]> Git Repo - J-linux.git/blob - kernel/rcu/tree.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / kernel / rcu / tree.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Read-Copy Update mechanism for mutual exclusion (tree-based version)
4  *
5  * Copyright IBM Corporation, 2008
6  *
7  * Authors: Dipankar Sarma <[email protected]>
8  *          Manfred Spraul <[email protected]>
9  *          Paul E. McKenney <[email protected]>
10  *
11  * Based on the original work by Paul McKenney <[email protected]>
12  * and inputs from Rusty Russell, Andrea Arcangeli and Andi Kleen.
13  *
14  * For detailed explanation of Read-Copy Update mechanism see -
15  *      Documentation/RCU
16  */
17
18 #define pr_fmt(fmt) "rcu: " fmt
19
20 #include <linux/types.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/spinlock.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/rcupdate_wait.h>
26 #include <linux/interrupt.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/sched/debug.h>
29 #include <linux/nmi.h>
30 #include <linux/atomic.h>
31 #include <linux/bitops.h>
32 #include <linux/export.h>
33 #include <linux/completion.h>
34 #include <linux/kmemleak.h>
35 #include <linux/moduleparam.h>
36 #include <linux/panic.h>
37 #include <linux/panic_notifier.h>
38 #include <linux/percpu.h>
39 #include <linux/notifier.h>
40 #include <linux/cpu.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/time.h>
43 #include <linux/kernel_stat.h>
44 #include <linux/wait.h>
45 #include <linux/kthread.h>
46 #include <uapi/linux/sched/types.h>
47 #include <linux/prefetch.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/random.h>
50 #include <linux/trace_events.h>
51 #include <linux/suspend.h>
52 #include <linux/ftrace.h>
53 #include <linux/tick.h>
54 #include <linux/sysrq.h>
55 #include <linux/kprobes.h>
56 #include <linux/gfp.h>
57 #include <linux/oom.h>
58 #include <linux/smpboot.h>
59 #include <linux/jiffies.h>
60 #include <linux/slab.h>
61 #include <linux/sched/isolation.h>
62 #include <linux/sched/clock.h>
63 #include <linux/vmalloc.h>
64 #include <linux/mm.h>
65 #include <linux/kasan.h>
66 #include <linux/context_tracking.h>
67 #include "../time/tick-internal.h"
68
69 #include "tree.h"
70 #include "rcu.h"
71
72 #ifdef MODULE_PARAM_PREFIX
73 #undef MODULE_PARAM_PREFIX
74 #endif
75 #define MODULE_PARAM_PREFIX "rcutree."
76
77 /* Data structures. */
78 static void rcu_sr_normal_gp_cleanup_work(struct work_struct *);
79
80 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rcu_data, rcu_data) = {
81         .gpwrap = true,
82 };
83 static struct rcu_state rcu_state = {
84         .level = { &rcu_state.node[0] },
85         .gp_state = RCU_GP_IDLE,
86         .gp_seq = (0UL - 300UL) << RCU_SEQ_CTR_SHIFT,
87         .barrier_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.barrier_mutex),
88         .barrier_lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(rcu_state.barrier_lock),
89         .name = RCU_NAME,
90         .abbr = RCU_ABBR,
91         .exp_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_mutex),
92         .exp_wake_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.exp_wake_mutex),
93         .ofl_lock = __ARCH_SPIN_LOCK_UNLOCKED,
94         .srs_cleanup_work = __WORK_INITIALIZER(rcu_state.srs_cleanup_work,
95                 rcu_sr_normal_gp_cleanup_work),
96         .srs_cleanups_pending = ATOMIC_INIT(0),
97 #ifdef CONFIG_RCU_NOCB_CPU
98         .nocb_mutex = __MUTEX_INITIALIZER(rcu_state.nocb_mutex),
99 #endif
100 };
101
102 /* Dump rcu_node combining tree at boot to verify correct setup. */
103 static bool dump_tree;
104 module_param(dump_tree, bool, 0444);
105 /* By default, use RCU_SOFTIRQ instead of rcuc kthreads. */
106 static bool use_softirq = !IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT);
107 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
108 module_param(use_softirq, bool, 0444);
109 #endif
110 /* Control rcu_node-tree auto-balancing at boot time. */
111 static bool rcu_fanout_exact;
112 module_param(rcu_fanout_exact, bool, 0444);
113 /* Increase (but not decrease) the RCU_FANOUT_LEAF at boot time. */
114 static int rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
115 module_param(rcu_fanout_leaf, int, 0444);
116 int rcu_num_lvls __read_mostly = RCU_NUM_LVLS;
117 /* Number of rcu_nodes at specified level. */
118 int num_rcu_lvl[] = NUM_RCU_LVL_INIT;
119 int rcu_num_nodes __read_mostly = NUM_RCU_NODES; /* Total # rcu_nodes in use. */
120
121 /*
122  * The rcu_scheduler_active variable is initialized to the value
123  * RCU_SCHEDULER_INACTIVE and transitions RCU_SCHEDULER_INIT just before the
124  * first task is spawned.  So when this variable is RCU_SCHEDULER_INACTIVE,
125  * RCU can assume that there is but one task, allowing RCU to (for example)
126  * optimize synchronize_rcu() to a simple barrier().  When this variable
127  * is RCU_SCHEDULER_INIT, RCU must actually do all the hard work required
128  * to detect real grace periods.  This variable is also used to suppress
129  * boot-time false positives from lockdep-RCU error checking.  Finally, it
130  * transitions from RCU_SCHEDULER_INIT to RCU_SCHEDULER_RUNNING after RCU
131  * is fully initialized, including all of its kthreads having been spawned.
132  */
133 int rcu_scheduler_active __read_mostly;
134 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_scheduler_active);
135
136 /*
137  * The rcu_scheduler_fully_active variable transitions from zero to one
138  * during the early_initcall() processing, which is after the scheduler
139  * is capable of creating new tasks.  So RCU processing (for example,
140  * creating tasks for RCU priority boosting) must be delayed until after
141  * rcu_scheduler_fully_active transitions from zero to one.  We also
142  * currently delay invocation of any RCU callbacks until after this point.
143  *
144  * It might later prove better for people registering RCU callbacks during
145  * early boot to take responsibility for these callbacks, but one step at
146  * a time.
147  */
148 static int rcu_scheduler_fully_active __read_mostly;
149
150 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
151                               unsigned long gps, unsigned long flags);
152 static struct task_struct *rcu_boost_task(struct rcu_node *rnp);
153 static void invoke_rcu_core(void);
154 static void rcu_report_exp_rdp(struct rcu_data *rdp);
155 static void sync_sched_exp_online_cleanup(int cpu);
156 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp);
157 static bool rcu_rdp_is_offloaded(struct rcu_data *rdp);
158 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp);
159 static bool rcu_init_invoked(void);
160 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
161 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf);
162
163 /*
164  * rcuc/rcub/rcuop kthread realtime priority. The "rcuop"
165  * real-time priority(enabling/disabling) is controlled by
166  * the extra CONFIG_RCU_NOCB_CPU_CB_BOOST configuration.
167  */
168 static int kthread_prio = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) ? 1 : 0;
169 module_param(kthread_prio, int, 0444);
170
171 /* Delay in jiffies for grace-period initialization delays, debug only. */
172
173 static int gp_preinit_delay;
174 module_param(gp_preinit_delay, int, 0444);
175 static int gp_init_delay;
176 module_param(gp_init_delay, int, 0444);
177 static int gp_cleanup_delay;
178 module_param(gp_cleanup_delay, int, 0444);
179 static int nohz_full_patience_delay;
180 module_param(nohz_full_patience_delay, int, 0444);
181 static int nohz_full_patience_delay_jiffies;
182
183 // Add delay to rcu_read_unlock() for strict grace periods.
184 static int rcu_unlock_delay;
185 #ifdef CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD
186 module_param(rcu_unlock_delay, int, 0444);
187 #endif
188
189 /*
190  * This rcu parameter is runtime-read-only. It reflects
191  * a minimum allowed number of objects which can be cached
192  * per-CPU. Object size is equal to one page. This value
193  * can be changed at boot time.
194  */
195 static int rcu_min_cached_objs = 5;
196 module_param(rcu_min_cached_objs, int, 0444);
197
198 // A page shrinker can ask for pages to be freed to make them
199 // available for other parts of the system. This usually happens
200 // under low memory conditions, and in that case we should also
201 // defer page-cache filling for a short time period.
202 //
203 // The default value is 5 seconds, which is long enough to reduce
204 // interference with the shrinker while it asks other systems to
205 // drain their caches.
206 static int rcu_delay_page_cache_fill_msec = 5000;
207 module_param(rcu_delay_page_cache_fill_msec, int, 0444);
208
209 /* Retrieve RCU kthreads priority for rcutorture */
210 int rcu_get_gp_kthreads_prio(void)
211 {
212         return kthread_prio;
213 }
214 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_kthreads_prio);
215
216 /*
217  * Number of grace periods between delays, normalized by the duration of
218  * the delay.  The longer the delay, the more the grace periods between
219  * each delay.  The reason for this normalization is that it means that,
220  * for non-zero delays, the overall slowdown of grace periods is constant
221  * regardless of the duration of the delay.  This arrangement balances
222  * the need for long delays to increase some race probabilities with the
223  * need for fast grace periods to increase other race probabilities.
224  */
225 #define PER_RCU_NODE_PERIOD 3   /* Number of grace periods between delays for debugging. */
226
227 /*
228  * Return true if an RCU grace period is in progress.  The READ_ONCE()s
229  * permit this function to be invoked without holding the root rcu_node
230  * structure's ->lock, but of course results can be subject to change.
231  */
232 static int rcu_gp_in_progress(void)
233 {
234         return rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq));
235 }
236
237 /*
238  * Return the number of callbacks queued on the specified CPU.
239  * Handles both the nocbs and normal cases.
240  */
241 static long rcu_get_n_cbs_cpu(int cpu)
242 {
243         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
244
245         if (rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
246                 return rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
247         return 0;
248 }
249
250 /**
251  * rcu_softirq_qs - Provide a set of RCU quiescent states in softirq processing
252  *
253  * Mark a quiescent state for RCU, Tasks RCU, and Tasks Trace RCU.
254  * This is a special-purpose function to be used in the softirq
255  * infrastructure and perhaps the occasional long-running softirq
256  * handler.
257  *
258  * Note that from RCU's viewpoint, a call to rcu_softirq_qs() is
259  * equivalent to momentarily completely enabling preemption.  For
260  * example, given this code::
261  *
262  *      local_bh_disable();
263  *      do_something();
264  *      rcu_softirq_qs();  // A
265  *      do_something_else();
266  *      local_bh_enable();  // B
267  *
268  * A call to synchronize_rcu() that began concurrently with the
269  * call to do_something() would be guaranteed to wait only until
270  * execution reached statement A.  Without that rcu_softirq_qs(),
271  * that same synchronize_rcu() would instead be guaranteed to wait
272  * until execution reached statement B.
273  */
274 void rcu_softirq_qs(void)
275 {
276         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
277                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
278                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
279                          "Illegal rcu_softirq_qs() in RCU read-side critical section");
280         rcu_qs();
281         rcu_preempt_deferred_qs(current);
282         rcu_tasks_qs(current, false);
283 }
284
285 /*
286  * Reset the current CPU's RCU_WATCHING counter to indicate that the
287  * newly onlined CPU is no longer in an extended quiescent state.
288  * This will either leave the counter unchanged, or increment it
289  * to the next non-quiescent value.
290  *
291  * The non-atomic test/increment sequence works because the upper bits
292  * of the ->state variable are manipulated only by the corresponding CPU,
293  * or when the corresponding CPU is offline.
294  */
295 static void rcu_watching_online(void)
296 {
297         if (ct_rcu_watching() & CT_RCU_WATCHING)
298                 return;
299         ct_state_inc(CT_RCU_WATCHING);
300 }
301
302 /*
303  * Return true if the snapshot returned from ct_rcu_watching()
304  * indicates that RCU is in an extended quiescent state.
305  */
306 static bool rcu_watching_snap_in_eqs(int snap)
307 {
308         return !(snap & CT_RCU_WATCHING);
309 }
310
311 /**
312  * rcu_watching_snap_stopped_since() - Has RCU stopped watching a given CPU
313  * since the specified @snap?
314  *
315  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU for which to check EQS.
316  * @snap: rcu_watching snapshot taken when the CPU wasn't in an EQS.
317  *
318  * Returns true if the CPU corresponding to @rdp has spent some time in an
319  * extended quiescent state since @snap. Note that this doesn't check if it
320  * /still/ is in an EQS, just that it went through one since @snap.
321  *
322  * This is meant to be used in a loop waiting for a CPU to go through an EQS.
323  */
324 static bool rcu_watching_snap_stopped_since(struct rcu_data *rdp, int snap)
325 {
326         /*
327          * The first failing snapshot is already ordered against the accesses
328          * performed by the remote CPU after it exits idle.
329          *
330          * The second snapshot therefore only needs to order against accesses
331          * performed by the remote CPU prior to entering idle and therefore can
332          * rely solely on acquire semantics.
333          */
334         if (WARN_ON_ONCE(rcu_watching_snap_in_eqs(snap)))
335                 return true;
336
337         return snap != ct_rcu_watching_cpu_acquire(rdp->cpu);
338 }
339
340 /*
341  * Return true if the referenced integer is zero while the specified
342  * CPU remains within a single extended quiescent state.
343  */
344 bool rcu_watching_zero_in_eqs(int cpu, int *vp)
345 {
346         int snap;
347
348         // If not quiescent, force back to earlier extended quiescent state.
349         snap = ct_rcu_watching_cpu(cpu) & ~CT_RCU_WATCHING;
350         smp_rmb(); // Order CT state and *vp reads.
351         if (READ_ONCE(*vp))
352                 return false;  // Non-zero, so report failure;
353         smp_rmb(); // Order *vp read and CT state re-read.
354
355         // If still in the same extended quiescent state, we are good!
356         return snap == ct_rcu_watching_cpu(cpu);
357 }
358
359 /*
360  * Let the RCU core know that this CPU has gone through the scheduler,
361  * which is a quiescent state.  This is called when the need for a
362  * quiescent state is urgent, so we burn an atomic operation and full
363  * memory barriers to let the RCU core know about it, regardless of what
364  * this CPU might (or might not) do in the near future.
365  *
366  * We inform the RCU core by emulating a zero-duration dyntick-idle period.
367  *
368  * The caller must have disabled interrupts and must not be idle.
369  */
370 notrace void rcu_momentary_eqs(void)
371 {
372         int seq;
373
374         raw_cpu_write(rcu_data.rcu_need_heavy_qs, false);
375         seq = ct_state_inc(2 * CT_RCU_WATCHING);
376         /* It is illegal to call this from idle state. */
377         WARN_ON_ONCE(!(seq & CT_RCU_WATCHING));
378         rcu_preempt_deferred_qs(current);
379 }
380 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_momentary_eqs);
381
382 /**
383  * rcu_is_cpu_rrupt_from_idle - see if 'interrupted' from idle
384  *
385  * If the current CPU is idle and running at a first-level (not nested)
386  * interrupt, or directly, from idle, return true.
387  *
388  * The caller must have at least disabled IRQs.
389  */
390 static int rcu_is_cpu_rrupt_from_idle(void)
391 {
392         long nesting;
393
394         /*
395          * Usually called from the tick; but also used from smp_function_call()
396          * for expedited grace periods. This latter can result in running from
397          * the idle task, instead of an actual IPI.
398          */
399         lockdep_assert_irqs_disabled();
400
401         /* Check for counter underflows */
402         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_nesting() < 0,
403                          "RCU nesting counter underflow!");
404         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_nmi_nesting() <= 0,
405                          "RCU nmi_nesting counter underflow/zero!");
406
407         /* Are we at first interrupt nesting level? */
408         nesting = ct_nmi_nesting();
409         if (nesting > 1)
410                 return false;
411
412         /*
413          * If we're not in an interrupt, we must be in the idle task!
414          */
415         WARN_ON_ONCE(!nesting && !is_idle_task(current));
416
417         /* Does CPU appear to be idle from an RCU standpoint? */
418         return ct_nesting() == 0;
419 }
420
421 #define DEFAULT_RCU_BLIMIT (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 1000 : 10)
422                                 // Maximum callbacks per rcu_do_batch ...
423 #define DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT 10000 // ... even during callback flood.
424 static long blimit = DEFAULT_RCU_BLIMIT;
425 #define DEFAULT_RCU_QHIMARK 10000 // If this many pending, ignore blimit.
426 static long qhimark = DEFAULT_RCU_QHIMARK;
427 #define DEFAULT_RCU_QLOMARK 100   // Once only this many pending, use blimit.
428 static long qlowmark = DEFAULT_RCU_QLOMARK;
429 #define DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT 2
430 #define DEFAULT_RCU_QOVLD (DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * DEFAULT_RCU_QHIMARK)
431 static long qovld = DEFAULT_RCU_QOVLD; // If this many pending, hammer QS.
432 static long qovld_calc = -1;      // No pre-initialization lock acquisitions!
433
434 module_param(blimit, long, 0444);
435 module_param(qhimark, long, 0444);
436 module_param(qlowmark, long, 0444);
437 module_param(qovld, long, 0444);
438
439 static ulong jiffies_till_first_fqs = IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD) ? 0 : ULONG_MAX;
440 static ulong jiffies_till_next_fqs = ULONG_MAX;
441 static bool rcu_kick_kthreads;
442 static int rcu_divisor = 7;
443 module_param(rcu_divisor, int, 0644);
444
445 /* Force an exit from rcu_do_batch() after 3 milliseconds. */
446 static long rcu_resched_ns = 3 * NSEC_PER_MSEC;
447 module_param(rcu_resched_ns, long, 0644);
448
449 /*
450  * How long the grace period must be before we start recruiting
451  * quiescent-state help from rcu_note_context_switch().
452  */
453 static ulong jiffies_till_sched_qs = ULONG_MAX;
454 module_param(jiffies_till_sched_qs, ulong, 0444);
455 static ulong jiffies_to_sched_qs; /* See adjust_jiffies_till_sched_qs(). */
456 module_param(jiffies_to_sched_qs, ulong, 0444); /* Display only! */
457
458 /*
459  * Make sure that we give the grace-period kthread time to detect any
460  * idle CPUs before taking active measures to force quiescent states.
461  * However, don't go below 100 milliseconds, adjusted upwards for really
462  * large systems.
463  */
464 static void adjust_jiffies_till_sched_qs(void)
465 {
466         unsigned long j;
467
468         /* If jiffies_till_sched_qs was specified, respect the request. */
469         if (jiffies_till_sched_qs != ULONG_MAX) {
470                 WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, jiffies_till_sched_qs);
471                 return;
472         }
473         /* Otherwise, set to third fqs scan, but bound below on large system. */
474         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs) +
475                       2 * READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
476         if (j < HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV)
477                 j = HZ / 10 + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
478         pr_info("RCU calculated value of scheduler-enlistment delay is %ld jiffies.\n", j);
479         WRITE_ONCE(jiffies_to_sched_qs, j);
480 }
481
482 static int param_set_first_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
483 {
484         ulong j;
485         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
486
487         if (!ret) {
488                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : j);
489                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
490         }
491         return ret;
492 }
493
494 static int param_set_next_fqs_jiffies(const char *val, const struct kernel_param *kp)
495 {
496         ulong j;
497         int ret = kstrtoul(val, 0, &j);
498
499         if (!ret) {
500                 WRITE_ONCE(*(ulong *)kp->arg, (j > HZ) ? HZ : (j ?: 1));
501                 adjust_jiffies_till_sched_qs();
502         }
503         return ret;
504 }
505
506 static const struct kernel_param_ops first_fqs_jiffies_ops = {
507         .set = param_set_first_fqs_jiffies,
508         .get = param_get_ulong,
509 };
510
511 static const struct kernel_param_ops next_fqs_jiffies_ops = {
512         .set = param_set_next_fqs_jiffies,
513         .get = param_get_ulong,
514 };
515
516 module_param_cb(jiffies_till_first_fqs, &first_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_first_fqs, 0644);
517 module_param_cb(jiffies_till_next_fqs, &next_fqs_jiffies_ops, &jiffies_till_next_fqs, 0644);
518 module_param(rcu_kick_kthreads, bool, 0644);
519
520 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp));
521 static int rcu_pending(int user);
522
523 /*
524  * Return the number of RCU GPs completed thus far for debug & stats.
525  */
526 unsigned long rcu_get_gp_seq(void)
527 {
528         return READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
529 }
530 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_get_gp_seq);
531
532 /*
533  * Return the number of RCU expedited batches completed thus far for
534  * debug & stats.  Odd numbers mean that a batch is in progress, even
535  * numbers mean idle.  The value returned will thus be roughly double
536  * the cumulative batches since boot.
537  */
538 unsigned long rcu_exp_batches_completed(void)
539 {
540         return rcu_state.expedited_sequence;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_exp_batches_completed);
543
544 /*
545  * Return the root node of the rcu_state structure.
546  */
547 static struct rcu_node *rcu_get_root(void)
548 {
549         return &rcu_state.node[0];
550 }
551
552 /*
553  * Send along grace-period-related data for rcutorture diagnostics.
554  */
555 void rcutorture_get_gp_data(int *flags, unsigned long *gp_seq)
556 {
557         *flags = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
558         *gp_seq = rcu_seq_current(&rcu_state.gp_seq);
559 }
560 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcutorture_get_gp_data);
561
562 #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK))
563 /*
564  * An empty function that will trigger a reschedule on
565  * IRQ tail once IRQs get re-enabled on userspace/guest resume.
