sched_ext：把 scx 仓库里的 tools 头文件同步回内核树

系列概况

标题：[PATCHSET sched_ext/for-7.3-fixes] sched_ext: Sync tools headers from the scx repo
作者：Tejun Heo tj@kernel.org
版本：无版本号（单轮 patchset），目标分支 sched_ext/for-7.3-fixes，基于 5f01293930d1
规模：2 个 patch，5 个文件改动，+501/-32 行
修改文件：
- tools/sched_ext/include/scx/common.bpf.h (+140/-)
- tools/sched_ext/include/scx/compat.bpf.h (+68/-)
- tools/sched_ext/include/scx/compat.h (+97，新文件)
- tools/sched_ext/include/scx/enum_defs.autogen.h (+5/-1)
- tools/sched_ext/include/scx/enums_abi.autogen.h (+223，新文件)
Message-ID：20260818205711.3175265-1-tj@kernel.org（cover），...-2-（1/2），...-3-（2/2）
完整性：完整；含完整 diff、git 分支指针、最终被 maintainer 标记为 Applied

补丁目的

sched_ext 的 BPF 用户态工具头在 tools/sched_ext/include/scx/ 下与 scx 仓库各自维护了一份。

时间一长，两边已经漂移：scx 仓库里积累了若干 fix 与改进，但内核树拷贝没跟上。

本系列把这些修复反向同步回内核树，让 make -C tools/sched_ext 编译出的 BPF skeleton 直接吃到最新逻辑。

它一并解决四类问题：

64 位 scx enum 在老 BTF（无 BTF_KIND_ENUM64）上读取截断；
v6.18+ 不开 CONFIG_PREEMPT_RCU 时，is_migration_disabled() 对当前任务 under-report；
scx_bpf_dsq_peek() 的版本门控以及 Gavin/Changwoo 提出的 scx_bpf_reenqueue_local_from_anywhere()；
兼容老内核用的 __COMPAT_scx_bpf_cpu_curr() 被恢复；同时文档化 rq clock helper 在 idle CPU 上的 stale-read 行为。

旧流程的问题

旧 is_migration_disabled() 只有单一公式：

if (p->migration_disabled == 1)
    return bpf_get_current_task_btf() != p;
else
    return p->migration_disabled;

这公式的前提是「BPF trampoline prolog 一定 migrate_disable()」。

但 8e4f0b1ebcf2 之后，prolog 只在 CONFIG_PREEMPT_RCU 下才 migrate_disable()。

所以 v6.18+、不开 PREEMPT_RCU 的内核上跑这条老逻辑，对 p == current 的 task 会返回 false —— 即错误地认为 current 没被禁迁移，下游可能去别的 CPU 上 dispatch 它，调度器就 crash。

__COMPAT_read_enum() 在老 BTF 上读 64-bit enum 会被截断；__COMPAT_scx_bpf_cpu_curr() 之前没保留，旧调度器无法在 pre-v6.18 内核上跑。

新流程

新流程加入运行时探测 + 多分支快速判定：

                   is_migration_disabled(p)
                            |
        p->migration_disabled == 1 ?
                  /                   \
                no                     yes
                 |                      |
       return migration_disabled     CONFIG_PREEMPT_RCU ?
                                    /                \
                                  yes                no
                                   |                  |
                          current == p ?     LINUX_KERNEL_VERSION >= 6.18 ?
                              /      \            /              \
                          return    return    return            return
                          false      true     true        __scx_prolog_disables
                                                       _migration ? cmp: return true

__scx_prolog_disables_migration 默认 true，由 scx_lib_init_probe（一个挂在 bpf_scx_reg 上的 fentry）写入。失败时按保守值（pre-v6.18 prolog 行为）兜底。

Patch 概览

Patch 1/2 — Sync autogen enum headers

enum_defs.autogen.h：补 HAVE_SCX_DSP_NONE/LOCAL/PREV/RETRY，删 HAVE_SCX_RQ_IN_BALANCE。
新增 enums_abi.autogen.h：以 __attribute__((unused)) 表形式存放编译期已知的 scx 枚举值，作为老 BTF 上读 64-bit enum 的回查表。

