if (vtime->stime >= TICK_NSEC) {
 718                 account_system_time(tsk, irq_count(), vtime->stime);
 719                 vtime->stime = 0;
 720         }
 721 }
 722
 723 static void vtime_account_guest(struct task_struct *tsk,
 724                                 struct vtime *vtime)
 725 {
 726         vtime->gtime += get_vtime_delta(vtime);
 727         if (vtime->gtime >= TICK_NSEC) {
 728                 account_guest_time(tsk, vtime->gtime);
 729                 vtime->gtime = 0;
 730         }
 731 }
 732
 733 void vtime_account_system(struct task_struct *tsk)
 734 {
 735         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
 736
 737         if (!vtime_delta(vtime))
 738                 return;
 739
 740         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 741         /* We might have scheduled out from guest path */
 742         if (current->flags & PF_VCPU)
 743                 vtime_account_guest(tsk, vtime);
 744         else
 745                 __vtime_account_system(tsk, vtime);
 746         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 747 }
 748
 749 void vtime_user_enter(struct task_struct *tsk)
 750 {
 751         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
 752
 753         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 754         __vtime_account_system(tsk, vtime);
 755         vtime->state = VTIME_USER;
 756         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 757 }
 758
 759 void vtime_user_exit(struct task_struct *tsk)
 760 {
 761         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
 762
 763         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 764         vtime->utime += get_vtime_delta(vtime);
 765         if (vtime->utime >= TICK_NSEC) {
 766                 account_user_time(tsk, vtime->utime);
 767                 vtime->utime = 0;
 768         }
 769         vtime->state = VTIME_SYS;
 770         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 771 }
 772
 773 void vtime_guest_enter(struct task_struct *tsk)
 774 {
 775         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
 776         /*
 777          * The flags must be updated under the lock with
 778          * the vtime_starttime flush and update.
 779          * That enforces a right ordering and update sequence
 780          * synchronization against the reader (task_gtime())
 781          * that can thus safely catch up with a tickless delta.
 782          */
 783         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 784         __vtime_account_system(tsk, vtime);
 785         current->flags |= PF_VCPU;
 786         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 787 }
 788 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_enter);
 789
 790 void vtime_guest_exit(struct task_struct *tsk)
 791 {
 792         struct vtime *vtime = &tsk->vtime;
 793
 794         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 795         vtime_account_guest(tsk, vtime);
 796         current->flags &= ~PF_VCPU;
 797         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 798 }
 799 EXPORT_SYMBOL_GPL(vtime_guest_exit);
 800
 801 void vtime_account_idle(struct task_struct *tsk)
 802 {
 803         account_idle_time(get_vtime_delta(&tsk->vtime));
 804 }
 805
 806 void arch_vtime_task_switch(struct task_struct *prev)
 807 {
 808         struct vtime *vtime = &prev->vtime;
 809
 810         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 811         vtime->state = VTIME_INACTIVE;
 812         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 813
 814         vtime = &current->vtime;
 815
 816         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 817         vtime->state = VTIME_SYS;
 818         vtime->starttime = sched_clock();
 819         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 820 }
 821
 822 void vtime_init_idle(struct task_struct *t, int cpu)
 823 {
 824         struct vtime *vtime = &t->vtime;
 825         unsigned long flags;
 826
 827         local_irq_save(flags);
 828         write_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 829         vtime->state = VTIME_SYS;
 830         vtime->starttime = sched_clock();
 831         write_seqcount_end(&vtime->seqcount);
 832         local_irq_restore(flags);
 833 }
 834
 835 u64 task_gtime(struct task_struct *t)
 836 {
 837         struct vtime *vtime = &t->vtime;
 838         unsigned int seq;
 839         u64 gtime;
 840
 841         if (!vtime_accounting_enabled())
 842                 return t->gtime;
 843
 844         do {
 845                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 846
 847                 gtime = t->gtime;
 848                 if (vtime->state == VTIME_SYS && t->flags & PF_VCPU)
 849                         gtime += vtime->gtime + vtime_delta(vtime);
 850
 851         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
 852
 853         return gtime;
 854 }
 855
 856 /*
 857  * Fetch cputime raw values from fields of task_struct and
 858  * add up the pending nohz execution time since the last
 859  * cputime snapshot.
 860  */
 861 void task_cputime(struct task_struct *t, u64 *utime, u64 *stime)
 862 {
 863         struct vtime *vtime = &t->vtime;
 864         unsigned int seq;
 865         u64 delta;
 866
 867         if (!vtime_accounting_enabled()) {
 868                 *utime = t->utime;
 869                 *stime = t->stime;
 870                 return;
 871         }
 872
 873         do {
 874                 seq = read_seqcount_begin(&vtime->seqcount);
 875
 876                 *utime = t->utime;
 877                 *stime = t->stime;
 878
 879                 /* Task is sleeping, nothing to add */
 880                 if (vtime->state == VTIME_INACTIVE || is_idle_task(t))
 881                         continue;
 882
 883                 delta = vtime_delta(vtime);
 884
 885                 /*
 886                  * Task runs either in user or kernel space, add pending nohz time to
 887                  * the right place.
 888                  */
 889                 if (vtime->state == VTIME_USER || t->flags & PF_VCPU)
 890                         *utime += vtime->utime + delta;
 891                 else if (vtime->state == VTIME_SYS)
 892                         *stime += vtime->stime + delta;
 893         } while (read_seqcount_retry(&vtime->seqcount, seq));
 894 }
 895 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_GEN */