566  */
567 static void late_wakeup_func(struct irq_work *work)
568 {
569 }
570
571 static DEFINE_PER_CPU(struct irq_work, late_wakeup_work) =
572         IRQ_WORK_INIT(late_wakeup_func);
573
574 /*
575  * If either:
576  *
577  * 1) the task is about to enter in guest mode and $ARCH doesn't support KVM generic work
578  * 2) the task is about to enter in user mode and $ARCH doesn't support generic entry.
579  *
580  * In these cases the late RCU wake ups aren't supported in the resched loops and our
581  * last resort is to fire a local irq_work that will trigger a reschedule once IRQs
582  * get re-enabled again.
583  */
584 noinstr void rcu_irq_work_resched(void)
585 {
586         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
587
588         if (IS_ENABLED(CONFIG_GENERIC_ENTRY) && !(current->flags & PF_VCPU))
589                 return;
590
591         if (IS_ENABLED(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK) && (current->flags & PF_VCPU))
592                 return;
593
594         instrumentation_begin();
595         if (do_nocb_deferred_wakeup(rdp) && need_resched()) {
596                 irq_work_queue(this_cpu_ptr(&late_wakeup_work));
597         }
598         instrumentation_end();
599 }
600 #endif /* #if defined(CONFIG_NO_HZ_FULL) && (!defined(CONFIG_GENERIC_ENTRY) || !defined(CONFIG_KVM_XFER_TO_GUEST_WORK)) */
601
602 #ifdef CONFIG_PROVE_RCU
603 /**
604  * rcu_irq_exit_check_preempt - Validate that scheduling is possible
605  */
606 void rcu_irq_exit_check_preempt(void)
607 {
608         lockdep_assert_irqs_disabled();
609
610         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_nesting() <= 0,
611                          "RCU nesting counter underflow/zero!");
612         RCU_LOCKDEP_WARN(ct_nmi_nesting() !=
613                          CT_NESTING_IRQ_NONIDLE,
614                          "Bad RCU  nmi_nesting counter\n");
615         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching_curr_cpu(),
616                          "RCU in extended quiescent state!");
617 }
618 #endif /* #ifdef CONFIG_PROVE_RCU */
619
620 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
621 /**
622  * __rcu_irq_enter_check_tick - Enable scheduler tick on CPU if RCU needs it.
623  *
624  * The scheduler tick is not normally enabled when CPUs enter the kernel
625  * from nohz_full userspace execution.  After all, nohz_full userspace
626  * execution is an RCU quiescent state and the time executing in the kernel
627  * is quite short.  Except of course when it isn't.  And it is not hard to
628  * cause a large system to spend tens of seconds or even minutes looping
629  * in the kernel, which can cause a number of problems, include RCU CPU
630  * stall warnings.
631  *
632  * Therefore, if a nohz_full CPU fails to report a quiescent state
633  * in a timely manner, the RCU grace-period kthread sets that CPU's
634  * ->rcu_urgent_qs flag with the expectation that the next interrupt or
635  * exception will invoke this function, which will turn on the scheduler
636  * tick, which will enable RCU to detect that CPU's quiescent states,
637  * for example, due to cond_resched() calls in CONFIG_PREEMPT=n kernels.
638  * The tick will be disabled once a quiescent state is reported for
639  * this CPU.
640  *
641  * Of course, in carefully tuned systems, there might never be an
642  * interrupt or exception.  In that case, the RCU grace-period kthread
643  * will eventually cause one to happen.  However, in less carefully
644  * controlled environments, this function allows RCU to get what it
645  * needs without creating otherwise useless interruptions.
646  */
647 void __rcu_irq_enter_check_tick(void)
648 {
649         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
650
651         // If we're here from NMI there's nothing to do.
652         if (in_nmi())
653                 return;
654
655         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_is_watching_curr_cpu(),
656                          "Illegal rcu_irq_enter_check_tick() from extended quiescent state");
657
658         if (!tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) ||
659             !READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) ||
660             READ_ONCE(rdp->rcu_forced_tick)) {
661                 // RCU doesn't need nohz_full help from this CPU, or it is
662                 // already getting that help.
663                 return;
664         }
665
666         // We get here only when not in an extended quiescent state and
667         // from interrupts (as opposed to NMIs).  Therefore, (1) RCU is
668         // already watching and (2) The fact that we are in an interrupt
669         // handler and that the rcu_node lock is an irq-disabled lock
670         // prevents self-deadlock.  So we can safely recheck under the lock.
671         // Note that the nohz_full state currently cannot change.
672         raw_spin_lock_rcu_node(rdp->mynode);
673         if (READ_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs) && !rdp->rcu_forced_tick) {
674                 // A nohz_full CPU is in the kernel and RCU needs a
675                 // quiescent state.  Turn on the tick!
676                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, true);
677                 tick_dep_set_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
678         }
679         raw_spin_unlock_rcu_node(rdp->mynode);
680 }
681 NOKPROBE_SYMBOL(__rcu_irq_enter_check_tick);
682 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
683
684 /*
685  * Check to see if any future non-offloaded RCU-related work will need
686  * to be done by the current CPU, even if none need be done immediately,
687  * returning 1 if so.  This function is part of the RCU implementation;
688  * it is -not- an exported member of the RCU API.  This is used by
689  * the idle-entry code to figure out whether it is safe to disable the
690  * scheduler-clock interrupt.
691  *
692  * Just check whether or not this CPU has non-offloaded RCU callbacks
693  * queued.
694  */
695 int rcu_needs_cpu(void)
696 {
697         return !rcu_segcblist_empty(&this_cpu_ptr(&rcu_data)->cblist) &&
698                 !rcu_rdp_is_offloaded(this_cpu_ptr(&rcu_data));
699 }
700
701 /*
702  * If any sort of urgency was applied to the current CPU (for example,
703  * the scheduler-clock interrupt was enabled on a nohz_full CPU) in order
704  * to get to a quiescent state, disable it.
705  */
706 static void rcu_disable_urgency_upon_qs(struct rcu_data *rdp)
707 {
708         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rdp->mynode);
709         WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, false);
710         WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, false);
711         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) && rdp->rcu_forced_tick) {
712                 tick_dep_clear_cpu(rdp->cpu, TICK_DEP_BIT_RCU);
713                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_forced_tick, false);
714         }
715 }
716
717 /**
718  * rcu_is_watching - RCU read-side critical sections permitted on current CPU?
719  *
720  * Return @true if RCU is watching the running CPU and @false otherwise.
721  * An @true return means that this CPU can safely enter RCU read-side
722  * critical sections.
723  *
724  * Although calls to rcu_is_watching() from most parts of the kernel
725  * will return @true, there are important exceptions.  For example, if the
726  * current CPU is deep within its idle loop, in kernel entry/exit code,
727  * or offline, rcu_is_watching() will return @false.
728  *
729  * Make notrace because it can be called by the internal functions of
730  * ftrace, and making this notrace removes unnecessary recursion calls.
731  */
732 notrace bool rcu_is_watching(void)
733 {
734         bool ret;
735
736         preempt_disable_notrace();
737         ret = rcu_is_watching_curr_cpu();
738         preempt_enable_notrace();
739         return ret;
740 }
741 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_is_watching);
742
743 /*
744  * If a holdout task is actually running, request an urgent quiescent
745  * state from its CPU.  This is unsynchronized, so migrations can cause
746  * the request to go to the wrong CPU.  Which is OK, all that will happen
747  * is that the CPU's next context switch will be a bit slower and next
748  * time around this task will generate another request.
749  */
750 void rcu_request_urgent_qs_task(struct task_struct *t)
751 {
752         int cpu;
753
754         barrier();
755         cpu = task_cpu(t);
756         if (!task_curr(t))
757                 return; /* This task is not running on that CPU. */
758         smp_store_release(per_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs, cpu), true);
759 }
760
761 /*
762  * When trying to report a quiescent state on behalf of some other CPU,
763  * it is our responsibility to check for and handle potential overflow
764  * of the rcu_node ->gp_seq counter with respect to the rcu_data counters.
765  * After all, the CPU might be in deep idle state, and thus executing no
766  * code whatsoever.
767  */
768 static void rcu_gpnum_ovf(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
769 {
770         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
771         if (ULONG_CMP_LT(rcu_seq_current(&rdp->gp_seq) + ULONG_MAX / 4,
772                          rnp->gp_seq))
773                 WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, true);
774         if (ULONG_CMP_LT(rdp->rcu_iw_gp_seq + ULONG_MAX / 4, rnp->gp_seq))
775                 rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq + ULONG_MAX / 4;
776 }
777
778 /*
779  * Snapshot the specified CPU's RCU_WATCHING counter so that we can later
780  * credit them with an implicit quiescent state.  Return 1 if this CPU
781  * is in dynticks idle mode, which is an extended quiescent state.
782  */
783 static int rcu_watching_snap_save(struct rcu_data *rdp)
784 {
785         /*
786          * Full ordering between remote CPU's post idle accesses and updater's
787          * accesses prior to current GP (and also the started GP sequence number)
788          * is enforced by rcu_seq_start() implicit barrier and even further by
789          * smp_mb__after_unlock_lock() barriers chained all the way throughout the
790          * rnp locking tree since rcu_gp_init() and up to the current leaf rnp
791          * locking.
792          *
793          * Ordering between remote CPU's pre idle accesses and post grace period
794          * updater's accesses is enforced by the below acquire semantic.
795          */
796         rdp->watching_snap = ct_rcu_watching_cpu_acquire(rdp->cpu);
797         if (rcu_watching_snap_in_eqs(rdp->watching_snap)) {
798                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
799                 rcu_gpnum_ovf(rdp->mynode, rdp);
800                 return 1;
801         }
802         return 0;
803 }
804
805 /*
806  * Returns positive if the specified CPU has passed through a quiescent state
807  * by virtue of being in or having passed through an dynticks idle state since
808  * the last call to rcu_watching_snap_save() for this same CPU, or by
809  * virtue of having been offline.
810  *
811  * Returns negative if the specified CPU needs a force resched.
812  *
813  * Returns zero otherwise.
814  */
815 static int rcu_watching_snap_recheck(struct rcu_data *rdp)
816 {
817         unsigned long jtsq;
818         int ret = 0;
819         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
820
821         /*
822          * If the CPU passed through or entered a dynticks idle phase with
823          * no active irq/NMI handlers, then we can safely pretend that the CPU
824          * already acknowledged the request to pass through a quiescent
825          * state.  Either way, that CPU cannot possibly be in an RCU
826          * read-side critical section that started before the beginning
827          * of the current RCU grace period.
828          */
829         if (rcu_watching_snap_stopped_since(rdp, rdp->watching_snap)) {
830                 trace_rcu_fqs(rcu_state.name, rdp->gp_seq, rdp->cpu, TPS("dti"));
831                 rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
832                 return 1;
833         }
834
835         /*
836          * Complain if a CPU that is considered to be offline from RCU's
837          * perspective has not yet reported a quiescent state.  After all,
838          * the offline CPU should have reported a quiescent state during
839          * the CPU-offline process, or, failing that, by rcu_gp_init()
840          * if it ran concurrently with either the CPU going offline or the
841          * last task on a leaf rcu_node structure exiting its RCU read-side
842          * critical section while all CPUs corresponding to that structure
843          * are offline.  This added warning detects bugs in any of these
844          * code paths.
845          *
846          * The rcu_node structure's ->lock is held here, which excludes
847          * the relevant portions the CPU-hotplug code, the grace-period
848          * initialization code, and the rcu_read_unlock() code paths.
849          *
850          * For more detail, please refer to the "Hotplug CPU" section
851          * of RCU's Requirements documentation.
852          */
853         if (WARN_ON_ONCE(!rcu_rdp_cpu_online(rdp))) {
854                 struct rcu_node *rnp1;
855
856                 pr_info("%s: grp: %d-%d level: %d ->gp_seq %ld ->completedqs %ld\n",
857                         __func__, rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->level,
858                         (long)rnp->gp_seq, (long)rnp->completedqs);
859                 for (rnp1 = rnp; rnp1; rnp1 = rnp1->parent)
860                         pr_info("%s: %d:%d ->qsmask %#lx ->qsmaskinit %#lx ->qsmaskinitnext %#lx ->rcu_gp_init_mask %#lx\n",
861                                 __func__, rnp1->grplo, rnp1->grphi, rnp1->qsmask, rnp1->qsmaskinit, rnp1->qsmaskinitnext, rnp1->rcu_gp_init_mask);
862                 pr_info("%s %d: %c online: %ld(%d) offline: %ld(%d)\n",
863                         __func__, rdp->cpu, ".o"[rcu_rdp_cpu_online(rdp)],
864                         (long)rdp->rcu_onl_gp_seq, rdp->rcu_onl_gp_state,
865                         (long)rdp->rcu_ofl_gp_seq, rdp->rcu_ofl_gp_state);
866                 return 1; /* Break things loose after complaining. */
867         }
868
869         /*
870          * A CPU running for an extended time within the kernel can
871          * delay RCU grace periods: (1) At age jiffies_to_sched_qs,
872          * set .rcu_urgent_qs, (2) At age 2*jiffies_to_sched_qs, set
873          * both .rcu_need_heavy_qs and .rcu_urgent_qs.  Note that the
874          * unsynchronized assignments to the per-CPU rcu_need_heavy_qs
875          * variable are safe because the assignments are repeated if this
876          * CPU failed to pass through a quiescent state.  This code
877          * also checks .jiffies_resched in case jiffies_to_sched_qs
878          * is set way high.
879          */
880         jtsq = READ_ONCE(jiffies_to_sched_qs);
881         if (!READ_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs) &&
882             (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq * 2) ||
883              time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched) ||
884              rcu_state.cbovld)) {
885                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_need_heavy_qs, true);
886                 /* Store rcu_need_heavy_qs before rcu_urgent_qs. */
887                 smp_store_release(&rdp->rcu_urgent_qs, true);
888         } else if (time_after(jiffies, rcu_state.gp_start + jtsq)) {
889                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
890         }
891
892         /*
893          * NO_HZ_FULL CPUs can run in-kernel without rcu_sched_clock_irq!
894          * The above code handles this, but only for straight cond_resched().
895          * And some in-kernel loops check need_resched() before calling
896          * cond_resched(), which defeats the above code for CPUs that are
897          * running in-kernel with scheduling-clock interrupts disabled.
898          * So hit them over the head with the resched_cpu() hammer!
899          */
900         if (tick_nohz_full_cpu(rdp->cpu) &&
901             (time_after(jiffies, READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq * 3) ||
902              rcu_state.cbovld)) {
903                 WRITE_ONCE(rdp->rcu_urgent_qs, true);
904                 WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
905                 ret = -1;
906         }
907
908         /*
909          * If more than halfway to RCU CPU stall-warning time, invoke
910          * resched_cpu() more frequently to try to loosen things up a bit.
911          * Also check to see if the CPU is getting hammered with interrupts,
912          * but only once per grace period, just to keep the IPIs down to
913          * a dull roar.
914          */
915         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_resched)) {
916                 if (time_after(jiffies,
917                                READ_ONCE(rdp->last_fqs_resched) + jtsq)) {
918                         WRITE_ONCE(rdp->last_fqs_resched, jiffies);
919                         ret = -1;
920                 }
921                 if (IS_ENABLED(CONFIG_IRQ_WORK) &&
922                     !rdp->rcu_iw_pending && rdp->rcu_iw_gp_seq != rnp->gp_seq &&
923                     (rnp->ffmask & rdp->grpmask)) {
924                         rdp->rcu_iw_pending = true;
925                         rdp->rcu_iw_gp_seq = rnp->gp_seq;
926                         irq_work_queue_on(&rdp->rcu_iw, rdp->cpu);
927                 }
928
929                 if (rcu_cpu_stall_cputime && rdp->snap_record.gp_seq != rdp->gp_seq) {
930                         int cpu = rdp->cpu;
931                         struct rcu_snap_record *rsrp;
932                         struct kernel_cpustat *kcsp;
933
934                         kcsp = &kcpustat_cpu(cpu);
935
936                         rsrp = &rdp->snap_record;
937                         rsrp->cputime_irq     = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_IRQ, cpu);
938                         rsrp->cputime_softirq = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SOFTIRQ, cpu);
939                         rsrp->cputime_system  = kcpustat_field(kcsp, CPUTIME_SYSTEM, cpu);
940                         rsrp->nr_hardirqs = kstat_cpu_irqs_sum(rdp->cpu);
941                         rsrp->nr_softirqs = kstat_cpu_softirqs_sum(rdp->cpu);
942                         rsrp->nr_csw = nr_context_switches_cpu(rdp->cpu);
943                         rsrp->jiffies = jiffies;
944                         rsrp->gp_seq = rdp->gp_seq;
945                 }
946         }
947
948         return ret;
949 }
950
951 /* Trace-event wrapper function for trace_rcu_future_grace_period.  */
952 static void trace_rcu_this_gp(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp,
953                               unsigned long gp_seq_req, const char *s)
954 {
955         trace_rcu_future_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
956                                       gp_seq_req, rnp->level,
957                                       rnp->grplo, rnp->grphi, s);
958 }
959
960 /*
961  * rcu_start_this_gp - Request the start of a particular grace period
962  * @rnp_start: The leaf node of the CPU from which to start.
963  * @rdp: The rcu_data corresponding to the CPU from which to start.
964  * @gp_seq_req: The gp_seq of the grace period to start.
965  *
966  * Start the specified grace period, as needed to handle newly arrived
967  * callbacks.  The required future grace periods are recorded in each
968  * rcu_node structure's ->gp_seq_needed field.  Returns true if there
969  * is reason to awaken the grace-period kthread.
970  *
971  * The caller must hold the specified rcu_node structure's ->lock, which
972  * is why the caller is responsible for waking the grace-period kthread.
973  *
974  * Returns true if the GP thread needs to be awakened else false.
975  */
976 static bool rcu_start_this_gp(struct rcu_node *rnp_start, struct rcu_data *rdp,
977                               unsigned long gp_seq_req)
978 {
979         bool ret = false;
980         struct rcu_node *rnp;
981
982         /*
983          * Use funnel locking to either acquire the root rcu_node
984          * structure's lock or bail out if the need for this grace period
985          * has already been recorded -- or if that grace period has in
986          * fact already started.  If there is already a grace period in
987          * progress in a non-leaf node, no recording is needed because the
988          * end of the grace period will scan the leaf rcu_node structures.
989          * Note that rnp_start->lock must not be released.
990          */
991         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_start);
992         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req, TPS("Startleaf"));
993         for (rnp = rnp_start; 1; rnp = rnp->parent) {
994                 if (rnp != rnp_start)
995                         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
996                 if (ULONG_CMP_GE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req) ||
997                     rcu_seq_started(&rnp->gp_seq, gp_seq_req) ||
998                     (rnp != rnp_start &&
999                      rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))) {
1000                         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req,
1001                                           TPS("Prestarted"));
1002                         goto unlock_out;
1003                 }
1004                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq_needed, gp_seq_req);
1005                 if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq))) {
1006                         /*
1007                          * We just marked the leaf or internal node, and a
1008                          * grace period is in progress, which means that
1009                          * rcu_gp_cleanup() will see the marking.  Bail to
1010                          * reduce contention.
1011                          */
1012                         trace_rcu_this_gp(rnp_start, rdp, gp_seq_req,
1013                                           TPS("Startedleaf"));
1014                         goto unlock_out;
1015                 }
1016                 if (rnp != rnp_start && rnp->parent != NULL)
1017                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1018                 if (!rnp->parent)
1019                         break;  /* At root, and perhaps also leaf. */
1020         }
1021
1022         /* If GP already in progress, just leave, otherwise start one. */
1023         if (rcu_gp_in_progress()) {
1024                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedleafroot"));
1025                 goto unlock_out;
1026         }
1027         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("Startedroot"));
1028         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_INIT);
1029         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
1030         if (!READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread)) {
1031                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req, TPS("NoGPkthread"));
1032                 goto unlock_out;
1033         }
1034         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, data_race(rcu_state.gp_seq), TPS("newreq"));
1035         ret = true;  /* Caller must wake GP kthread. */
1036 unlock_out:
1037         /* Push furthest requested GP to leaf node and rcu_data structure. */
1038         if (ULONG_CMP_LT(gp_seq_req, rnp->gp_seq_needed)) {
1039                 WRITE_ONCE(rnp_start->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1040                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1041         }
1042         if (rnp != rnp_start)
1043                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Clean up any old requests for the just-ended grace period.  Also return
1049  * whether any additional grace periods have been requested.
1050  */
1051 static bool rcu_future_gp_cleanup(struct rcu_node *rnp)
1052 {
1053         bool needmore;
1054         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1055
1056         needmore = ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed);
1057         if (!needmore)
1058                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq; /* Avoid counter wrap. */
1059         trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq,
1060                           needmore ? TPS("CleanupMore") : TPS("Cleanup"));
1061         return needmore;
1062 }
1063
1064 static void swake_up_one_online_ipi(void *arg)
1065 {
1066         struct swait_queue_head *wqh = arg;
1067
1068         swake_up_one(wqh);
1069 }
1070
1071 static void swake_up_one_online(struct swait_queue_head *wqh)
1072 {
1073         int cpu = get_cpu();
1074
1075         /*
1076          * If called from rcutree_report_cpu_starting(), wake up
1077          * is dangerous that late in the CPU-down hotplug process. The
1078          * scheduler might queue an ignored hrtimer. Defer the wake up
1079          * to an online CPU instead.