Patch 2/2 — Sync common and compat headers

新增 __scx_prolog_disables_migration 与 scx_lib_init_probe。
重写 is_migration_disabled()：CONFIG_PREEMPT_RCU 快速路径、>=6.18 快速路径、pre-v6.18 慢路径。
恢复 __COMPAT_scx_bpf_cpu_curr()，先尝试 scx_bpf_cpu_curr ksym，否则退回 scx_bpf_cpu_rq。
文档化 scx_clock_task/scx_clock_pelt 在 NO_HZ_IDLE idle CPU 上的 stale-read。

关键实现

新 is_migration_disabled() 的 C 形态：

if (p->migration_disabled == 1) {
    if (CONFIG_PREEMPT_RCU)
        return bpf_get_current_task_btf() != p;
    if (LINUX_KERNEL_VERSION >= KERNEL_VERSION(6, 18, 0))
        return true;
    return __scx_prolog_disables_migration
               ? bpf_get_current_task_btf() != p
               : true;
}
return p->migration_disabled;

新 probe 通过 fentry 钩进 bpf_scx_reg：

SEC("fentry/bpf_scx_reg") __weak
int scx_lib_init_probe(void *ctx)
{
    if (bpf_core_field_exists(...)) {
        const struct task_struct *p = bpf_get_current_task_btf();
        unsigned int md = p->migration_disabled;
        if (md > 1)
            bpf_printk("...probe result unreliable");
        __scx_prolog_disables_migration = md > 0;
    }
    return 0;
}

类比

把 is_migration_disabled(p) 想成「问快递员：你手头的包裹是不是被锁在自家车上了？」。

旧版本只问一句「包裹上有没有锁？」，但 BPF trampoline 在你出发前自动给 current 也加了把锁，结果你对所有 current 都以为没锁，把包裹送去了别处 —— 收件人找不到。

新版本先看清三条规则：PREEMPT_RCU 默认会加锁、6.18 之后默认不加锁、介于两者之间还要看仓库当年到底有没有 cherry-pick prolog 改动；同时有一个「上岗第一天的小测试员」—— scx_lib_init_probe —— 在调度器装载那一刻亲自跑一遍 trampoline，把结果记下来给后面用。规则不清晰就用「默认假设 prolog 加了锁」（保守高估，最多本地派送，不会跨 CPU），避免炸调度器。

Highlight：风险与注意点

默认值的语义翻转：sashiko-bot 与 Changwoo 都指出 __scx_prolog_disables_migration 默认 true，但在慢路径里，true 会走 bpf_get_current_task_btf() != p，对 p == current 返回 false（under-report）。注释说「under-report 会炸调度器」，但代码路径恰恰相反。Tejun 解释 true 是「对齐 stock pre-v6.18 行为」，但下游 cherry-pick 后 probe 失败就会爆。需明确：默认 false 才让 fallback 真的返回 true。
sleepable kfunc 不适用：注释明确 SEC("fentry.s/...")、BPF_STRUCT_OPS_SLEEPABLE、SEC("syscall") 不走 prolog 改写路径，误用会在 p == current 处假阴性。
rq clock stale-read：scx_clock_task/pelt 文档化了 idle CPU 上的 stale 行为，调用方不能在远端 idle CPU 上做时间差估算，否则窗口接近 0。
__COMPAT_scx_bpf_cpu_curr 顺序：先 bpf_ksym_exists(scx_bpf_cpu_curr)，回退到 scx_bpf_cpu_rq，意味着调度器要能在 v6.18 之前/之后都跑。

版本变化

这是同步性 patchset，没有 vN→vN+1 的演进；改动来源是 scx 仓库的累积差异。
评审回复指出 1/2 系列的 enum_defs.autogen.h 同步本身没有 review 反馈记录（无人直接评论 patch 1）。

一句话总结

把 scx 仓库里关于 64-bit enum 回查、v6.18+ prolog 探测、scx_bpf_cpu_curr 兼容、rq clock stale-read 文档化的修复反向同步进 tools/sched_ext/include/scx/，但默认值的语义与 fallback 行为仍需在后续版本里对齐注释。

[PATCHSET sched_ext/for-7.3-fixes] sched_ext: Sync tools headers from the scx repo

LLM 分析