1080          */
1081         if (unlikely(cpu_is_offline(cpu))) {
1082                 int target;
1083
1084                 target = cpumask_any_and(housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU),
1085                                          cpu_online_mask);
1086
1087                 smp_call_function_single(target, swake_up_one_online_ipi,
1088                                          wqh, 0);
1089                 put_cpu();
1090         } else {
1091                 put_cpu();
1092                 swake_up_one(wqh);
1093         }
1094 }
1095
1096 /*
1097  * Awaken the grace-period kthread.  Don't do a self-awaken (unless in an
1098  * interrupt or softirq handler, in which case we just might immediately
1099  * sleep upon return, resulting in a grace-period hang), and don't bother
1100  * awakening when there is nothing for the grace-period kthread to do
1101  * (as in several CPUs raced to awaken, we lost), and finally don't try
1102  * to awaken a kthread that has not yet been created.  If all those checks
1103  * are passed, track some debug information and awaken.
1104  *
1105  * So why do the self-wakeup when in an interrupt or softirq handler
1106  * in the grace-period kthread's context?  Because the kthread might have
1107  * been interrupted just as it was going to sleep, and just after the final
1108  * pre-sleep check of the awaken condition.  In this case, a wakeup really
1109  * is required, and is therefore supplied.
1110  */
1111 static void rcu_gp_kthread_wake(void)
1112 {
1113         struct task_struct *t = READ_ONCE(rcu_state.gp_kthread);
1114
1115         if ((current == t && !in_hardirq() && !in_serving_softirq()) ||
1116             !READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) || !t)
1117                 return;
1118         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_time, jiffies);
1119         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_wake_seq, READ_ONCE(rcu_state.gp_seq));
1120         swake_up_one_online(&rcu_state.gp_wq);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * If there is room, assign a ->gp_seq number to any callbacks on this
1125  * CPU that have not already been assigned.  Also accelerate any callbacks
1126  * that were previously assigned a ->gp_seq number that has since proven
1127  * to be too conservative, which can happen if callbacks get assigned a
1128  * ->gp_seq number while RCU is idle, but with reference to a non-root
1129  * rcu_node structure.  This function is idempotent, so it does not hurt
1130  * to call it repeatedly.  Returns an flag saying that we should awaken
1131  * the RCU grace-period kthread.
1132  *
1133  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1134  */
1135 static bool rcu_accelerate_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1136 {
1137         unsigned long gp_seq_req;
1138         bool ret = false;
1139
1140         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1141         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1142
1143         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1144         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1145                 return false;
1146
1147         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPreAcc"));
1148
1149         /*
1150          * Callbacks are often registered with incomplete grace-period
1151          * information.  Something about the fact that getting exact
1152          * information requires acquiring a global lock...  RCU therefore
1153          * makes a conservative estimate of the grace period number at which
1154          * a given callback will become ready to invoke.        The following
1155          * code checks this estimate and improves it when possible, thus
1156          * accelerating callback invocation to an earlier grace-period
1157          * number.
1158          */
1159         gp_seq_req = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1160         if (rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, gp_seq_req))
1161                 ret = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, gp_seq_req);
1162
1163         /* Trace depending on how much we were able to accelerate. */
1164         if (rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_WAIT_TAIL))
1165                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccWaitCB"));
1166         else
1167                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, gp_seq_req, TPS("AccReadyCB"));
1168
1169         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbPostAcc"));
1170
1171         return ret;
1172 }
1173
1174 /*
1175  * Similar to rcu_accelerate_cbs(), but does not require that the leaf
1176  * rcu_node structure's ->lock be held.  It consults the cached value
1177  * of ->gp_seq_needed in the rcu_data structure, and if that indicates
1178  * that a new grace-period request be made, invokes rcu_accelerate_cbs()
1179  * while holding the leaf rcu_node structure's ->lock.
1180  */
1181 static void rcu_accelerate_cbs_unlocked(struct rcu_node *rnp,
1182                                         struct rcu_data *rdp)
1183 {
1184         unsigned long c;
1185         bool needwake;
1186
1187         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1188         c = rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq);
1189         if (!READ_ONCE(rdp->gpwrap) && ULONG_CMP_GE(rdp->gp_seq_needed, c)) {
1190                 /* Old request still live, so mark recent callbacks. */
1191                 (void)rcu_segcblist_accelerate(&rdp->cblist, c);
1192                 return;
1193         }
1194         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
1195         needwake = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1196         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
1197         if (needwake)
1198                 rcu_gp_kthread_wake();
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Move any callbacks whose grace period has completed to the
1203  * RCU_DONE_TAIL sublist, then compact the remaining sublists and
1204  * assign ->gp_seq numbers to any callbacks in the RCU_NEXT_TAIL
1205  * sublist.  This function is idempotent, so it does not hurt to
1206  * invoke it repeatedly.  As long as it is not invoked -too- often...
1207  * Returns true if the RCU grace-period kthread needs to be awakened.
1208  *
1209  * The caller must hold rnp->lock with interrupts disabled.
1210  */
1211 static bool rcu_advance_cbs(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1212 {
1213         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1214         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1215
1216         /* If no pending (not yet ready to invoke) callbacks, nothing to do. */
1217         if (!rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist))
1218                 return false;
1219
1220         /*
1221          * Find all callbacks whose ->gp_seq numbers indicate that they
1222          * are ready to invoke, and put them into the RCU_DONE_TAIL sublist.
1223          */
1224         rcu_segcblist_advance(&rdp->cblist, rnp->gp_seq);
1225
1226         /* Classify any remaining callbacks. */
1227         return rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp);
1228 }
1229
1230 /*
1231  * Move and classify callbacks, but only if doing so won't require
1232  * that the RCU grace-period kthread be awakened.
1233  */
1234 static void __maybe_unused rcu_advance_cbs_nowake(struct rcu_node *rnp,
1235                                                   struct rcu_data *rdp)
1236 {
1237         rcu_lockdep_assert_cblist_protected(rdp);
1238         if (!rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)) || !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp))
1239                 return;
1240         // The grace period cannot end while we hold the rcu_node lock.
1241         if (rcu_seq_state(rcu_seq_current(&rnp->gp_seq)))
1242                 WARN_ON_ONCE(rcu_advance_cbs(rnp, rdp));
1243         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1244 }
1245
1246 /*
1247  * In CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD=y kernels, attempt to generate a
1248  * quiescent state.  This is intended to be invoked when the CPU notices
1249  * a new grace period.
1250  */
1251 static void rcu_strict_gp_check_qs(void)
1252 {
1253         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD)) {
1254                 rcu_read_lock();
1255                 rcu_read_unlock();
1256         }
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Update CPU-local rcu_data state to record the beginnings and ends of
1261  * grace periods.  The caller must hold the ->lock of the leaf rcu_node
1262  * structure corresponding to the current CPU, and must have irqs disabled.
1263  * Returns true if the grace-period kthread needs to be awakened.
1264  */
1265 static bool __note_gp_changes(struct rcu_node *rnp, struct rcu_data *rdp)
1266 {
1267         bool ret = false;
1268         bool need_qs;
1269         const bool offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
1270
1271         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1272
1273         if (rdp->gp_seq == rnp->gp_seq)
1274                 return false; /* Nothing to do. */
1275
1276         /* Handle the ends of any preceding grace periods first. */
1277         if (rcu_seq_completed_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1278             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1279                 if (!offloaded)
1280                         ret = rcu_advance_cbs(rnp, rdp); /* Advance CBs. */
1281                 rdp->core_needs_qs = false;
1282                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuend"));
1283         } else {
1284                 if (!offloaded)
1285                         ret = rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp); /* Recent CBs. */
1286                 if (rdp->core_needs_qs)
1287                         rdp->core_needs_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1288         }
1289
1290         /* Now handle the beginnings of any new-to-this-CPU grace periods. */
1291         if (rcu_seq_new_gp(rdp->gp_seq, rnp->gp_seq) ||
1292             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) {
1293                 /*
1294                  * If the current grace period is waiting for this CPU,
1295                  * set up to detect a quiescent state, otherwise don't
1296                  * go looking for one.
1297                  */
1298                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rnp->gp_seq, TPS("cpustart"));
1299                 need_qs = !!(rnp->qsmask & rdp->grpmask);
1300                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = need_qs;
1301                 rdp->core_needs_qs = need_qs;
1302                 zero_cpu_stall_ticks(rdp);
1303         }
1304         rdp->gp_seq = rnp->gp_seq;  /* Remember new grace-period state. */
1305         if (ULONG_CMP_LT(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed) || rdp->gpwrap)
1306                 WRITE_ONCE(rdp->gp_seq_needed, rnp->gp_seq_needed);
1307         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) && READ_ONCE(rdp->gpwrap))
1308                 WRITE_ONCE(rdp->last_sched_clock, jiffies);
1309         WRITE_ONCE(rdp->gpwrap, false);
1310         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp);
1311         return ret;
1312 }
1313
1314 static void note_gp_changes(struct rcu_data *rdp)
1315 {
1316         unsigned long flags;
1317         bool needwake;
1318         struct rcu_node *rnp;
1319
1320         local_irq_save(flags);
1321         rnp = rdp->mynode;
1322         if ((rdp->gp_seq == rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) &&
1323              !unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) || /* w/out lock. */
1324             !raw_spin_trylock_rcu_node(rnp)) { /* irqs already off, so later. */
1325                 local_irq_restore(flags);
1326                 return;
1327         }
1328         needwake = __note_gp_changes(rnp, rdp);
1329         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1330         rcu_strict_gp_check_qs();
1331         if (needwake)
1332                 rcu_gp_kthread_wake();
1333 }
1334
1335 static atomic_t *rcu_gp_slow_suppress;
1336
1337 /* Register a counter to suppress debugging grace-period delays. */
1338 void rcu_gp_slow_register(atomic_t *rgssp)
1339 {
1340         WARN_ON_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1341
1342         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, rgssp);
1343 }
1344 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_register);
1345
1346 /* Unregister a counter, with NULL for not caring which. */
1347 void rcu_gp_slow_unregister(atomic_t *rgssp)
1348 {
1349         WARN_ON_ONCE(rgssp && rgssp != rcu_gp_slow_suppress && rcu_gp_slow_suppress != NULL);
1350
1351         WRITE_ONCE(rcu_gp_slow_suppress, NULL);
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_slow_unregister);
1354
1355 static bool rcu_gp_slow_is_suppressed(void)
1356 {
1357         atomic_t *rgssp = READ_ONCE(rcu_gp_slow_suppress);
1358
1359         return rgssp && atomic_read(rgssp);
1360 }
1361
1362 static void rcu_gp_slow(int delay)
1363 {
1364         if (!rcu_gp_slow_is_suppressed() && delay > 0 &&
1365             !(rcu_seq_ctr(rcu_state.gp_seq) % (rcu_num_nodes * PER_RCU_NODE_PERIOD * delay)))
1366                 schedule_timeout_idle(delay);
1367 }
1368
1369 static unsigned long sleep_duration;
1370
1371 /* Allow rcutorture to stall the grace-period kthread. */
1372 void rcu_gp_set_torture_wait(int duration)
1373 {
1374         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST) && duration > 0)
1375                 WRITE_ONCE(sleep_duration, duration);
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_gp_set_torture_wait);
1378
1379 /* Actually implement the aforementioned wait. */
1380 static void rcu_gp_torture_wait(void)
1381 {
1382         unsigned long duration;
1383
1384         if (!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
1385                 return;
1386         duration = xchg(&sleep_duration, 0UL);
1387         if (duration > 0) {
1388                 pr_alert("%s: Waiting %lu jiffies\n", __func__, duration);
1389                 schedule_timeout_idle(duration);
1390                 pr_alert("%s: Wait complete\n", __func__);
1391         }
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Handler for on_each_cpu() to invoke the target CPU's RCU core
1396  * processing.
1397  */
1398 static void rcu_strict_gp_boundary(void *unused)
1399 {
1400         invoke_rcu_core();
1401 }
1402
1403 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period.
1404 static void rcu_poll_gp_seq_start(unsigned long *snap)
1405 {
1406         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1407
1408         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1409                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1410
1411         // If RCU was idle, note beginning of GP.
1412         if (!rcu_seq_state(rcu_state.gp_seq_polled))
1413                 rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled);
1414
1415         // Either way, record current state.
1416         *snap = rcu_state.gp_seq_polled;
1417 }
1418
1419 // Make the polled API aware of the end of a grace period.
1420 static void rcu_poll_gp_seq_end(unsigned long *snap)
1421 {
1422         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1423
1424         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1425                 raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
1426
1427         // If the previously noted GP is still in effect, record the
1428         // end of that GP.  Either way, zero counter to avoid counter-wrap
1429         // problems.
1430         if (*snap && *snap == rcu_state.gp_seq_polled) {
1431                 rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled);
1432                 rcu_state.gp_seq_polled_snap = 0;
1433                 rcu_state.gp_seq_polled_exp_snap = 0;
1434         } else {
1435                 *snap = 0;
1436         }
1437 }
1438
1439 // Make the polled API aware of the beginning of a grace period, but
1440 // where caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1441 static void rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(unsigned long *snap)
1442 {
1443         unsigned long flags;
1444         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1445
1446         if (rcu_init_invoked()) {
1447                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1448                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1449                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1450         }
1451         rcu_poll_gp_seq_start(snap);
1452         if (rcu_init_invoked())
1453                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1454 }
1455
1456 // Make the polled API aware of the end of a grace period, but where
1457 // caller does not hold the root rcu_node structure's lock.
1458 static void rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(unsigned long *snap)
1459 {
1460         unsigned long flags;
1461         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1462
1463         if (rcu_init_invoked()) {
1464                 if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
1465                         lockdep_assert_irqs_enabled();
1466                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1467         }
1468         rcu_poll_gp_seq_end(snap);
1469         if (rcu_init_invoked())
1470                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
1471 }
1472
1473 /*
1474  * There is a single llist, which is used for handling
1475  * synchronize_rcu() users' enqueued rcu_synchronize nodes.
1476  * Within this llist, there are two tail pointers:
1477  *
1478  * wait tail: Tracks the set of nodes, which need to
1479  *            wait for the current GP to complete.
1480  * done tail: Tracks the set of nodes, for which grace
1481  *            period has elapsed. These nodes processing
1482  *            will be done as part of the cleanup work
1483  *            execution by a kworker.
1484  *
1485  * At every grace period init, a new wait node is added
1486  * to the llist. This wait node is used as wait tail
1487  * for this new grace period. Given that there are a fixed
1488  * number of wait nodes, if all wait nodes are in use
1489  * (which can happen when kworker callback processing
1490  * is delayed) and additional grace period is requested.
1491  * This means, a system is slow in processing callbacks.
1492  *
1493  * TODO: If a slow processing is detected, a first node
1494  * in the llist should be used as a wait-tail for this
1495  * grace period, therefore users which should wait due
1496  * to a slow process are handled by _this_ grace period
1497  * and not next.
1498  *
1499  * Below is an illustration of how the done and wait
1500  * tail pointers move from one set of rcu_synchronize nodes
1501  * to the other, as grace periods start and finish and
1502  * nodes are processed by kworker.
1503  *
1504  *
1505  * a. Initial llist callbacks list:
1506  *
1507  * +----------+           +--------+          +-------+
1508  * |          |           |        |          |       |
1509  * |   head   |---------> |   cb2  |--------->| cb1   |
1510  * |          |           |        |          |       |
1511  * +----------+           +--------+          +-------+
1512  *
1513  *
1514  *
1515  * b. New GP1 Start:
1516  *
1517  *                    WAIT TAIL
1518  *                      |
1519  *                      |
1520  *                      v
1521  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1522  * |          |     |        |      |        |        |       |
1523  * |   head   ------> wait   |------>   cb2  |------> |  cb1  |
1524  * |          |     | head1  |      |        |        |       |
1525  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1526  *
1527  *
1528  *
1529  * c. GP completion:
1530  *
1531  * WAIT_TAIL == DONE_TAIL
1532  *
1533  *                   DONE TAIL
1534  *                     |
1535  *                     |
1536  *                     v
1537  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1538  * |          |     |        |      |        |        |       |
1539  * |   head   ------> wait   |------>   cb2  |------> |  cb1  |
1540  * |          |     | head1  |      |        |        |       |
1541  * +----------+     +--------+      +--------+        +-------+
1542  *
1543  *
1544  *
1545  * d. New callbacks and GP2 start:
1546  *
1547  *                    WAIT TAIL                          DONE TAIL
1548  *                      |                                 |
1549  *                      |                                 |
1550  *                      v                                 v
1551  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1552  * |          |     |      |    |      |    |      |    |     |    |     |    |     |
1553  * |   head   ------> wait |--->|  cb4 |--->| cb3  |--->|wait |--->| cb2 |--->| cb1 |
1554  * |          |     | head2|    |      |    |      |    |head1|    |     |    |     |
1555  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1556  *
1557  *
1558  *
1559  * e. GP2 completion:
1560  *
1561  * WAIT_TAIL == DONE_TAIL
1562  *                   DONE TAIL
1563  *                      |
1564  *                      |
1565  *                      v
1566  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1567  * |          |     |      |    |      |    |      |    |     |    |     |    |     |
1568  * |   head   ------> wait |--->|  cb4 |--->| cb3  |--->|wait |--->| cb2 |--->| cb1 |
1569  * |          |     | head2|    |      |    |      |    |head1|    |     |    |     |
1570  * +----------+     +------+    +------+    +------+    +-----+    +-----+    +-----+
1571  *
1572  *
1573  * While the llist state transitions from d to e, a kworker
1574  * can start executing rcu_sr_normal_gp_cleanup_work() and
1575  * can observe either the old done tail (@c) or the new
1576  * done tail (@e). So, done tail updates and reads need
1577  * to use the rel-acq semantics. If the concurrent kworker
1578  * observes the old done tail, the newly queued work
1579  * execution will process the updated done tail. If the
1580  * concurrent kworker observes the new done tail, then
1581  * the newly queued work will skip processing the done
1582  * tail, as workqueue semantics guarantees that the new
1583  * work is executed only after the previous one completes.
1584  *
1585  * f. kworker callbacks processing complete:
1586  *
1587  *
1588  *                   DONE TAIL
1589  *                     |
1590  *                     |
1591  *                     v
1592  * +----------+     +--------+
1593  * |          |     |        |
1594  * |   head   ------> wait   |
1595  * |          |     | head2  |
1596  * +----------+     +--------+
1597  *
1598  */
1599 static bool rcu_sr_is_wait_head(struct llist_node *node)
1600 {
1601         return &(rcu_state.srs_wait_nodes)[0].node <= node &&
1602                 node <= &(rcu_state.srs_wait_nodes)[SR_NORMAL_GP_WAIT_HEAD_MAX - 1].node;
1603 }
1604
1605 static struct llist_node *rcu_sr_get_wait_head(void)
1606 {
1607         struct sr_wait_node *sr_wn;
1608         int i;
1609
1610         for (i = 0; i < SR_NORMAL_GP_WAIT_HEAD_MAX; i++) {
1611                 sr_wn = &(rcu_state.srs_wait_nodes)[i];
1612
1613                 if (!atomic_cmpxchg_acquire(&sr_wn->inuse, 0, 1))
1614                         return &sr_wn->node;
1615         }
1616
1617         return NULL;
1618 }
1619
1620 static void rcu_sr_put_wait_head(struct llist_node *node)
1621 {
1622         struct sr_wait_node *sr_wn = container_of(node, struct sr_wait_node, node);
1623
1624         atomic_set_release(&sr_wn->inuse, 0);
1625 }
1626
1627 /* Disabled by default. */
1628 static int rcu_normal_wake_from_gp;
1629 module_param(rcu_normal_wake_from_gp, int, 0644);
1630 static struct workqueue_struct *sync_wq;
1631
1632 static void rcu_sr_normal_complete(struct llist_node *node)
1633 {
1634         struct rcu_synchronize *rs = container_of(
1635                 (struct rcu_head *) node, struct rcu_synchronize, head);
1636         unsigned long oldstate = (unsigned long) rs->head.func;
1637
1638         WARN_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU) &&
1639                 !poll_state_synchronize_rcu(oldstate),
1640                 "A full grace period is not passed yet: %lu",
1641                 rcu_seq_diff(get_state_synchronize_rcu(), oldstate));
1642
1643         /* Finally. */
1644         complete(&rs->completion);
1645 }
1646
1647 static void rcu_sr_normal_gp_cleanup_work(struct work_struct *work)
1648 {
1649         struct llist_node *done, *rcu, *next, *head;
1650
1651         /*
1652          * This work execution can potentially execute
1653          * while a new done tail is being updated by
1654          * grace period kthread in rcu_sr_normal_gp_cleanup().
1655          * So, read and updates of done tail need to
1656          * follow acq-rel semantics.
1657          *
1658          * Given that wq semantics guarantees that a single work
1659          * cannot execute concurrently by multiple kworkers,
1660          * the done tail list manipulations are protected here.
1661          */
1662         done = smp_load_acquire(&rcu_state.srs_done_tail);
1663         if (WARN_ON_ONCE(!done))
1664                 return;
1665
1666         WARN_ON_ONCE(!rcu_sr_is_wait_head(done));
1667         head = done->next;
1668         done->next = NULL;
1669
1670         /*
1671          * The dummy node, which is pointed to by the
1672          * done tail which is acq-read above is not removed
1673          * here.  This allows lockless additions of new
1674          * rcu_synchronize nodes in rcu_sr_normal_add_req(),
1675          * while the cleanup work executes. The dummy
1676          * nodes is removed, in next round of cleanup
1677          * work execution.
1678          */
1679         llist_for_each_safe(rcu, next, head) {
1680                 if (!rcu_sr_is_wait_head(rcu)) {
1681                         rcu_sr_normal_complete(rcu);
1682                         continue;
1683                 }
1684
1685                 rcu_sr_put_wait_head(rcu);
1686         }
1687
1688         /* Order list manipulations with atomic access. */
1689         atomic_dec_return_release(&rcu_state.srs_cleanups_pending);
1690 }
1691
1692 /*
1693  * Helper function for rcu_gp_cleanup().
1694  */
1695 static void rcu_sr_normal_gp_cleanup(void)
1696 {
1697         struct llist_node *wait_tail, *next = NULL, *rcu = NULL;
1698         int done = 0;
1699
1700         wait_tail = rcu_state.srs_wait_tail;
1701         if (wait_tail == NULL)
1702                 return;
1703
1704         rcu_state.srs_wait_tail = NULL;
1705         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_wait_tail);
1706         WARN_ON_ONCE(!rcu_sr_is_wait_head(wait_tail));
1707
1708         /*
1709          * Process (a) and (d) cases. See an illustration.
1710          */
1711         llist_for_each_safe(rcu, next, wait_tail->next) {
1712                 if (rcu_sr_is_wait_head(rcu))
1713                         break;
1714
1715                 rcu_sr_normal_complete(rcu);
1716                 // It can be last, update a next on this step.
1717                 wait_tail->next = next;
1718
1719                 if (++done == SR_MAX_USERS_WAKE_FROM_GP)
1720                         break;
1721         }
1722
1723         /*
1724          * Fast path, no more users to process except putting the second last
1725          * wait head if no inflight-workers. If there are in-flight workers,
1726          * they will remove the last wait head.
1727          *
1728          * Note that the ACQUIRE orders atomic access with list manipulation.
1729          */
1730         if (wait_tail->next && wait_tail->next->next == NULL &&
1731             rcu_sr_is_wait_head(wait_tail->next) &&
1732             !atomic_read_acquire(&rcu_state.srs_cleanups_pending)) {
1733                 rcu_sr_put_wait_head(wait_tail->next);
1734                 wait_tail->next = NULL;
1735         }
1736
1737         /* Concurrent sr_normal_gp_cleanup work might observe this update. */
1738         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_done_tail);
1739         smp_store_release(&rcu_state.srs_done_tail, wait_tail);
1740
1741         /*
1742          * We schedule a work in order to perform a final processing
1743          * of outstanding users(if still left) and releasing wait-heads
1744          * added by rcu_sr_normal_gp_init() call.
1745          */
1746         if (wait_tail->next) {
1747                 atomic_inc(&rcu_state.srs_cleanups_pending);
1748                 if (!queue_work(sync_wq, &rcu_state.srs_cleanup_work))
1749                         atomic_dec(&rcu_state.srs_cleanups_pending);
1750         }
1751 }
1752
1753 /*
1754  * Helper function for rcu_gp_init().
1755  */
1756 static bool rcu_sr_normal_gp_init(void)
1757 {
1758         struct llist_node *first;
1759         struct llist_node *wait_head;
1760         bool start_new_poll = false;
1761
1762         first = READ_ONCE(rcu_state.srs_next.first);
1763         if (!first || rcu_sr_is_wait_head(first))
1764                 return start_new_poll;
1765
1766         wait_head = rcu_sr_get_wait_head();
1767         if (!wait_head) {
1768                 // Kick another GP to retry.
1769                 start_new_poll = true;
1770                 return start_new_poll;
1771         }
1772
1773         /* Inject a wait-dummy-node. */
1774         llist_add(wait_head, &rcu_state.srs_next);
1775
1776         /*
1777          * A waiting list of rcu_synchronize nodes should be empty on
1778          * this step, since a GP-kthread, rcu_gp_init() -> gp_cleanup(),
1779          * rolls it over. If not, it is a BUG, warn a user.
1780          */
1781         WARN_ON_ONCE(rcu_state.srs_wait_tail != NULL);
1782         rcu_state.srs_wait_tail = wait_head;
1783         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.srs_wait_tail);
1784
1785         return start_new_poll;
1786 }
1787
1788 static void rcu_sr_normal_add_req(struct rcu_synchronize *rs)
1789 {
1790         llist_add((struct llist_node *) &rs->head, &rcu_state.srs_next);
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Initialize a new grace period.  Return false if no grace period required.
1795  */
1796 static noinline_for_stack bool rcu_gp_init(void)
1797 {
1798         unsigned long flags;
1799         unsigned long oldmask;
1800         unsigned long mask;
1801         struct rcu_data *rdp;
1802         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1803         bool start_new_poll;
1804
1805         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1806         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
1807         if (!rcu_state.gp_flags) {
1808                 /* Spurious wakeup, tell caller to go back to sleep.  */
1809                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1810                 return false;
1811         }
1812         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, 0); /* Clear all flags: New GP. */
1813
1814         if (WARN_ON_ONCE(rcu_gp_in_progress())) {
1815                 /*
1816                  * Grace period already in progress, don't start another.
1817                  * Not supposed to be able to happen.
1818                  */
1819                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1820                 return false;
1821         }
1822
1823         /* Advance to a new grace period and initialize state. */
1824         record_gp_stall_check_time();
1825         /* Record GP times before starting GP, hence rcu_seq_start(). */
1826         rcu_seq_start(&rcu_state.gp_seq);
1827         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
1828         start_new_poll = rcu_sr_normal_gp_init();
1829         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("start"));
1830         rcu_poll_gp_seq_start(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
1831         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1832
1833         /*
1834          * The "start_new_poll" is set to true, only when this GP is not able
1835          * to handle anything and there are outstanding users. It happens when
1836          * the rcu_sr_normal_gp_init() function was not able to insert a dummy
1837          * separator to the llist, because there were no left any dummy-nodes.
1838          *
1839          * Number of dummy-nodes is fixed, it could be that we are run out of
1840          * them, if so we start a new pool request to repeat a try. It is rare
1841          * and it means that a system is doing a slow processing of callbacks.
1842          */
1843         if (start_new_poll)
1844                 (void) start_poll_synchronize_rcu();
1845
1846         /*
1847          * Apply per-leaf buffered online and offline operations to
1848          * the rcu_node tree. Note that this new grace period need not
1849          * wait for subsequent online CPUs, and that RCU hooks in the CPU
1850          * offlining path, when combined with checks in this function,
1851          * will handle CPUs that are currently going offline or that will
1852          * go offline later.  Please also refer to "Hotplug CPU" section
1853          * of RCU's Requirements documentation.
1854          */
1855         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_ONOFF);
1856         /* Exclude CPU hotplug operations. */
1857         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
1858                 local_irq_disable();
1859                 arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
1860                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
1861                 if (rnp->qsmaskinit == rnp->qsmaskinitnext &&
1862                     !rnp->wait_blkd_tasks) {
1863                         /* Nothing to do on this leaf rcu_node structure. */
1864                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1865                         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1866                         local_irq_enable();
1867                         continue;
1868                 }
1869
1870                 /* Record old state, apply changes to ->qsmaskinit field. */
1871                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
1872                 rnp->qsmaskinit = rnp->qsmaskinitnext;
1873
1874                 /* If zero-ness of ->qsmaskinit changed, propagate up tree. */
1875                 if (!oldmask != !rnp->qsmaskinit) {
1876                         if (!oldmask) { /* First online CPU for rcu_node. */
1877                                 if (!rnp->wait_blkd_tasks) /* Ever offline? */
1878                                         rcu_init_new_rnp(rnp);
1879                         } else if (rcu_preempt_has_tasks(rnp)) {
1880                                 rnp->wait_blkd_tasks = true; /* blocked tasks */
1881                         } else { /* Last offline CPU and can propagate. */
1882                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1883                         }
1884                 }
1885
1886                 /*
1887                  * If all waited-on tasks from prior grace period are
1888                  * done, and if all this rcu_node structure's CPUs are
1889                  * still offline, propagate up the rcu_node tree and
1890                  * clear ->wait_blkd_tasks.  Otherwise, if one of this
1891                  * rcu_node structure's CPUs has since come back online,
1892                  * simply clear ->wait_blkd_tasks.
1893                  */
1894                 if (rnp->wait_blkd_tasks &&
1895                     (!rcu_preempt_has_tasks(rnp) || rnp->qsmaskinit)) {
1896                         rnp->wait_blkd_tasks = false;
1897                         if (!rnp->qsmaskinit)
1898                                 rcu_cleanup_dead_rnp(rnp);
1899                 }
1900
1901                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
1902                 arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
1903                 local_irq_enable();
1904         }
1905         rcu_gp_slow(gp_preinit_delay); /* Races with CPU hotplug. */
1906
1907         /*
1908          * Set the quiescent-state-needed bits in all the rcu_node
1909          * structures for all currently online CPUs in breadth-first
1910          * order, starting from the root rcu_node structure, relying on the
1911          * layout of the tree within the rcu_state.node[] array.  Note that
1912          * other CPUs will access only the leaves of the hierarchy, thus
1913          * seeing that no grace period is in progress, at least until the
1914          * corresponding leaf node has been initialized.
1915          *
1916          * The grace period cannot complete until the initialization
1917          * process finishes, because this kthread handles both.
1918          */
1919         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_INIT);
1920         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
1921                 rcu_gp_slow(gp_init_delay);
1922                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
1923                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
1924                 rcu_preempt_check_blocked_tasks(rnp);
1925                 rnp->qsmask = rnp->qsmaskinit;
1926                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, rcu_state.gp_seq);
1927                 if (rnp == rdp->mynode)
1928                         (void)__note_gp_changes(rnp, rdp);
1929                 rcu_preempt_boost_start_gp(rnp);
1930                 trace_rcu_grace_period_init(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
1931                                             rnp->level, rnp->grplo,
1932                                             rnp->grphi, rnp->qsmask);
1933                 /* Quiescent states for tasks on any now-offline CPUs. */
1934                 mask = rnp->qsmask & ~rnp->qsmaskinitnext;
1935                 rnp->rcu_gp_init_mask = mask;
1936                 if ((mask || rnp->wait_blkd_tasks) && rcu_is_leaf_node(rnp))
1937                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
1938                 else
1939                         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
1940                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
1941                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1942         }
1943
1944         // If strict, make all CPUs aware of new grace period.
1945         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
1946                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
1947
1948         return true;
1949 }
1950
1951 /*
1952  * Helper function for swait_event_idle_exclusive() wakeup at force-quiescent-state
1953  * time.
1954  */
1955 static bool rcu_gp_fqs_check_wake(int *gfp)
1956 {
1957         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1958
1959         // If under overload conditions, force an immediate FQS scan.
1960         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_OVLD)
1961                 return true;
1962
1963         // Someone like call_rcu() requested a force-quiescent-state scan.
1964         *gfp = READ_ONCE(rcu_state.gp_flags);
1965         if (*gfp & RCU_GP_FLAG_FQS)
1966                 return true;
1967
1968         // The current grace period has completed.
1969         if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) && !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
1970                 return true;
1971
1972         return false;
1973 }
1974
1975 /*
1976  * Do one round of quiescent-state forcing.
1977  */
1978 static void rcu_gp_fqs(bool first_time)
1979 {
1980         int nr_fqs = READ_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall);
1981         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
1982
1983         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
1984         WRITE_ONCE(rcu_state.n_force_qs, rcu_state.n_force_qs + 1);
1985
1986         WARN_ON_ONCE(nr_fqs > 3);
1987         /* Only countdown nr_fqs for stall purposes if jiffies moves. */
1988         if (nr_fqs) {
1989                 if (nr_fqs == 1) {
1990                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_stall,
1991                                    jiffies + rcu_jiffies_till_stall_check());
1992                 }
1993                 WRITE_ONCE(rcu_state.nr_fqs_jiffies_stall, --nr_fqs);
1994         }
1995
1996         if (first_time) {
1997                 /* Collect dyntick-idle snapshots. */
1998                 force_qs_rnp(rcu_watching_snap_save);
1999         } else {
2000                 /* Handle dyntick-idle and offline CPUs. */
2001                 force_qs_rnp(rcu_watching_snap_recheck);
2002         }
2003         /* Clear flag to prevent immediate re-entry. */
2004         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2005                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2006                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & ~RCU_GP_FLAG_FQS);
2007                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * Loop doing repeated quiescent-state forcing until the grace period ends.
2013  */
2014 static noinline_for_stack void rcu_gp_fqs_loop(void)
2015 {
2016         bool first_gp_fqs = true;
2017         int gf = 0;
2018         unsigned long j;
2019         int ret;
2020         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2021
2022         j = READ_ONCE(jiffies_till_first_fqs);
2023         if (rcu_state.cbovld)
2024                 gf = RCU_GP_FLAG_OVLD;
2025         ret = 0;
2026         for (;;) {
2027                 if (rcu_state.cbovld) {
2028                         j = (j + 2) / 3;
2029                         if (j <= 0)
2030                                 j = 1;
2031                 }
2032                 if (!ret || time_before(jiffies + j, rcu_state.jiffies_force_qs)) {
2033                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies + j);
2034                         /*
2035                          * jiffies_force_qs before RCU_GP_WAIT_FQS state
2036                          * update; required for stall checks.
2037                          */
2038                         smp_wmb();
2039                         WRITE_ONCE(rcu_state.jiffies_kick_kthreads,
2040                                    jiffies + (j ? 3 * j : 2));
2041                 }
2042                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2043                                        TPS("fqswait"));
2044                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_FQS);
2045                 (void)swait_event_idle_timeout_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2046                                  rcu_gp_fqs_check_wake(&gf), j);
2047                 rcu_gp_torture_wait();
2048                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DOING_FQS);
2049                 /* Locking provides needed memory barriers. */
2050                 /*
2051                  * Exit the loop if the root rcu_node structure indicates that the grace period
2052                  * has ended, leave the loop.  The rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp) check
2053                  * is required only for single-node rcu_node trees because readers blocking
2054                  * the current grace period are queued only on leaf rcu_node structures.
2055                  * For multi-node trees, checking the root node's ->qsmask suffices, because a
2056                  * given root node's ->qsmask bit is cleared only when all CPUs and tasks from
2057                  * the corresponding leaf nodes have passed through their quiescent state.
2058                  */
2059                 if (!READ_ONCE(rnp->qsmask) &&
2060                     !rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp))
2061                         break;
2062                 /* If time for quiescent-state forcing, do it. */
2063                 if (!time_after(rcu_state.jiffies_force_qs, jiffies) ||
2064                     (gf & (RCU_GP_FLAG_FQS | RCU_GP_FLAG_OVLD))) {
2065                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2066                                                TPS("fqsstart"));
2067                         rcu_gp_fqs(first_gp_fqs);
2068                         gf = 0;
2069                         if (first_gp_fqs) {
2070                                 first_gp_fqs = false;
2071                                 gf = rcu_state.cbovld ? RCU_GP_FLAG_OVLD : 0;
2072                         }
2073                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2074                                                TPS("fqsend"));
2075                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2076                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2077                         ret = 0; /* Force full wait till next FQS. */
2078                         j = READ_ONCE(jiffies_till_next_fqs);
2079                 } else {
2080                         /* Deal with stray signal. */
2081                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2082                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2083                         WARN_ON(signal_pending(current));
2084                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2085                                                TPS("fqswaitsig"));
2086                         ret = 1; /* Keep old FQS timing. */
2087                         j = jiffies;
2088                         if (time_after(jiffies, rcu_state.jiffies_force_qs))
2089                                 j = 1;
2090                         else
2091                                 j = rcu_state.jiffies_force_qs - j;
2092                         gf = 0;
2093                 }
2094         }
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Clean up after the old grace period.
2099  */
2100 static noinline void rcu_gp_cleanup(void)
2101 {
2102         int cpu;
2103         bool needgp = false;
2104         unsigned long gp_duration;
2105         unsigned long new_gp_seq;
2106         bool offloaded;
2107         struct rcu_data *rdp;
2108         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
2109         struct swait_queue_head *sq;
2110
2111         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2112         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2113         rcu_state.gp_end = jiffies;
2114         gp_duration = rcu_state.gp_end - rcu_state.gp_start;
2115         if (gp_duration > rcu_state.gp_max)
2116                 rcu_state.gp_max = gp_duration;
2117
2118         /*
2119          * We know the grace period is complete, but to everyone else
2120          * it appears to still be ongoing.  But it is also the case
2121          * that to everyone else it looks like there is nothing that
2122          * they can do to advance the grace period.  It is therefore
2123          * safe for us to drop the lock in order to mark the grace
2124          * period as completed in all of the rcu_node structures.
2125          */
2126         rcu_poll_gp_seq_end(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
2127         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2128
2129         /*
2130          * Propagate new ->gp_seq value to rcu_node structures so that
2131          * other CPUs don't have to wait until the start of the next grace
2132          * period to process their callbacks.  This also avoids some nasty
2133          * RCU grace-period initialization races by forcing the end of
2134          * the current grace period to be completely recorded in all of
2135          * the rcu_node structures before the beginning of the next grace
2136          * period is recorded in any of the rcu_node structures.
2137          */
2138         new_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
2139         rcu_seq_end(&new_gp_seq);
2140         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
2141                 raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp);
2142                 if (WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)))
2143                         dump_blkd_tasks(rnp, 10);
2144                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
2145                 WRITE_ONCE(rnp->gp_seq, new_gp_seq);
2146                 if (!rnp->parent)
2147                         smp_mb(); // Order against failing poll_state_synchronize_rcu_full().
2148                 rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2149                 if (rnp == rdp->mynode)
2150                         needgp = __note_gp_changes(rnp, rdp) || needgp;
2151                 /* smp_mb() provided by prior unlock-lock pair. */
2152                 needgp = rcu_future_gp_cleanup(rnp) || needgp;
2153                 // Reset overload indication for CPUs no longer overloaded
2154                 if (rcu_is_leaf_node(rnp))
2155                         for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->cbovldmask) {
2156                                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2157                                 check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
2158                         }
2159                 sq = rcu_nocb_gp_get(rnp);
2160                 raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2161                 rcu_nocb_gp_cleanup(sq);
2162                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2163                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2164                 rcu_gp_slow(gp_cleanup_delay);
2165         }
2166         rnp = rcu_get_root();
2167         raw_spin_lock_irq_rcu_node(rnp); /* GP before ->gp_seq update. */
2168
2169         /* Declare grace period done, trace first to use old GP number. */
2170         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("end"));
2171         rcu_seq_end(&rcu_state.gp_seq);
2172         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.gp_seq);
2173         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_IDLE);
2174         /* Check for GP requests since above loop. */
2175         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
2176         if (!needgp && ULONG_CMP_LT(rnp->gp_seq, rnp->gp_seq_needed)) {
2177                 trace_rcu_this_gp(rnp, rdp, rnp->gp_seq_needed,
2178                                   TPS("CleanupMore"));
2179                 needgp = true;
2180         }
2181         /* Advance CBs to reduce false positives below. */
2182         offloaded = rcu_rdp_is_offloaded(rdp);
2183         if ((offloaded || !rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp)) && needgp) {
2184
2185                 // We get here if a grace period was needed (“needgp”)
2186                 // and the above call to rcu_accelerate_cbs() did not set
2187                 // the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_state (which records
2188                 // the need for another grace period).  The purpose
2189                 // of the “offloaded” check is to avoid invoking
2190                 // rcu_accelerate_cbs() on an offloaded CPU because we do not
2191                 // hold the ->nocb_lock needed to safely access an offloaded
2192                 // ->cblist.  We do not want to acquire that lock because
2193                 // it can be heavily contended during callback floods.
2194
2195                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, RCU_GP_FLAG_INIT);
2196                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
2197                 trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq, TPS("newreq"));
2198         } else {
2199
2200                 // We get here either if there is no need for an
2201                 // additional grace period or if rcu_accelerate_cbs() has
2202                 // already set the RCU_GP_FLAG_INIT bit in ->gp_flags. 
2203                 // So all we need to do is to clear all of the other
2204                 // ->gp_flags bits.
2205
2206                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags & RCU_GP_FLAG_INIT);
2207         }
2208         raw_spin_unlock_irq_rcu_node(rnp);
2209
2210         // Make synchronize_rcu() users aware of the end of old grace period.
2211         rcu_sr_normal_gp_cleanup();
2212
2213         // If strict, make all CPUs aware of the end of the old grace period.
2214         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2215                 on_each_cpu(rcu_strict_gp_boundary, NULL, 0);
2216 }
2217
2218 /*
2219  * Body of kthread that handles grace periods.
2220  */
2221 static int __noreturn rcu_gp_kthread(void *unused)
2222 {
2223         rcu_bind_gp_kthread();
2224         for (;;) {
2225
2226                 /* Handle grace-period start. */
2227                 for (;;) {
2228                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2229                                                TPS("reqwait"));
2230                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_WAIT_GPS);
2231                         swait_event_idle_exclusive(rcu_state.gp_wq,
2232                                          READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) &
2233                                          RCU_GP_FLAG_INIT);
2234                         rcu_gp_torture_wait();
2235                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_DONE_GPS);
2236                         /* Locking provides needed memory barrier. */
2237                         if (rcu_gp_init())
2238                                 break;
2239                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2240                         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
2241                         WARN_ON(signal_pending(current));
2242                         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rcu_state.gp_seq,
2243                                                TPS("reqwaitsig"));
2244                 }
2245
2246                 /* Handle quiescent-state forcing. */
2247                 rcu_gp_fqs_loop();
2248
2249                 /* Handle grace-period end. */
2250                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANUP);
2251                 rcu_gp_cleanup();
2252                 WRITE_ONCE(rcu_state.gp_state, RCU_GP_CLEANED);
2253         }
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Report a full set of quiescent states to the rcu_state data structure.
2258  * Invoke rcu_gp_kthread_wake() to awaken the grace-period kthread if
2259  * another grace period is required.  Whether we wake the grace-period
2260  * kthread or it awakens itself for the next round of quiescent-state
2261  * forcing, that kthread will clean up after the just-completed grace
2262  * period.  Note that the caller must hold rnp->lock, which is released
2263  * before return.
2264  */
2265 static void rcu_report_qs_rsp(unsigned long flags)
2266         __releases(rcu_get_root()->lock)
2267 {
2268         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rcu_get_root());
2269         WARN_ON_ONCE(!rcu_gp_in_progress());
2270         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_FQS);
2271         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rcu_get_root(), flags);
2272         rcu_gp_kthread_wake();
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Similar to rcu_report_qs_rdp(), for which it is a helper function.
2277  * Allows quiescent states for a group of CPUs to be reported at one go
2278  * to the specified rcu_node structure, though all the CPUs in the group
2279  * must be represented by the same rcu_node structure (which need not be a
2280  * leaf rcu_node structure, though it often will be).  The gps parameter
2281  * is the grace-period snapshot, which means that the quiescent states
2282  * are valid only if rnp->gp_seq is equal to gps.  That structure's lock
2283  * must be held upon entry, and it is released before return.
2284  *
2285  * As a special case, if mask is zero, the bit-already-cleared check is
2286  * disabled.  This allows propagating quiescent state due to resumed tasks
2287  * during grace-period initialization.
2288  */
2289 static void rcu_report_qs_rnp(unsigned long mask, struct rcu_node *rnp,
2290                               unsigned long gps, unsigned long flags)
2291         __releases(rnp->lock)
2292 {
2293         unsigned long oldmask = 0;
2294         struct rcu_node *rnp_c;
2295
2296         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2297
2298         /* Walk up the rcu_node hierarchy. */
2299         for (;;) {
2300                 if ((!(rnp->qsmask & mask) && mask) || rnp->gp_seq != gps) {
2301
2302                         /*
2303                          * Our bit has already been cleared, or the
2304                          * relevant grace period is already over, so done.
2305                          */
2306                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2307                         return;
2308                 }
2309                 WARN_ON_ONCE(oldmask); /* Any child must be all zeroed! */
2310                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_leaf_node(rnp) &&
2311                              rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp));
2312                 WRITE_ONCE(rnp->qsmask, rnp->qsmask & ~mask);
2313                 trace_rcu_quiescent_state_report(rcu_state.name, rnp->gp_seq,
2314                                                  mask, rnp->qsmask, rnp->level,
2315                                                  rnp->grplo, rnp->grphi,
2316                                                  !!rnp->gp_tasks);
2317                 if (rnp->qsmask != 0 || rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2318
2319                         /* Other bits still set at this level, so done. */
2320                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2321                         return;
2322                 }
2323                 rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2324                 mask = rnp->grpmask;
2325                 if (rnp->parent == NULL) {
2326
2327                         /* No more levels.  Exit loop holding root lock. */
2328
2329                         break;
2330                 }
2331                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2332                 rnp_c = rnp;
2333                 rnp = rnp->parent;
2334                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2335                 oldmask = READ_ONCE(rnp_c->qsmask);
2336         }
2337
2338         /*
2339          * Get here if we are the last CPU to pass through a quiescent
2340          * state for this grace period.  Invoke rcu_report_qs_rsp()
2341          * to clean up and start the next grace period if one is needed.
2342          */
2343         rcu_report_qs_rsp(flags); /* releases rnp->lock. */
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Record a quiescent state for all tasks that were previously queued
2348  * on the specified rcu_node structure and that were blocking the current
2349  * RCU grace period.  The caller must hold the corresponding rnp->lock with
2350  * irqs disabled, and this lock is released upon return, but irqs remain
2351  * disabled.
2352  */
2353 static void __maybe_unused
2354 rcu_report_unblock_qs_rnp(struct rcu_node *rnp, unsigned long flags)
2355         __releases(rnp->lock)
2356 {
2357         unsigned long gps;
2358         unsigned long mask;
2359         struct rcu_node *rnp_p;
2360
2361         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
2362         if (WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) ||
2363             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) ||
2364             rnp->qsmask != 0) {
2365                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2366                 return;  /* Still need more quiescent states! */
2367         }
2368
2369         rnp->completedqs = rnp->gp_seq;
2370         rnp_p = rnp->parent;
2371         if (rnp_p == NULL) {
2372                 /*
2373                  * Only one rcu_node structure in the tree, so don't
2374                  * try to report up to its nonexistent parent!
2375                  */
2376                 rcu_report_qs_rsp(flags);
2377                 return;
2378         }
2379
2380         /* Report up the rest of the hierarchy, tracking current ->gp_seq. */
2381         gps = rnp->gp_seq;
2382         mask = rnp->grpmask;
2383         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);  /* irqs remain disabled. */
2384         raw_spin_lock_rcu_node(rnp_p);  /* irqs already disabled. */
2385         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp_p, gps, flags);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * Record a quiescent state for the specified CPU to that CPU's rcu_data
2390  * structure.  This must be called from the specified CPU.
2391  */
2392 static void
2393 rcu_report_qs_rdp(struct rcu_data *rdp)
2394 {
2395         unsigned long flags;
2396         unsigned long mask;
2397         struct rcu_node *rnp;
2398
2399         WARN_ON_ONCE(rdp->cpu != smp_processor_id());
2400         rnp = rdp->mynode;
2401         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2402         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm || rdp->gp_seq != rnp->gp_seq ||
2403             rdp->gpwrap) {
2404
2405                 /*
2406                  * The grace period in which this quiescent state was
2407                  * recorded has ended, so don't report it upwards.
2408                  * We will instead need a new quiescent state that lies
2409                  * within the current grace period.
2410                  */
2411                 rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;   /* need qs for new gp. */
2412                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2413                 return;
2414         }
2415         mask = rdp->grpmask;
2416         rdp->core_needs_qs = false;
2417         if ((rnp->qsmask & mask) == 0) {
2418                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2419         } else {
2420                 /*
2421                  * This GP can't end until cpu checks in, so all of our
2422                  * callbacks can be processed during the next GP.
2423                  *
2424                  * NOCB kthreads have their own way to deal with that...
2425                  */
2426                 if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2427                         /*
2428                          * The current GP has not yet ended, so it
2429                          * should not be possible for rcu_accelerate_cbs()
2430                          * to return true.  So complain, but don't awaken.
2431                          */
2432                         WARN_ON_ONCE(rcu_accelerate_cbs(rnp, rdp));
2433                 }
2434
2435                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2436                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2437                 /* ^^^ Released rnp->lock */
2438         }
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Check to see if there is a new grace period of which this CPU
2443  * is not yet aware, and if so, set up local rcu_data state for it.
2444  * Otherwise, see if this CPU has just passed through its first
2445  * quiescent state for this grace period, and record that fact if so.
2446  */
2447 static void
2448 rcu_check_quiescent_state(struct rcu_data *rdp)
2449 {
2450         /* Check for grace-period ends and beginnings. */
2451         note_gp_changes(rdp);
2452
2453         /*
2454          * Does this CPU still need to do its part for current grace period?
2455          * If no, return and let the other CPUs do their part as well.
2456          */
2457         if (!rdp->core_needs_qs)
2458                 return;
2459
2460         /*
2461          * Was there a quiescent state since the beginning of the grace
2462          * period? If no, then exit and wait for the next call.
2463          */
2464         if (rdp->cpu_no_qs.b.norm)
2465                 return;
2466
2467         /*
2468          * Tell RCU we are done (but rcu_report_qs_rdp() will be the
2469          * judge of that).
2470          */
2471         rcu_report_qs_rdp(rdp);
2472 }
2473
2474 /* Return true if callback-invocation time limit exceeded. */
2475 static bool rcu_do_batch_check_time(long count, long tlimit,
2476                                     bool jlimit_check, unsigned long jlimit)
2477 {
2478         // Invoke local_clock() only once per 32 consecutive callbacks.
2479         return unlikely(tlimit) &&
2480                (!likely(count & 31) ||
2481                 (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) &&
2482                  jlimit_check && time_after(jiffies, jlimit))) &&
2483                local_clock() >= tlimit;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Invoke any RCU callbacks that have made it to the end of their grace
2488  * period.  Throttle as specified by rdp->blimit.
2489  */
2490 static void rcu_do_batch(struct rcu_data *rdp)
2491 {
2492         long bl;
2493         long count = 0;
2494         int div;
2495         bool __maybe_unused empty;
2496         unsigned long flags;
2497         unsigned long jlimit;
2498         bool jlimit_check = false;
2499         long pending;
2500         struct rcu_cblist rcl = RCU_CBLIST_INITIALIZER(rcl);
2501         struct rcu_head *rhp;
2502         long tlimit = 0;
2503
2504         /* If no callbacks are ready, just return. */
2505         if (!rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist)) {
2506                 trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2507                                       rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), 0);
2508                 trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, 0,
2509                                     !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
2510                                     need_resched(), is_idle_task(current),
2511                                     rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2512                 return;
2513         }
2514
2515         /*
2516          * Extract the list of ready callbacks, disabling IRQs to prevent
2517          * races with call_rcu() from interrupt handlers.  Leave the
2518          * callback counts, as rcu_barrier() needs to be conservative.
2519          *
2520          * Callbacks execution is fully ordered against preceding grace period
2521          * completion (materialized by rnp->gp_seq update) thanks to the
2522          * smp_mb__after_unlock_lock() upon node locking required for callbacks
2523          * advancing. In NOCB mode this ordering is then further relayed through
2524          * the nocb locking that protects both callbacks advancing and extraction.
2525          */
2526         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2527         WARN_ON_ONCE(cpu_is_offline(smp_processor_id()));
2528         pending = rcu_segcblist_get_seglen(&rdp->cblist, RCU_DONE_TAIL);
2529         div = READ_ONCE(rcu_divisor);
2530         div = div < 0 ? 7 : div > sizeof(long) * 8 - 2 ? sizeof(long) * 8 - 2 : div;
2531         bl = max(rdp->blimit, pending >> div);
2532         if ((in_serving_softirq() || rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING) &&
2533             (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_DOUBLE_CHECK_CB_TIME) || unlikely(bl > 100))) {
2534                 const long npj = NSEC_PER_SEC / HZ;
2535                 long rrn = READ_ONCE(rcu_resched_ns);
2536
2537                 rrn = rrn < NSEC_PER_MSEC ? NSEC_PER_MSEC : rrn > NSEC_PER_SEC ? NSEC_PER_SEC : rrn;
2538                 tlimit = local_clock() + rrn;
2539                 jlimit = jiffies + (rrn + npj + 1) / npj;
2540                 jlimit_check = true;
2541         }
2542         trace_rcu_batch_start(rcu_state.name,
2543                               rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist), bl);
2544         rcu_segcblist_extract_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2545         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
2546                 rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2547
2548         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCbDequeued"));
2549         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2550
2551         /* Invoke callbacks. */
2552         tick_dep_set_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2553         rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl);
2554
2555         for (; rhp; rhp = rcu_cblist_dequeue(&rcl)) {
2556                 rcu_callback_t f;
2557
2558                 count++;
2559                 debug_rcu_head_unqueue(rhp);
2560
2561                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
2562                 trace_rcu_invoke_callback(rcu_state.name, rhp);
2563
2564                 f = rhp->func;
2565                 debug_rcu_head_callback(rhp);
2566                 WRITE_ONCE(rhp->func, (rcu_callback_t)0L);
2567                 f(rhp);
2568
2569                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
2570
2571                 /*
2572                  * Stop only if limit reached and CPU has something to do.
2573                  */
2574                 if (in_serving_softirq()) {
2575                         if (count >= bl && (need_resched() || !is_idle_task(current)))
2576                                 break;
2577                         /*
2578                          * Make sure we don't spend too much time here and deprive other
2579                          * softirq vectors of CPU cycles.
2580                          */
2581                         if (rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit))
2582                                 break;
2583                 } else {
2584                         // In rcuc/rcuoc context, so no worries about
2585                         // depriving other softirq vectors of CPU cycles.
2586                         local_bh_enable();
2587                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2588                         cond_resched_tasks_rcu_qs();
2589                         lockdep_assert_irqs_enabled();
2590                         local_bh_disable();
2591                         // But rcuc kthreads can delay quiescent-state
2592                         // reporting, so check time limits for them.
2593                         if (rdp->rcu_cpu_kthread_status == RCU_KTHREAD_RUNNING &&
2594                             rcu_do_batch_check_time(count, tlimit, jlimit_check, jlimit)) {
2595                                 rdp->rcu_cpu_has_work = 1;
2596                                 break;
2597                         }
2598                 }
2599         }
2600
2601         rcu_nocb_lock_irqsave(rdp, flags);
2602         rdp->n_cbs_invoked += count;
2603         trace_rcu_batch_end(rcu_state.name, count, !!rcl.head, need_resched(),
2604                             is_idle_task(current), rcu_is_callbacks_kthread(rdp));
2605
2606         /* Update counts and requeue any remaining callbacks. */
2607         rcu_segcblist_insert_done_cbs(&rdp->cblist, &rcl);
2608         rcu_segcblist_add_len(&rdp->cblist, -count);
2609
2610         /* Reinstate batch limit if we have worked down the excess. */
2611         count = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
2612         if (rdp->blimit >= DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT && count <= qlowmark)
2613                 rdp->blimit = blimit;
2614
2615         /* Reset ->qlen_last_fqs_check trigger if enough CBs have drained. */
2616         if (count == 0 && rdp->qlen_last_fqs_check != 0) {
2617                 rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
2618                 rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
2619         } else if (count < rdp->qlen_last_fqs_check - qhimark)
2620                 rdp->qlen_last_fqs_check = count;
2621
2622         /*
2623          * The following usually indicates a double call_rcu().  To track
2624          * this down, try building with CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD=y.
2625          */
2626         empty = rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist);
2627         WARN_ON_ONCE(count == 0 && !empty);
2628         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_RCU_NOCB_CPU) &&
2629                      count != 0 && empty);
2630         WARN_ON_ONCE(count == 0 && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) != 0);
2631         WARN_ON_ONCE(!empty && rcu_segcblist_n_segment_cbs(&rdp->cblist) == 0);
2632
2633         rcu_nocb_unlock_irqrestore(rdp, flags);
2634
2635         tick_dep_clear_task(current, TICK_DEP_BIT_RCU);
2636 }
2637
2638 /*
2639  * This function is invoked from each scheduling-clock interrupt,
2640  * and checks to see if this CPU is in a non-context-switch quiescent
2641  * state, for example, user mode or idle loop.  It also schedules RCU
2642  * core processing.  If the current grace period has gone on too long,
2643  * it will ask the scheduler to manufacture a context switch for the sole
2644  * purpose of providing the needed quiescent state.
2645  */
2646 void rcu_sched_clock_irq(int user)
2647 {
2648         unsigned long j;
2649
2650         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU)) {
2651                 j = jiffies;
2652                 WARN_ON_ONCE(time_before(j, __this_cpu_read(rcu_data.last_sched_clock)));
2653                 __this_cpu_write(rcu_data.last_sched_clock, j);
2654         }
2655         trace_rcu_utilization(TPS("Start scheduler-tick"));
2656         lockdep_assert_irqs_disabled();
2657         raw_cpu_inc(rcu_data.ticks_this_gp);
2658         /* The load-acquire pairs with the store-release setting to true. */
2659         if (smp_load_acquire(this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_urgent_qs))) {
2660                 /* Idle and userspace execution already are quiescent states. */
2661                 if (!rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() && !user) {
2662                         set_tsk_need_resched(current);
2663                         set_preempt_need_resched();
2664                 }
2665                 __this_cpu_write(rcu_data.rcu_urgent_qs, false);
2666         }
2667         rcu_flavor_sched_clock_irq(user);
2668         if (rcu_pending(user))
2669                 invoke_rcu_core();
2670         if (user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle())
2671                 rcu_note_voluntary_context_switch(current);
2672         lockdep_assert_irqs_disabled();
2673
2674         trace_rcu_utilization(TPS("End scheduler-tick"));
2675 }
2676
2677 /*
2678  * Scan the leaf rcu_node structures.  For each structure on which all
2679  * CPUs have reported a quiescent state and on which there are tasks
2680  * blocking the current grace period, initiate RCU priority boosting.
2681  * Otherwise, invoke the specified function to check dyntick state for
2682  * each CPU that has not yet reported a quiescent state.
2683  */
2684 static void force_qs_rnp(int (*f)(struct rcu_data *rdp))
2685 {
2686         int cpu;
2687         unsigned long flags;
2688         struct rcu_node *rnp;
2689
2690         rcu_state.cbovld = rcu_state.cbovldnext;
2691         rcu_state.cbovldnext = false;
2692         rcu_for_each_leaf_node(rnp) {
2693                 unsigned long mask = 0;
2694                 unsigned long rsmask = 0;
2695
2696                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
2697                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
2698                 rcu_state.cbovldnext |= !!rnp->cbovldmask;
2699                 if (rnp->qsmask == 0) {
2700                         if (rcu_preempt_blocked_readers_cgp(rnp)) {
2701                                 /*
2702                                  * No point in scanning bits because they
2703                                  * are all zero.  But we might need to
2704                                  * priority-boost blocked readers.
2705                                  */
2706                                 rcu_initiate_boost(rnp, flags);
2707                                 /* rcu_initiate_boost() releases rnp->lock */
2708                                 continue;
2709                         }
2710                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2711                         continue;
2712                 }
2713                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rnp->qsmask) {
2714                         struct rcu_data *rdp;
2715                         int ret;
2716
2717                         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
2718                         ret = f(rdp);
2719                         if (ret > 0) {
2720                                 mask |= rdp->grpmask;
2721                                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
2722                         }
2723                         if (ret < 0)
2724                                 rsmask |= rdp->grpmask;
2725                 }
2726                 if (mask != 0) {
2727                         /* Idle/offline CPUs, report (releases rnp->lock). */
2728                         rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
2729                 } else {
2730                         /* Nothing to do here, so just drop the lock. */
2731                         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
2732                 }
2733
2734                 for_each_leaf_node_cpu_mask(rnp, cpu, rsmask)
2735                         resched_cpu(cpu);
2736         }
2737 }
2738
2739 /*
2740  * Force quiescent states on reluctant CPUs, and also detect which
2741  * CPUs are in dyntick-idle mode.
2742  */
2743 void rcu_force_quiescent_state(void)
2744 {
2745         unsigned long flags;
2746         bool ret;
2747         struct rcu_node *rnp;
2748         struct rcu_node *rnp_old = NULL;
2749
2750         if (!rcu_gp_in_progress())
2751                 return;
2752         /* Funnel through hierarchy to reduce memory contention. */
2753         rnp = raw_cpu_read(rcu_data.mynode);
2754         for (; rnp != NULL; rnp = rnp->parent) {
2755                 ret = (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) ||
2756                        !raw_spin_trylock(&rnp->fqslock);
2757                 if (rnp_old != NULL)
2758                         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2759                 if (ret)
2760                         return;
2761                 rnp_old = rnp;
2762         }
2763         /* rnp_old == rcu_get_root(), rnp == NULL. */
2764
2765         /* Reached the root of the rcu_node tree, acquire lock. */
2766         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp_old, flags);
2767         raw_spin_unlock(&rnp_old->fqslock);
2768         if (READ_ONCE(rcu_state.gp_flags) & RCU_GP_FLAG_FQS) {
2769                 raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2770                 return;  /* Someone beat us to it. */
2771         }
2772         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_flags, rcu_state.gp_flags | RCU_GP_FLAG_FQS);
2773         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp_old, flags);
2774         rcu_gp_kthread_wake();
2775 }
2776 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_force_quiescent_state);
2777
2778 // Workqueue handler for an RCU reader for kernels enforcing struct RCU
2779 // grace periods.
2780 static void strict_work_handler(struct work_struct *work)
2781 {
2782         rcu_read_lock();
2783         rcu_read_unlock();
2784 }
2785
2786 /* Perform RCU core processing work for the current CPU.  */
2787 static __latent_entropy void rcu_core(void)
2788 {
2789         unsigned long flags;
2790         struct rcu_data *rdp = raw_cpu_ptr(&rcu_data);
2791         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
2792
2793         if (cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2794                 return;
2795         trace_rcu_utilization(TPS("Start RCU core"));
2796         WARN_ON_ONCE(!rdp->beenonline);
2797
2798         /* Report any deferred quiescent states if preemption enabled. */
2799         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && (!(preempt_count() & PREEMPT_MASK))) {
2800                 rcu_preempt_deferred_qs(current);
2801         } else if (rcu_preempt_need_deferred_qs(current)) {
2802                 set_tsk_need_resched(current);
2803                 set_preempt_need_resched();
2804         }
2805
2806         /* Update RCU state based on any recent quiescent states. */
2807         rcu_check_quiescent_state(rdp);
2808
2809         /* No grace period and unregistered callbacks? */
2810         if (!rcu_gp_in_progress() &&
2811             rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) && !rcu_rdp_is_offloaded(rdp)) {
2812                 local_irq_save(flags);
2813                 if (!rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
2814                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rnp, rdp);
2815                 local_irq_restore(flags);
2816         }
2817
2818         rcu_check_gp_start_stall(rnp, rdp, rcu_jiffies_till_stall_check());
2819
2820         /* If there are callbacks ready, invoke them. */
2821         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist) &&
2822             likely(READ_ONCE(rcu_scheduler_fully_active))) {
2823                 rcu_do_batch(rdp);
2824                 /* Re-invoke RCU core processing if there are callbacks remaining. */
2825                 if (rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
2826                         invoke_rcu_core();
2827         }
2828
2829         /* Do any needed deferred wakeups of rcuo kthreads. */
2830         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
2831         trace_rcu_utilization(TPS("End RCU core"));
2832
2833         // If strict GPs, schedule an RCU reader in a clean environment.
2834         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_STRICT_GRACE_PERIOD))
2835                 queue_work_on(rdp->cpu, rcu_gp_wq, &rdp->strict_work);
2836 }
2837
2838 static void rcu_core_si(void)
2839 {
2840         rcu_core();
2841 }
2842
2843 static void rcu_wake_cond(struct task_struct *t, int status)
2844 {
2845         /*
2846          * If the thread is yielding, only wake it when this
2847          * is invoked from idle
2848          */
2849         if (t && (status != RCU_KTHREAD_YIELDING || is_idle_task(current)))
2850                 wake_up_process(t);
2851 }
2852
2853 static void invoke_rcu_core_kthread(void)
2854 {
2855         struct task_struct *t;
2856         unsigned long flags;
2857
2858         local_irq_save(flags);
2859         __this_cpu_write(rcu_data.rcu_cpu_has_work, 1);
2860         t = __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_task);
2861         if (t != NULL && t != current)
2862                 rcu_wake_cond(t, __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status));
2863         local_irq_restore(flags);
2864 }
2865
2866 /*
2867  * Wake up this CPU's rcuc kthread to do RCU core processing.
2868  */
2869 static void invoke_rcu_core(void)
2870 {
2871         if (!cpu_online(smp_processor_id()))
2872                 return;
2873         if (use_softirq)
2874                 raise_softirq(RCU_SOFTIRQ);
2875         else
2876                 invoke_rcu_core_kthread();
2877 }
2878
2879 static void rcu_cpu_kthread_park(unsigned int cpu)
2880 {
2881         per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_kthread_status, cpu) = RCU_KTHREAD_OFFCPU;
2882 }
2883
2884 static int rcu_cpu_kthread_should_run(unsigned int cpu)
2885 {
2886         return __this_cpu_read(rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Per-CPU kernel thread that invokes RCU callbacks.  This replaces
2891  * the RCU softirq used in configurations of RCU that do not support RCU
2892  * priority boosting.
2893  */
2894 static void rcu_cpu_kthread(unsigned int cpu)
2895 {
2896         unsigned int *statusp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_kthread_status);
2897         char work, *workp = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcu_cpu_has_work);
2898         unsigned long *j = this_cpu_ptr(&rcu_data.rcuc_activity);
2899         int spincnt;
2900
2901         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_run"));
2902         for (spincnt = 0; spincnt < 10; spincnt++) {
2903                 WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2904                 local_bh_disable();
2905                 *statusp = RCU_KTHREAD_RUNNING;
2906                 local_irq_disable();
2907                 work = *workp;
2908                 WRITE_ONCE(*workp, 0);
2909                 local_irq_enable();
2910                 if (work)
2911                         rcu_core();
2912                 local_bh_enable();
2913                 if (!READ_ONCE(*workp)) {
2914                         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_wait"));
2915                         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2916                         return;
2917                 }
2918         }
2919         *statusp = RCU_KTHREAD_YIELDING;
2920         trace_rcu_utilization(TPS("Start CPU kthread@rcu_yield"));
2921         schedule_timeout_idle(2);
2922         trace_rcu_utilization(TPS("End CPU kthread@rcu_yield"));
2923         *statusp = RCU_KTHREAD_WAITING;
2924         WRITE_ONCE(*j, jiffies);
2925 }
2926
2927 static struct smp_hotplug_thread rcu_cpu_thread_spec = {
2928         .store                  = &rcu_data.rcu_cpu_kthread_task,
2929         .thread_should_run      = rcu_cpu_kthread_should_run,
2930         .thread_fn              = rcu_cpu_kthread,
2931         .thread_comm            = "rcuc/%u",
2932         .setup                  = rcu_cpu_kthread_setup,
2933         .park                   = rcu_cpu_kthread_park,
2934 };
2935
2936 /*
2937  * Spawn per-CPU RCU core processing kthreads.
2938  */
2939 static int __init rcu_spawn_core_kthreads(void)
2940 {
2941         int cpu;
2942
2943         for_each_possible_cpu(cpu)
2944                 per_cpu(rcu_data.rcu_cpu_has_work, cpu) = 0;
2945         if (use_softirq)
2946                 return 0;
2947         WARN_ONCE(smpboot_register_percpu_thread(&rcu_cpu_thread_spec),
2948                   "%s: Could not start rcuc kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__);
2949         return 0;
2950 }
2951
2952 static void rcutree_enqueue(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
2953 {
2954         rcu_segcblist_enqueue(&rdp->cblist, head);
2955         if (__is_kvfree_rcu_offset((unsigned long)func))
2956                 trace_rcu_kvfree_callback(rcu_state.name, head,
2957                                          (unsigned long)func,
2958                                          rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2959         else
2960                 trace_rcu_callback(rcu_state.name, head,
2961                                    rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist));
2962         trace_rcu_segcb_stats(&rdp->cblist, TPS("SegCBQueued"));
2963 }
2964
2965 /*
2966  * Handle any core-RCU processing required by a call_rcu() invocation.
2967  */
2968 static void call_rcu_core(struct rcu_data *rdp, struct rcu_head *head,
2969                           rcu_callback_t func, unsigned long flags)
2970 {
2971         rcutree_enqueue(rdp, head, func);
2972         /*
2973          * If called from an extended quiescent state, invoke the RCU
2974          * core in order to force a re-evaluation of RCU's idleness.
2975          */
2976         if (!rcu_is_watching())
2977                 invoke_rcu_core();
2978
2979         /* If interrupts were disabled or CPU offline, don't invoke RCU core. */
2980         if (irqs_disabled_flags(flags) || cpu_is_offline(smp_processor_id()))
2981                 return;
2982
2983         /*
2984          * Force the grace period if too many callbacks or too long waiting.
2985          * Enforce hysteresis, and don't invoke rcu_force_quiescent_state()
2986          * if some other CPU has recently done so.  Also, don't bother
2987          * invoking rcu_force_quiescent_state() if the newly enqueued callback
2988          * is the only one waiting for a grace period to complete.
2989          */
2990         if (unlikely(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >
2991                      rdp->qlen_last_fqs_check + qhimark)) {
2992
2993                 /* Are we ignoring a completed grace period? */
2994                 note_gp_changes(rdp);
2995
2996                 /* Start a new grace period if one not already started. */
2997                 if (!rcu_gp_in_progress()) {
2998                         rcu_accelerate_cbs_unlocked(rdp->mynode, rdp);
2999                 } else {
3000                         /* Give the grace period a kick. */
3001                         rdp->blimit = DEFAULT_MAX_RCU_BLIMIT;
3002                         if (READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs) == rdp->n_force_qs_snap &&
3003                             rcu_segcblist_first_pend_cb(&rdp->cblist) != head)
3004                                 rcu_force_quiescent_state();
3005                         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
3006                         rdp->qlen_last_fqs_check = rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist);
3007                 }
3008         }
3009 }
3010
3011 /*
3012  * RCU callback function to leak a callback.
3013  */
3014 static void rcu_leak_callback(struct rcu_head *rhp)
3015 {
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
3020  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
3021  * number of queued RCU callbacks.  The caller must hold the leaf rcu_node
3022  * structure's ->lock.
3023  */
3024 static void check_cb_ovld_locked(struct rcu_data *rdp, struct rcu_node *rnp)
3025 {
3026         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp);
3027         if (qovld_calc <= 0)
3028                 return; // Early boot and wildcard value set.
3029         if (rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc)
3030                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask | rdp->grpmask);
3031         else
3032                 WRITE_ONCE(rnp->cbovldmask, rnp->cbovldmask & ~rdp->grpmask);
3033 }
3034
3035 /*
3036  * Check and if necessary update the leaf rcu_node structure's
3037  * ->cbovldmask bit corresponding to the current CPU based on that CPU's
3038  * number of queued RCU callbacks.  No locks need be held, but the
3039  * caller must have disabled interrupts.
3040  *
3041  * Note that this function ignores the possibility that there are a lot
3042  * of callbacks all of which have already seen the end of their respective
3043  * grace periods.  This omission is due to the need for no-CBs CPUs to
3044  * be holding ->nocb_lock to do this check, which is too heavy for a
3045  * common-case operation.
3046  */
3047 static void check_cb_ovld(struct rcu_data *rdp)
3048 {
3049         struct rcu_node *const rnp = rdp->mynode;
3050
3051         if (qovld_calc <= 0 ||
3052             ((rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) >= qovld_calc) ==
3053              !!(READ_ONCE(rnp->cbovldmask) & rdp->grpmask)))
3054                 return; // Early boot wildcard value or already set correctly.
3055         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
3056         check_cb_ovld_locked(rdp, rnp);
3057         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
3058 }
3059
3060 static void
3061 __call_rcu_common(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func, bool lazy_in)
3062 {
3063         static atomic_t doublefrees;
3064         unsigned long flags;
3065         bool lazy;
3066         struct rcu_data *rdp;
3067
3068         /* Misaligned rcu_head! */
3069         WARN_ON_ONCE((unsigned long)head & (sizeof(void *) - 1));
3070
3071         if (debug_rcu_head_queue(head)) {
3072                 /*
3073                  * Probable double call_rcu(), so leak the callback.
3074                  * Use rcu:rcu_callback trace event to find the previous
3075                  * time callback was passed to call_rcu().
3076                  */
3077                 if (atomic_inc_return(&doublefrees) < 4) {
3078                         pr_err("%s(): Double-freed CB %p->%pS()!!!  ", __func__, head, head->func);
3079                         mem_dump_obj(head);
3080                 }
3081                 WRITE_ONCE(head->func, rcu_leak_callback);
3082                 return;
3083         }
3084         head->func = func;
3085         head->next = NULL;
3086         kasan_record_aux_stack_noalloc(head);
3087         local_irq_save(flags);
3088         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
3089         lazy = lazy_in && !rcu_async_should_hurry();
3090
3091         /* Add the callback to our list. */
3092         if (unlikely(!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))) {
3093                 // This can trigger due to call_rcu() from offline CPU:
3094                 WARN_ON_ONCE(rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE);
3095                 WARN_ON_ONCE(!rcu_is_watching());
3096                 // Very early boot, before rcu_init().  Initialize if needed
3097                 // and then drop through to queue the callback.
3098                 if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist))
3099                         rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);
3100         }
3101
3102         check_cb_ovld(rdp);
3103
3104         if (unlikely(rcu_rdp_is_offloaded(rdp)))
3105                 call_rcu_nocb(rdp, head, func, flags, lazy);
3106         else
3107                 call_rcu_core(rdp, head, func, flags);
3108         local_irq_restore(flags);
3109 }
3110
3111 #ifdef CONFIG_RCU_LAZY
3112 static bool enable_rcu_lazy __read_mostly = !IS_ENABLED(CONFIG_RCU_LAZY_DEFAULT_OFF);
3113 module_param(enable_rcu_lazy, bool, 0444);
3114
3115 /**
3116  * call_rcu_hurry() - Queue RCU callback for invocation after grace period, and
3117  * flush all lazy callbacks (including the new one) to the main ->cblist while
3118  * doing so.
3119  *
3120  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3121  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3122  *
3123  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3124  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3125  * critical sections have completed.
3126  *
3127  * Use this API instead of call_rcu() if you don't want the callback to be
3128  * invoked after very long periods of time, which can happen on systems without
3129  * memory pressure and on systems which are lightly loaded or mostly idle.
3130  * This function will cause callbacks to be invoked sooner than later at the
3131  * expense of extra power. Other than that, this function is identical to, and
3132  * reuses call_rcu()'s logic. Refer to call_rcu() for more details about memory
3133  * ordering and other functionality.
3134  */
3135 void call_rcu_hurry(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3136 {
3137         __call_rcu_common(head, func, false);
3138 }
3139 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu_hurry);
3140 #else
3141 #define enable_rcu_lazy         false
3142 #endif
3143
3144 /**
3145  * call_rcu() - Queue an RCU callback for invocation after a grace period.
3146  * By default the callbacks are 'lazy' and are kept hidden from the main
3147  * ->cblist to prevent starting of grace periods too soon.
3148  * If you desire grace periods to start very soon, use call_rcu_hurry().
3149  *
3150  * @head: structure to be used for queueing the RCU updates.
3151  * @func: actual callback function to be invoked after the grace period
3152  *
3153  * The callback function will be invoked some time after a full grace
3154  * period elapses, in other words after all pre-existing RCU read-side
3155  * critical sections have completed.  However, the callback function
3156  * might well execute concurrently with RCU read-side critical sections
3157  * that started after call_rcu() was invoked.
3158  *
3159  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
3160  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
3161  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
3162  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
3163  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
3164  * and NMI handlers.
3165  *
3166  * Note that all CPUs must agree that the grace period extended beyond
3167  * all pre-existing RCU read-side critical section.  On systems with more
3168  * than one CPU, this means that when "func()" is invoked, each CPU is
3169  * guaranteed to have executed a full memory barrier since the end of its
3170  * last RCU read-side critical section whose beginning preceded the call
3171  * to call_rcu().  It also means that each CPU executing an RCU read-side
3172  * critical section that continues beyond the start of "func()" must have
3173  * executed a memory barrier after the call_rcu() but before the beginning
3174  * of that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees
3175  * include CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as
3176  * well as CPUs that are executing in the kernel.
3177  *
3178  * Furthermore, if CPU A invoked call_rcu() and CPU B invoked the
3179  * resulting RCU callback function "func()", then both CPU A and CPU B are
3180  * guaranteed to execute a full memory barrier during the time interval
3181  * between the call to call_rcu() and the invocation of "func()" -- even
3182  * if CPU A and CPU B are the same CPU (but again only if the system has
3183  * more than one CPU).
3184  *
3185  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
3186  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
3187  */
3188 void call_rcu(struct rcu_head *head, rcu_callback_t func)
3189 {
3190         __call_rcu_common(head, func, enable_rcu_lazy);
3191 }
3192 EXPORT_SYMBOL_GPL(call_rcu);
3193
3194 /* Maximum number of jiffies to wait before draining a batch. */
3195 #define KFREE_DRAIN_JIFFIES (5 * HZ)
3196 #define KFREE_N_BATCHES 2
3197 #define FREE_N_CHANNELS 2
3198
3199 /**
3200  * struct kvfree_rcu_bulk_data - single block to store kvfree_rcu() pointers
3201  * @list: List node. All blocks are linked between each other
3202  * @gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to this bulk
3203  * @nr_records: Number of active pointers in the array
3204  * @records: Array of the kvfree_rcu() pointers
3205  */
3206 struct kvfree_rcu_bulk_data {
3207         struct list_head list;
3208         struct rcu_gp_oldstate gp_snap;
3209         unsigned long nr_records;
3210         void *records[] __counted_by(nr_records);
3211 };
3212
3213 /*
3214  * This macro defines how many entries the "records" array
3215  * will contain. It is based on the fact that the size of
3216  * kvfree_rcu_bulk_data structure becomes exactly one page.
3217  */
3218 #define KVFREE_BULK_MAX_ENTR \
3219         ((PAGE_SIZE - sizeof(struct kvfree_rcu_bulk_data)) / sizeof(void *))
3220
3221 /**
3222  * struct kfree_rcu_cpu_work - single batch of kfree_rcu() requests
3223  * @rcu_work: Let queue_rcu_work() invoke workqueue handler after grace period
3224  * @head_free: List of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3225  * @head_free_gp_snap: Grace-period snapshot to check for attempted premature frees.
3226  * @bulk_head_free: Bulk-List of kvfree_rcu() objects waiting for a grace period
3227  * @krcp: Pointer to @kfree_rcu_cpu structure
3228  */
3229
3230 struct kfree_rcu_cpu_work {
3231         struct rcu_work rcu_work;
3232         struct rcu_head *head_free;
3233         struct rcu_gp_oldstate head_free_gp_snap;
3234         struct list_head bulk_head_free[FREE_N_CHANNELS];
3235         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3236 };
3237
3238 /**
3239  * struct kfree_rcu_cpu - batch up kfree_rcu() requests for RCU grace period
3240  * @head: List of kfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3241  * @head_gp_snap: Snapshot of RCU state for objects placed to "@head"
3242  * @bulk_head: Bulk-List of kvfree_rcu() objects not yet waiting for a grace period
3243  * @krw_arr: Array of batches of kfree_rcu() objects waiting for a grace period
3244  * @lock: Synchronize access to this structure
3245  * @monitor_work: Promote @head to @head_free after KFREE_DRAIN_JIFFIES
3246  * @initialized: The @rcu_work fields have been initialized
3247  * @head_count: Number of objects in rcu_head singular list
3248  * @bulk_count: Number of objects in bulk-list
3249  * @bkvcache:
3250  *      A simple cache list that contains objects for reuse purpose.
3251  *      In order to save some per-cpu space the list is singular.
3252  *      Even though it is lockless an access has to be protected by the
3253  *      per-cpu lock.
3254  * @page_cache_work: A work to refill the cache when it is empty
3255  * @backoff_page_cache_fill: Delay cache refills
3256  * @work_in_progress: Indicates that page_cache_work is running
3257  * @hrtimer: A hrtimer for scheduling a page_cache_work
3258  * @nr_bkv_objs: number of allocated objects at @bkvcache.
3259  *
3260  * This is a per-CPU structure.  The reason that it is not included in
3261  * the rcu_data structure is to permit this code to be extracted from
3262  * the RCU files.  Such extraction could allow further optimization of
3263  * the interactions with the slab allocators.
3264  */
3265 struct kfree_rcu_cpu {
3266         // Objects queued on a linked list
3267         // through their rcu_head structures.
3268         struct rcu_head *head;
3269         unsigned long head_gp_snap;
3270         atomic_t head_count;
3271
3272         // Objects queued on a bulk-list.
3273         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3274         atomic_t bulk_count[FREE_N_CHANNELS];
3275
3276         struct kfree_rcu_cpu_work krw_arr[KFREE_N_BATCHES];
3277         raw_spinlock_t lock;
3278         struct delayed_work monitor_work;
3279         bool initialized;
3280
3281         struct delayed_work page_cache_work;
3282         atomic_t backoff_page_cache_fill;
3283         atomic_t work_in_progress;
3284         struct hrtimer hrtimer;
3285
3286         struct llist_head bkvcache;
3287         int nr_bkv_objs;
3288 };
3289
3290 static DEFINE_PER_CPU(struct kfree_rcu_cpu, krc) = {
3291         .lock = __RAW_SPIN_LOCK_UNLOCKED(krc.lock),
3292 };
3293
3294 static __always_inline void
3295 debug_rcu_bhead_unqueue(struct kvfree_rcu_bulk_data *bhead)
3296 {
3297 #ifdef CONFIG_DEBUG_OBJECTS_RCU_HEAD
3298         int i;
3299
3300         for (i = 0; i < bhead->nr_records; i++)
3301                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)(bhead->records[i]));
3302 #endif
3303 }
3304
3305 static inline struct kfree_rcu_cpu *
3306 krc_this_cpu_lock(unsigned long *flags)
3307 {
3308         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3309
3310         local_irq_save(*flags); // For safely calling this_cpu_ptr().
3311         krcp = this_cpu_ptr(&krc);
3312         raw_spin_lock(&krcp->lock);
3313
3314         return krcp;
3315 }
3316
3317 static inline void
3318 krc_this_cpu_unlock(struct kfree_rcu_cpu *krcp, unsigned long flags)
3319 {
3320         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3321 }
3322
3323 static inline struct kvfree_rcu_bulk_data *
3324 get_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3325 {
3326         if (!krcp->nr_bkv_objs)
3327                 return NULL;
3328
3329         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs - 1);
3330         return (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3331                 llist_del_first(&krcp->bkvcache);
3332 }
3333
3334 static inline bool
3335 put_cached_bnode(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3336         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode)
3337 {
3338         // Check the limit.
3339         if (krcp->nr_bkv_objs >= rcu_min_cached_objs)
3340                 return false;
3341
3342         llist_add((struct llist_node *) bnode, &krcp->bkvcache);
3343         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, krcp->nr_bkv_objs + 1);
3344         return true;
3345 }
3346
3347 static int
3348 drain_page_cache(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3349 {
3350         unsigned long flags;
3351         struct llist_node *page_list, *pos, *n;
3352         int freed = 0;
3353
3354         if (!rcu_min_cached_objs)
3355                 return 0;
3356
3357         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3358         page_list = llist_del_all(&krcp->bkvcache);
3359         WRITE_ONCE(krcp->nr_bkv_objs, 0);
3360         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3361
3362         llist_for_each_safe(pos, n, page_list) {
3363                 free_page((unsigned long)pos);
3364                 freed++;
3365         }
3366
3367         return freed;
3368 }
3369
3370 static void
3371 kvfree_rcu_bulk(struct kfree_rcu_cpu *krcp,
3372         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, int idx)
3373 {
3374         unsigned long flags;
3375         int i;
3376
3377         if (!WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))) {
3378                 debug_rcu_bhead_unqueue(bnode);
3379                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3380                 if (idx == 0) { // kmalloc() / kfree().
3381                         trace_rcu_invoke_kfree_bulk_callback(
3382                                 rcu_state.name, bnode->nr_records,
3383                                 bnode->records);
3384
3385                         kfree_bulk(bnode->nr_records, bnode->records);
3386                 } else { // vmalloc() / vfree().
3387                         for (i = 0; i < bnode->nr_records; i++) {
3388                                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(
3389                                         rcu_state.name, bnode->records[i], 0);
3390
3391                                 vfree(bnode->records[i]);
3392                         }
3393                 }
3394                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3395         }
3396
3397         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3398         if (put_cached_bnode(krcp, bnode))
3399                 bnode = NULL;
3400         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3401
3402         if (bnode)
3403                 free_page((unsigned long) bnode);
3404
3405         cond_resched_tasks_rcu_qs();
3406 }
3407
3408 static void
3409 kvfree_rcu_list(struct rcu_head *head)
3410 {
3411         struct rcu_head *next;
3412
3413         for (; head; head = next) {
3414                 void *ptr = (void *) head->func;
3415                 unsigned long offset = (void *) head - ptr;
3416
3417                 next = head->next;
3418                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *)ptr);
3419                 rcu_lock_acquire(&rcu_callback_map);
3420                 trace_rcu_invoke_kvfree_callback(rcu_state.name, head, offset);
3421
3422                 if (!WARN_ON_ONCE(!__is_kvfree_rcu_offset(offset)))
3423                         kvfree(ptr);
3424
3425                 rcu_lock_release(&rcu_callback_map);
3426                 cond_resched_tasks_rcu_qs();
3427         }
3428 }
3429
3430 /*
3431  * This function is invoked in workqueue context after a grace period.
3432  * It frees all the objects queued on ->bulk_head_free or ->head_free.
3433  */
3434 static void kfree_rcu_work(struct work_struct *work)
3435 {
3436         unsigned long flags;
3437         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3438         struct list_head bulk_head[FREE_N_CHANNELS];
3439         struct rcu_head *head;
3440         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3441         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3442         struct rcu_gp_oldstate head_gp_snap;
3443         int i;
3444
3445         krwp = container_of(to_rcu_work(work),
3446                 struct kfree_rcu_cpu_work, rcu_work);
3447         krcp = krwp->krcp;
3448
3449         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3450         // Channels 1 and 2.
3451         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3452                 list_replace_init(&krwp->bulk_head_free[i], &bulk_head[i]);
3453
3454         // Channel 3.
3455         head = krwp->head_free;
3456         krwp->head_free = NULL;
3457         head_gp_snap = krwp->head_free_gp_snap;
3458         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3459
3460         // Handle the first two channels.
3461         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3462                 // Start from the tail page, so a GP is likely passed for it.
3463                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_head[i], list)
3464                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3465         }
3466
3467         /*
3468          * This is used when the "bulk" path can not be used for the
3469          * double-argument of kvfree_rcu().  This happens when the
3470          * page-cache is empty, which means that objects are instead
3471          * queued on a linked list through their rcu_head structures.
3472          * This list is named "Channel 3".
3473          */
3474         if (head && !WARN_ON_ONCE(!poll_state_synchronize_rcu_full(&head_gp_snap)))
3475                 kvfree_rcu_list(head);
3476 }
3477
3478 static bool
3479 need_offload_krc(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3480 {
3481         int i;
3482
3483         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3484                 if (!list_empty(&krcp->bulk_head[i]))
3485                         return true;
3486
3487         return !!READ_ONCE(krcp->head);
3488 }
3489
3490 static bool
3491 need_wait_for_krwp_work(struct kfree_rcu_cpu_work *krwp)
3492 {
3493         int i;
3494
3495         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3496                 if (!list_empty(&krwp->bulk_head_free[i]))
3497                         return true;
3498
3499         return !!krwp->head_free;
3500 }
3501
3502 static int krc_count(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3503 {
3504         int sum = atomic_read(&krcp->head_count);
3505         int i;
3506
3507         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
3508                 sum += atomic_read(&krcp->bulk_count[i]);
3509
3510         return sum;
3511 }
3512
3513 static void
3514 __schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3515 {
3516         long delay, delay_left;
3517
3518         delay = krc_count(krcp) >= KVFREE_BULK_MAX_ENTR ? 1:KFREE_DRAIN_JIFFIES;
3519         if (delayed_work_pending(&krcp->monitor_work)) {
3520                 delay_left = krcp->monitor_work.timer.expires - jiffies;
3521                 if (delay < delay_left)
3522                         mod_delayed_work(system_unbound_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3523                 return;
3524         }
3525         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &krcp->monitor_work, delay);
3526 }
3527
3528 static void
3529 schedule_delayed_monitor_work(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3530 {
3531         unsigned long flags;
3532
3533         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3534         __schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3535         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3536 }
3537
3538 static void
3539 kvfree_rcu_drain_ready(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3540 {
3541         struct list_head bulk_ready[FREE_N_CHANNELS];
3542         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode, *n;
3543         struct rcu_head *head_ready = NULL;
3544         unsigned long flags;
3545         int i;
3546
3547         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3548         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3549                 INIT_LIST_HEAD(&bulk_ready[i]);
3550
3551                 list_for_each_entry_safe_reverse(bnode, n, &krcp->bulk_head[i], list) {
3552                         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap))
3553                                 break;
3554
3555                         atomic_sub(bnode->nr_records, &krcp->bulk_count[i]);
3556                         list_move(&bnode->list, &bulk_ready[i]);
3557                 }
3558         }
3559
3560         if (krcp->head && poll_state_synchronize_rcu(krcp->head_gp_snap)) {
3561                 head_ready = krcp->head;
3562                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3563                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3564         }
3565         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3566
3567         for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++) {
3568                 list_for_each_entry_safe(bnode, n, &bulk_ready[i], list)
3569                         kvfree_rcu_bulk(krcp, bnode, i);
3570         }
3571
3572         if (head_ready)
3573                 kvfree_rcu_list(head_ready);
3574 }
3575
3576 /*
3577  * Return: %true if a work is queued, %false otherwise.
3578  */
3579 static bool
3580 kvfree_rcu_queue_batch(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3581 {
3582         unsigned long flags;
3583         bool queued = false;
3584         int i, j;
3585
3586         raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3587
3588         // Attempt to start a new batch.
3589         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3590                 struct kfree_rcu_cpu_work *krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3591
3592                 // Try to detach bulk_head or head and attach it, only when
3593                 // all channels are free.  Any channel is not free means at krwp
3594                 // there is on-going rcu work to handle krwp's free business.
3595                 if (need_wait_for_krwp_work(krwp))
3596                         continue;
3597
3598                 // kvfree_rcu_drain_ready() might handle this krcp, if so give up.
3599                 if (need_offload_krc(krcp)) {
3600                         // Channel 1 corresponds to the SLAB-pointer bulk path.
3601                         // Channel 2 corresponds to vmalloc-pointer bulk path.
3602                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++) {
3603                                 if (list_empty(&krwp->bulk_head_free[j])) {
3604                                         atomic_set(&krcp->bulk_count[j], 0);
3605                                         list_replace_init(&krcp->bulk_head[j],
3606                                                 &krwp->bulk_head_free[j]);
3607                                 }
3608                         }
3609
3610                         // Channel 3 corresponds to both SLAB and vmalloc
3611                         // objects queued on the linked list.
3612                         if (!krwp->head_free) {
3613                                 krwp->head_free = krcp->head;
3614                                 get_state_synchronize_rcu_full(&krwp->head_free_gp_snap);
3615                                 atomic_set(&krcp->head_count, 0);
3616                                 WRITE_ONCE(krcp->head, NULL);
3617                         }
3618
3619                         // One work is per one batch, so there are three
3620                         // "free channels", the batch can handle. Break
3621                         // the loop since it is done with this CPU thus
3622                         // queuing an RCU work is _always_ success here.
3623                         queued = queue_rcu_work(system_unbound_wq, &krwp->rcu_work);
3624                         WARN_ON_ONCE(!queued);
3625                         break;
3626                 }
3627         }
3628
3629         raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3630         return queued;
3631 }
3632
3633 /*
3634  * This function is invoked after the KFREE_DRAIN_JIFFIES timeout.
3635  */
3636 static void kfree_rcu_monitor(struct work_struct *work)
3637 {
3638         struct kfree_rcu_cpu *krcp = container_of(work,
3639                 struct kfree_rcu_cpu, monitor_work.work);
3640
3641         // Drain ready for reclaim.
3642         kvfree_rcu_drain_ready(krcp);
3643
3644         // Queue a batch for a rest.
3645         kvfree_rcu_queue_batch(krcp);
3646
3647         // If there is nothing to detach, it means that our job is
3648         // successfully done here. In case of having at least one
3649         // of the channels that is still busy we should rearm the
3650         // work to repeat an attempt. Because previous batches are
3651         // still in progress.
3652         if (need_offload_krc(krcp))
3653                 schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3654 }
3655
3656 static enum hrtimer_restart
3657 schedule_page_work_fn(struct hrtimer *t)
3658 {
3659         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3660                 container_of(t, struct kfree_rcu_cpu, hrtimer);
3661
3662         queue_delayed_work(system_highpri_wq, &krcp->page_cache_work, 0);
3663         return HRTIMER_NORESTART;
3664 }
3665
3666 static void fill_page_cache_func(struct work_struct *work)
3667 {
3668         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3669         struct kfree_rcu_cpu *krcp =
3670                 container_of(work, struct kfree_rcu_cpu,
3671                         page_cache_work.work);
3672         unsigned long flags;
3673         int nr_pages;
3674         bool pushed;
3675         int i;
3676
3677         nr_pages = atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill) ?
3678                 1 : rcu_min_cached_objs;
3679
3680         for (i = READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs); i < nr_pages; i++) {
3681                 bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3682                         __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3683
3684                 if (!bnode)
3685                         break;
3686
3687                 raw_spin_lock_irqsave(&krcp->lock, flags);
3688                 pushed = put_cached_bnode(krcp, bnode);
3689                 raw_spin_unlock_irqrestore(&krcp->lock, flags);
3690
3691                 if (!pushed) {
3692                         free_page((unsigned long) bnode);
3693                         break;
3694                 }
3695         }
3696
3697         atomic_set(&krcp->work_in_progress, 0);
3698         atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 0);
3699 }
3700
3701 static void
3702 run_page_cache_worker(struct kfree_rcu_cpu *krcp)
3703 {
3704         // If cache disabled, bail out.
3705         if (!rcu_min_cached_objs)
3706                 return;
3707
3708         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING &&
3709                         !atomic_xchg(&krcp->work_in_progress, 1)) {
3710                 if (atomic_read(&krcp->backoff_page_cache_fill)) {
3711                         queue_delayed_work(system_unbound_wq,
3712                                 &krcp->page_cache_work,
3713                                         msecs_to_jiffies(rcu_delay_page_cache_fill_msec));
3714                 } else {
3715                         hrtimer_init(&krcp->hrtimer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
3716                         krcp->hrtimer.function = schedule_page_work_fn;
3717                         hrtimer_start(&krcp->hrtimer, 0, HRTIMER_MODE_REL);
3718                 }
3719         }
3720 }
3721
3722 // Record ptr in a page managed by krcp, with the pre-krc_this_cpu_lock()
3723 // state specified by flags.  If can_alloc is true, the caller must
3724 // be schedulable and not be holding any locks or mutexes that might be
3725 // acquired by the memory allocator or anything that it might invoke.
3726 // Returns true if ptr was successfully recorded, else the caller must
3727 // use a fallback.
3728 static inline bool
3729 add_ptr_to_bulk_krc_lock(struct kfree_rcu_cpu **krcp,
3730         unsigned long *flags, void *ptr, bool can_alloc)
3731 {
3732         struct kvfree_rcu_bulk_data *bnode;
3733         int idx;
3734
3735         *krcp = krc_this_cpu_lock(flags);
3736         if (unlikely(!(*krcp)->initialized))
3737                 return false;
3738
3739         idx = !!is_vmalloc_addr(ptr);
3740         bnode = list_first_entry_or_null(&(*krcp)->bulk_head[idx],
3741                 struct kvfree_rcu_bulk_data, list);
3742
3743         /* Check if a new block is required. */
3744         if (!bnode || bnode->nr_records == KVFREE_BULK_MAX_ENTR) {
3745                 bnode = get_cached_bnode(*krcp);
3746                 if (!bnode && can_alloc) {
3747                         krc_this_cpu_unlock(*krcp, *flags);
3748
3749                         // __GFP_NORETRY - allows a light-weight direct reclaim
3750                         // what is OK from minimizing of fallback hitting point of
3751                         // view. Apart of that it forbids any OOM invoking what is
3752                         // also beneficial since we are about to release memory soon.
3753                         //
3754                         // __GFP_NOMEMALLOC - prevents from consuming of all the
3755                         // memory reserves. Please note we have a fallback path.
3756                         //
3757                         // __GFP_NOWARN - it is supposed that an allocation can
3758                         // be failed under low memory or high memory pressure
3759                         // scenarios.
3760                         bnode = (struct kvfree_rcu_bulk_data *)
3761                                 __get_free_page(GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY | __GFP_NOMEMALLOC | __GFP_NOWARN);
3762                         raw_spin_lock_irqsave(&(*krcp)->lock, *flags);
3763                 }
3764
3765                 if (!bnode)
3766                         return false;
3767
3768                 // Initialize the new block and attach it.
3769                 bnode->nr_records = 0;
3770                 list_add(&bnode->list, &(*krcp)->bulk_head[idx]);
3771         }
3772
3773         // Finally insert and update the GP for this page.
3774         bnode->nr_records++;
3775         bnode->records[bnode->nr_records - 1] = ptr;
3776         get_state_synchronize_rcu_full(&bnode->gp_snap);
3777         atomic_inc(&(*krcp)->bulk_count[idx]);
3778
3779         return true;
3780 }
3781
3782 /*
3783  * Queue a request for lazy invocation of the appropriate free routine
3784  * after a grace period.  Please note that three paths are maintained,
3785  * two for the common case using arrays of pointers and a third one that
3786  * is used only when the main paths cannot be used, for example, due to
3787  * memory pressure.
3788  *
3789  * Each kvfree_call_rcu() request is added to a batch. The batch will be drained
3790  * every KFREE_DRAIN_JIFFIES number of jiffies. All the objects in the batch will
3791  * be free'd in workqueue context. This allows us to: batch requests together to
3792  * reduce the number of grace periods during heavy kfree_rcu()/kvfree_rcu() load.
3793  */
3794 void kvfree_call_rcu(struct rcu_head *head, void *ptr)
3795 {
3796         unsigned long flags;
3797         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3798         bool success;
3799
3800         /*
3801          * Please note there is a limitation for the head-less
3802          * variant, that is why there is a clear rule for such
3803          * objects: it can be used from might_sleep() context
3804          * only. For other places please embed an rcu_head to
3805          * your data.
3806          */
3807         if (!head)
3808                 might_sleep();
3809
3810         // Queue the object but don't yet schedule the batch.
3811         if (debug_rcu_head_queue(ptr)) {
3812                 // Probable double kfree_rcu(), just leak.
3813                 WARN_ONCE(1, "%s(): Double-freed call. rcu_head %p\n",
3814                           __func__, head);
3815
3816                 // Mark as success and leave.
3817                 return;
3818         }
3819
3820         kasan_record_aux_stack_noalloc(ptr);
3821         success = add_ptr_to_bulk_krc_lock(&krcp, &flags, ptr, !head);
3822         if (!success) {
3823                 run_page_cache_worker(krcp);
3824
3825                 if (head == NULL)
3826                         // Inline if kvfree_rcu(one_arg) call.
3827                         goto unlock_return;
3828
3829                 head->func = ptr;
3830                 head->next = krcp->head;
3831                 WRITE_ONCE(krcp->head, head);
3832                 atomic_inc(&krcp->head_count);
3833
3834                 // Take a snapshot for this krcp.
3835                 krcp->head_gp_snap = get_state_synchronize_rcu();
3836                 success = true;
3837         }
3838
3839         /*
3840          * The kvfree_rcu() caller considers the pointer freed at this point
3841          * and likely removes any references to it. Since the actual slab
3842          * freeing (and kmemleak_free()) is deferred, tell kmemleak to ignore
3843          * this object (no scanning or false positives reporting).
3844          */
3845         kmemleak_ignore(ptr);
3846
3847         // Set timer to drain after KFREE_DRAIN_JIFFIES.
3848         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_RUNNING)
3849                 __schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3850
3851 unlock_return:
3852         krc_this_cpu_unlock(krcp, flags);
3853
3854         /*
3855          * Inline kvfree() after synchronize_rcu(). We can do
3856          * it from might_sleep() context only, so the current
3857          * CPU can pass the QS state.
3858          */
3859         if (!success) {
3860                 debug_rcu_head_unqueue((struct rcu_head *) ptr);
3861                 synchronize_rcu();
3862                 kvfree(ptr);
3863         }
3864 }
3865 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_call_rcu);
3866
3867 /**
3868  * kvfree_rcu_barrier - Wait until all in-flight kvfree_rcu() complete.
3869  *
3870  * Note that a single argument of kvfree_rcu() call has a slow path that
3871  * triggers synchronize_rcu() following by freeing a pointer. It is done
3872  * before the return from the function. Therefore for any single-argument
3873  * call that will result in a kfree() to a cache that is to be destroyed
3874  * during module exit, it is developer's responsibility to ensure that all
3875  * such calls have returned before the call to kmem_cache_destroy().
3876  */
3877 void kvfree_rcu_barrier(void)
3878 {
3879         struct kfree_rcu_cpu_work *krwp;
3880         struct kfree_rcu_cpu *krcp;
3881         bool queued;
3882         int i, cpu;
3883
3884         /*
3885          * Firstly we detach objects and queue them over an RCU-batch
3886          * for all CPUs. Finally queued works are flushed for each CPU.
3887          *
3888          * Please note. If there are outstanding batches for a particular
3889          * CPU, those have to be finished first following by queuing a new.
3890          */
3891         for_each_possible_cpu(cpu) {
3892                 krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3893
3894                 /*
3895                  * Check if this CPU has any objects which have been queued for a
3896                  * new GP completion. If not(means nothing to detach), we are done
3897                  * with it. If any batch is pending/running for this "krcp", below
3898                  * per-cpu flush_rcu_work() waits its completion(see last step).
3899                  */
3900                 if (!need_offload_krc(krcp))
3901                         continue;
3902
3903                 while (1) {
3904                         /*
3905                          * If we are not able to queue a new RCU work it means:
3906                          * - batches for this CPU are still in flight which should
3907                          *   be flushed first and then repeat;
3908                          * - no objects to detach, because of concurrency.
3909                          */
3910                         queued = kvfree_rcu_queue_batch(krcp);
3911
3912                         /*
3913                          * Bail out, if there is no need to offload this "krcp"
3914                          * anymore. As noted earlier it can run concurrently.
3915                          */
3916                         if (queued || !need_offload_krc(krcp))
3917                                 break;
3918
3919                         /* There are ongoing batches. */
3920                         for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3921                                 krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3922                                 flush_rcu_work(&krwp->rcu_work);
3923                         }
3924                 }
3925         }
3926
3927         /*
3928          * Now we guarantee that all objects are flushed.
3929          */
3930         for_each_possible_cpu(cpu) {
3931                 krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3932
3933                 /*
3934                  * A monitor work can drain ready to reclaim objects
3935                  * directly. Wait its completion if running or pending.
3936                  */
3937                 cancel_delayed_work_sync(&krcp->monitor_work);
3938
3939                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
3940                         krwp = &(krcp->krw_arr[i]);
3941                         flush_rcu_work(&krwp->rcu_work);
3942                 }
3943         }
3944 }
3945 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvfree_rcu_barrier);
3946
3947 static unsigned long
3948 kfree_rcu_shrink_count(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3949 {
3950         int cpu;
3951         unsigned long count = 0;
3952
3953         /* Snapshot count of all CPUs */
3954         for_each_possible_cpu(cpu) {
3955                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3956
3957                 count += krc_count(krcp);
3958                 count += READ_ONCE(krcp->nr_bkv_objs);
3959                 atomic_set(&krcp->backoff_page_cache_fill, 1);
3960         }
3961
3962         return count == 0 ? SHRINK_EMPTY : count;
3963 }
3964
3965 static unsigned long
3966 kfree_rcu_shrink_scan(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
3967 {
3968         int cpu, freed = 0;
3969
3970         for_each_possible_cpu(cpu) {
3971                 int count;
3972                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3973
3974                 count = krc_count(krcp);
3975                 count += drain_page_cache(krcp);
3976                 kfree_rcu_monitor(&krcp->monitor_work.work);
3977
3978                 sc->nr_to_scan -= count;
3979                 freed += count;
3980
3981                 if (sc->nr_to_scan <= 0)
3982                         break;
3983         }
3984
3985         return freed == 0 ? SHRINK_STOP : freed;
3986 }
3987
3988 void __init kfree_rcu_scheduler_running(void)
3989 {
3990         int cpu;
3991
3992         for_each_possible_cpu(cpu) {
3993                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
3994
3995                 if (need_offload_krc(krcp))
3996                         schedule_delayed_monitor_work(krcp);
3997         }
3998 }
3999
4000 /*
4001  * During early boot, any blocking grace-period wait automatically
4002  * implies a grace period.
4003  *
4004  * Later on, this could in theory be the case for kernels built with
4005  * CONFIG_SMP=y && CONFIG_PREEMPTION=y running on a single CPU, but this
4006  * is not a common case.  Furthermore, this optimization would cause
4007  * the rcu_gp_oldstate structure to expand by 50%, so this potential
4008  * grace-period optimization is ignored once the scheduler is running.
4009  */
4010 static int rcu_blocking_is_gp(void)
4011 {
4012         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_INACTIVE) {
4013                 might_sleep();
4014                 return false;
4015         }
4016         return true;
4017 }
4018
4019 /*
4020  * Helper function for the synchronize_rcu() API.
4021  */
4022 static void synchronize_rcu_normal(void)
4023 {
4024         struct rcu_synchronize rs;
4025
4026         trace_rcu_sr_normal(rcu_state.name, &rs.head, TPS("request"));
4027
4028         if (!READ_ONCE(rcu_normal_wake_from_gp)) {
4029                 wait_rcu_gp(call_rcu_hurry);
4030                 goto trace_complete_out;
4031         }
4032
4033         init_rcu_head_on_stack(&rs.head);
4034         init_completion(&rs.completion);
4035
4036         /*
4037          * This code might be preempted, therefore take a GP
4038          * snapshot before adding a request.
4039          */
4040         if (IS_ENABLED(CONFIG_PROVE_RCU))
4041                 rs.head.func = (void *) get_state_synchronize_rcu();
4042
4043         rcu_sr_normal_add_req(&rs);
4044
4045         /* Kick a GP and start waiting. */
4046         (void) start_poll_synchronize_rcu();
4047
4048         /* Now we can wait. */
4049         wait_for_completion(&rs.completion);
4050         destroy_rcu_head_on_stack(&rs.head);
4051
4052 trace_complete_out:
4053         trace_rcu_sr_normal(rcu_state.name, &rs.head, TPS("complete"));
4054 }
4055
4056 /**
4057  * synchronize_rcu - wait until a grace period has elapsed.
4058  *
4059  * Control will return to the caller some time after a full grace
4060  * period has elapsed, in other words after all currently executing RCU
4061  * read-side critical sections have completed.  Note, however, that
4062  * upon return from synchronize_rcu(), the caller might well be executing
4063  * concurrently with new RCU read-side critical sections that began while
4064  * synchronize_rcu() was waiting.
4065  *
4066  * RCU read-side critical sections are delimited by rcu_read_lock()
4067  * and rcu_read_unlock(), and may be nested.  In addition, but only in
4068  * v5.0 and later, regions of code across which interrupts, preemption,
4069  * or softirqs have been disabled also serve as RCU read-side critical
4070  * sections.  This includes hardware interrupt handlers, softirq handlers,
4071  * and NMI handlers.
4072  *
4073  * Note that this guarantee implies further memory-ordering guarantees.
4074  * On systems with more than one CPU, when synchronize_rcu() returns,
4075  * each CPU is guaranteed to have executed a full memory barrier since
4076  * the end of its last RCU read-side critical section whose beginning
4077  * preceded the call to synchronize_rcu().  In addition, each CPU having
4078  * an RCU read-side critical section that extends beyond the return from
4079  * synchronize_rcu() is guaranteed to have executed a full memory barrier
4080  * after the beginning of synchronize_rcu() and before the beginning of
4081  * that RCU read-side critical section.  Note that these guarantees include
4082  * CPUs that are offline, idle, or executing in user mode, as well as CPUs
4083  * that are executing in the kernel.
4084  *
4085  * Furthermore, if CPU A invoked synchronize_rcu(), which returned
4086  * to its caller on CPU B, then both CPU A and CPU B are guaranteed
4087  * to have executed a full memory barrier during the execution of
4088  * synchronize_rcu() -- even if CPU A and CPU B are the same CPU (but
4089  * again only if the system has more than one CPU).
4090  *
4091  * Implementation of these memory-ordering guarantees is described here:
4092  * Documentation/RCU/Design/Memory-Ordering/Tree-RCU-Memory-Ordering.rst.
4093  */
4094 void synchronize_rcu(void)
4095 {
4096         unsigned long flags;
4097         struct rcu_node *rnp;
4098
4099         RCU_LOCKDEP_WARN(lock_is_held(&rcu_bh_lock_map) ||
4100                          lock_is_held(&rcu_lock_map) ||
4101                          lock_is_held(&rcu_sched_lock_map),
4102                          "Illegal synchronize_rcu() in RCU read-side critical section");
4103         if (!rcu_blocking_is_gp()) {
4104                 if (rcu_gp_is_expedited())
4105                         synchronize_rcu_expedited();
4106                 else
4107                         synchronize_rcu_normal();
4108                 return;
4109         }
4110
4111         // Context allows vacuous grace periods.
4112         // Note well that this code runs with !PREEMPT && !SMP.
4113         // In addition, all code that advances grace periods runs at
4114         // process level.  Therefore, this normal GP overlaps with other
4115         // normal GPs only by being fully nested within them, which allows
4116         // reuse of ->gp_seq_polled_snap.
4117         rcu_poll_gp_seq_start_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
4118         rcu_poll_gp_seq_end_unlocked(&rcu_state.gp_seq_polled_snap);
4119
4120         // Update the normal grace-period counters to record
4121         // this grace period, but only those used by the boot CPU.
4122         // The rcu_scheduler_starting() will take care of the rest of
4123         // these counters.
4124         local_irq_save(flags);
4125         WARN_ON_ONCE(num_online_cpus() > 1);
4126         rcu_state.gp_seq += (1 << RCU_SEQ_CTR_SHIFT);
4127         for (rnp = this_cpu_ptr(&rcu_data)->mynode; rnp; rnp = rnp->parent)
4128                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4129         local_irq_restore(flags);
4130 }
4131 EXPORT_SYMBOL_GPL(synchronize_rcu);
4132
4133 /**
4134  * get_completed_synchronize_rcu_full - Return a full pre-completed polled state cookie
4135  * @rgosp: Place to put state cookie
4136  *
4137  * Stores into @rgosp a value that will always be treated by functions
4138  * like poll_state_synchronize_rcu_full() as a cookie whose grace period
4139  * has already completed.
4140  */
4141 void get_completed_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4142 {
4143         rgosp->rgos_norm = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4144         rgosp->rgos_exp = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
4145 }
4146 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_completed_synchronize_rcu_full);
4147
4148 /**
4149  * get_state_synchronize_rcu - Snapshot current RCU state
4150  *
4151  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
4152  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
4153  * grace period has elapsed in the meantime.
4154  */
4155 unsigned long get_state_synchronize_rcu(void)
4156 {
4157         /*
4158          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
4159          * before the load from ->gp_seq.
4160          */
4161         smp_mb();  /* ^^^ */
4162         return rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq_polled);
4163 }
4164 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu);
4165
4166 /**
4167  * get_state_synchronize_rcu_full - Snapshot RCU state, both normal and expedited
4168  * @rgosp: location to place combined normal/expedited grace-period state
4169  *
4170  * Places the normal and expedited grace-period states in @rgosp.  This
4171  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
4172  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
4173  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
4174  * The rcu_gp_oldstate structure takes up twice the memory of an unsigned
4175  * long, but is guaranteed to see all grace periods.  In contrast, the
4176  * combined state occupies less memory, but can sometimes fail to take
4177  * grace periods into account.
4178  *
4179  * This does not guarantee that the needed grace period will actually
4180  * start.
4181  */
4182 void get_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4183 {
4184         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4185
4186         /*
4187          * Any prior manipulation of RCU-protected data must happen
4188          * before the loads from ->gp_seq and ->expedited_sequence.
4189          */
4190         smp_mb();  /* ^^^ */
4191         rgosp->rgos_norm = rcu_seq_snap(&rnp->gp_seq);
4192         rgosp->rgos_exp = rcu_seq_snap(&rcu_state.expedited_sequence);
4193 }
4194 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_state_synchronize_rcu_full);
4195
4196 /*
4197  * Helper function for start_poll_synchronize_rcu() and
4198  * start_poll_synchronize_rcu_full().
4199  */
4200 static void start_poll_synchronize_rcu_common(void)
4201 {
4202         unsigned long flags;
4203         bool needwake;
4204         struct rcu_data *rdp;
4205         struct rcu_node *rnp;
4206
4207         local_irq_save(flags);
4208         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4209         rnp = rdp->mynode;
4210         raw_spin_lock_rcu_node(rnp); // irqs already disabled.
4211         // Note it is possible for a grace period to have elapsed between
4212         // the above call to get_state_synchronize_rcu() and the below call
4213         // to rcu_seq_snap.  This is OK, the worst that happens is that we
4214         // get a grace period that no one needed.  These accesses are ordered
4215         // by smp_mb(), and we are accessing them in the opposite order
4216         // from which they are updated at grace-period start, as required.
4217         needwake = rcu_start_this_gp(rnp, rdp, rcu_seq_snap(&rcu_state.gp_seq));
4218         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
4219         if (needwake)
4220                 rcu_gp_kthread_wake();
4221 }
4222
4223 /**
4224  * start_poll_synchronize_rcu - Snapshot and start RCU grace period
4225  *
4226  * Returns a cookie that is used by a later call to cond_synchronize_rcu()
4227  * or poll_state_synchronize_rcu() to determine whether or not a full
4228  * grace period has elapsed in the meantime.  If the needed grace period
4229  * is not already slated to start, notifies RCU core of the need for that
4230  * grace period.
4231  */
4232 unsigned long start_poll_synchronize_rcu(void)
4233 {
4234         unsigned long gp_seq = get_state_synchronize_rcu();
4235
4236         start_poll_synchronize_rcu_common();
4237         return gp_seq;
4238 }
4239 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu);
4240
4241 /**
4242  * start_poll_synchronize_rcu_full - Take a full snapshot and start RCU grace period
4243  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
4244  *
4245  * Places the normal and expedited grace-period states in *@rgos.  This
4246  * state value can be passed to a later call to cond_synchronize_rcu_full()
4247  * or poll_state_synchronize_rcu_full() to determine whether or not a
4248  * grace period (whether normal or expedited) has elapsed in the meantime.
4249  * If the needed grace period is not already slated to start, notifies
4250  * RCU core of the need for that grace period.
4251  */
4252 void start_poll_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4253 {
4254         get_state_synchronize_rcu_full(rgosp);
4255
4256         start_poll_synchronize_rcu_common();
4257 }
4258 EXPORT_SYMBOL_GPL(start_poll_synchronize_rcu_full);
4259
4260 /**
4261  * poll_state_synchronize_rcu - Has the specified RCU grace period completed?
4262  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu()
4263  *
4264  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
4265  * which @oldstate was obtained, return @true, otherwise return @false.
4266  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
4267  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
4268  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @oldstate
4269  * to either cond_synchronize_rcu() or cond_synchronize_rcu_expedited()
4270  * on the one hand or by directly invoking either synchronize_rcu() or
4271  * synchronize_rcu_expedited() on the other.
4272  *
4273  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4274  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4275  * more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit system!).
4276  * Those needing to keep old state values for very long time periods
4277  * (many hours even on 32-bit systems) should check them occasionally and
4278  * either refresh them or set a flag indicating that the grace period has
4279  * completed.  Alternatively, they can use get_completed_synchronize_rcu()
4280  * to get a guaranteed-completed grace-period state.
4281  *
4282  * In addition, because oldstate compresses the grace-period state for
4283  * both normal and expedited grace periods into a single unsigned long,
4284  * it can miss a grace period when synchronize_rcu() runs concurrently
4285  * with synchronize_rcu_expedited().  If this is unacceptable, please
4286  * instead use the _full() variant of these polling APIs.
4287  *
4288  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4289  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4290  * to the function that provided @oldstate, and that returned at the end
4291  * of this function.
4292  */
4293 bool poll_state_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
4294 {
4295         if (oldstate == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4296             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.gp_seq_polled, oldstate)) {
4297                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
4298                 return true;
4299         }
4300         return false;
4301 }
4302 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu);
4303
4304 /**
4305  * poll_state_synchronize_rcu_full - Has the specified RCU grace period completed?
4306  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full() or start_poll_synchronize_rcu_full()
4307  *
4308  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call from
4309  * which *rgosp was obtained, return @true, otherwise return @false.
4310  * If @false is returned, it is the caller's responsibility to invoke this
4311  * function later on until it does return @true.  Alternatively, the caller
4312  * can explicitly wait for a grace period, for example, by passing @rgosp
4313  * to cond_synchronize_rcu() or by directly invoking synchronize_rcu().
4314  *
4315  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4316  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited
4317  * for more than a billion grace periods (and way more on a 64-bit
4318  * system!).  Those needing to keep rcu_gp_oldstate values for very
4319  * long time periods (many hours even on 32-bit systems) should check
4320  * them occasionally and either refresh them or set a flag indicating
4321  * that the grace period has completed.  Alternatively, they can use
4322  * get_completed_synchronize_rcu_full() to get a guaranteed-completed
4323  * grace-period state.
4324  *
4325  * This function provides the same memory-ordering guarantees that would
4326  * be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call to
4327  * the function that provided @rgosp, and that returned at the end of this
4328  * function.  And this guarantee requires that the root rcu_node structure's
4329  * ->gp_seq field be checked instead of that of the rcu_state structure.
4330  * The problem is that the just-ending grace-period's callbacks can be
4331  * invoked between the time that the root rcu_node structure's ->gp_seq
4332  * field is updated and the time that the rcu_state structure's ->gp_seq
4333  * field is updated.  Therefore, if a single synchronize_rcu() is to
4334  * cause a subsequent poll_state_synchronize_rcu_full() to return @true,
4335  * then the root rcu_node structure is the one that needs to be polled.
4336  */
4337 bool poll_state_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4338 {
4339         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4340
4341         smp_mb(); // Order against root rcu_node structure grace-period cleanup.
4342         if (rgosp->rgos_norm == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4343             rcu_seq_done_exact(&rnp->gp_seq, rgosp->rgos_norm) ||
4344             rgosp->rgos_exp == RCU_GET_STATE_COMPLETED ||
4345             rcu_seq_done_exact(&rcu_state.expedited_sequence, rgosp->rgos_exp)) {
4346                 smp_mb(); /* Ensure GP ends before subsequent accesses. */
4347                 return true;
4348         }
4349         return false;
4350 }
4351 EXPORT_SYMBOL_GPL(poll_state_synchronize_rcu_full);
4352
4353 /**
4354  * cond_synchronize_rcu - Conditionally wait for an RCU grace period
4355  * @oldstate: value from get_state_synchronize_rcu(), start_poll_synchronize_rcu(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited()
4356  *
4357  * If a full RCU grace period has elapsed since the earlier call to
4358  * get_state_synchronize_rcu() or start_poll_synchronize_rcu(), just return.
4359  * Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait for a full grace period.
4360  *
4361  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4362  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4363  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
4364  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
4365  *
4366  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4367  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4368  * to the function that provided @oldstate and that returned at the end
4369  * of this function.
4370  */
4371 void cond_synchronize_rcu(unsigned long oldstate)
4372 {
4373         if (!poll_state_synchronize_rcu(oldstate))
4374                 synchronize_rcu();
4375 }
4376 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu);
4377
4378 /**
4379  * cond_synchronize_rcu_full - Conditionally wait for an RCU grace period
4380  * @rgosp: value from get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(), or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full()
4381  *
4382  * If a full RCU grace period has elapsed since the call to
4383  * get_state_synchronize_rcu_full(), start_poll_synchronize_rcu_full(),
4384  * or start_poll_synchronize_rcu_expedited_full() from which @rgosp was
4385  * obtained, just return.  Otherwise, invoke synchronize_rcu() to wait
4386  * for a full grace period.
4387  *
4388  * Yes, this function does not take counter wrap into account.
4389  * But counter wrap is harmless.  If the counter wraps, we have waited for
4390  * more than 2 billion grace periods (and way more on a 64-bit system!),
4391  * so waiting for a couple of additional grace periods should be just fine.
4392  *
4393  * This function provides the same memory-ordering guarantees that
4394  * would be provided by a synchronize_rcu() that was invoked at the call
4395  * to the function that provided @rgosp and that returned at the end of
4396  * this function.
4397  */
4398 void cond_synchronize_rcu_full(struct rcu_gp_oldstate *rgosp)
4399 {
4400         if (!poll_state_synchronize_rcu_full(rgosp))
4401                 synchronize_rcu();
4402 }
4403 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_synchronize_rcu_full);
4404
4405 /*
4406  * Check to see if there is any immediate RCU-related work to be done by
4407  * the current CPU, returning 1 if so and zero otherwise.  The checks are
4408  * in order of increasing expense: checks that can be carried out against
4409  * CPU-local state are performed first.  However, we must check for CPU
4410  * stalls first, else we might not get a chance.
4411  */
4412 static int rcu_pending(int user)
4413 {
4414         bool gp_in_progress;
4415         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4416         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
4417
4418         lockdep_assert_irqs_disabled();
4419
4420         /* Check for CPU stalls, if enabled. */
4421         check_cpu_stall(rdp);
4422
4423         /* Does this CPU need a deferred NOCB wakeup? */
4424         if (rcu_nocb_need_deferred_wakeup(rdp, RCU_NOCB_WAKE))
4425                 return 1;
4426
4427         /* Is this a nohz_full CPU in userspace or idle?  (Ignore RCU if so.) */
4428         gp_in_progress = rcu_gp_in_progress();
4429         if ((user || rcu_is_cpu_rrupt_from_idle() ||
4430              (gp_in_progress &&
4431               time_before(jiffies, READ_ONCE(rcu_state.gp_start) +
4432                           nohz_full_patience_delay_jiffies))) &&
4433             rcu_nohz_full_cpu())
4434                 return 0;
4435
4436         /* Is the RCU core waiting for a quiescent state from this CPU? */
4437         if (rdp->core_needs_qs && !rdp->cpu_no_qs.b.norm && gp_in_progress)
4438                 return 1;
4439
4440         /* Does this CPU have callbacks ready to invoke? */
4441         if (!rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
4442             rcu_segcblist_ready_cbs(&rdp->cblist))
4443                 return 1;
4444
4445         /* Has RCU gone idle with this CPU needing another grace period? */
4446         if (!gp_in_progress && rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist) &&
4447             !rcu_rdp_is_offloaded(rdp) &&
4448             !rcu_segcblist_restempty(&rdp->cblist, RCU_NEXT_READY_TAIL))
4449                 return 1;
4450
4451         /* Have RCU grace period completed or started?  */
4452         if (rcu_seq_current(&rnp->gp_seq) != rdp->gp_seq ||
4453             unlikely(READ_ONCE(rdp->gpwrap))) /* outside lock */
4454                 return 1;
4455
4456         /* nothing to do */
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 /*
4461  * Helper function for rcu_barrier() tracing.  If tracing is disabled,
4462  * the compiler is expected to optimize this away.
4463  */
4464 static void rcu_barrier_trace(const char *s, int cpu, unsigned long done)
4465 {
4466         trace_rcu_barrier(rcu_state.name, s, cpu,
4467                           atomic_read(&rcu_state.barrier_cpu_count), done);
4468 }
4469
4470 /*
4471  * RCU callback function for rcu_barrier().  If we are last, wake
4472  * up the task executing rcu_barrier().
4473  *
4474  * Note that the value of rcu_state.barrier_sequence must be captured
4475  * before the atomic_dec_and_test().  Otherwise, if this CPU is not last,
4476  * other CPUs might count the value down to zero before this CPU gets
4477  * around to invoking rcu_barrier_trace(), which might result in bogus
4478  * data from the next instance of rcu_barrier().
4479  */
4480 static void rcu_barrier_callback(struct rcu_head *rhp)
4481 {
4482         unsigned long __maybe_unused s = rcu_state.barrier_sequence;
4483
4484         rhp->next = rhp; // Mark the callback as having been invoked.
4485         if (atomic_dec_and_test(&rcu_state.barrier_cpu_count)) {
4486                 rcu_barrier_trace(TPS("LastCB"), -1, s);
4487                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4488         } else {
4489                 rcu_barrier_trace(TPS("CB"), -1, s);
4490         }
4491 }
4492
4493 /*
4494  * If needed, entrain an rcu_barrier() callback on rdp->cblist.
4495  */
4496 static void rcu_barrier_entrain(struct rcu_data *rdp)
4497 {
4498         unsigned long gseq = READ_ONCE(rcu_state.barrier_sequence);
4499         unsigned long lseq = READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap);
4500         bool wake_nocb = false;
4501         bool was_alldone = false;
4502
4503         lockdep_assert_held(&rcu_state.barrier_lock);
4504         if (rcu_seq_state(lseq) || !rcu_seq_state(gseq) || rcu_seq_ctr(lseq) != rcu_seq_ctr(gseq))
4505                 return;
4506         rcu_barrier_trace(TPS("IRQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4507         rdp->barrier_head.func = rcu_barrier_callback;
4508         debug_rcu_head_queue(&rdp->barrier_head);
4509         rcu_nocb_lock(rdp);
4510         /*
4511          * Flush bypass and wakeup rcuog if we add callbacks to an empty regular
4512          * queue. This way we don't wait for bypass timer that can reach seconds
4513          * if it's fully lazy.
4514          */
4515         was_alldone = rcu_rdp_is_offloaded(rdp) && !rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4516         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(rdp, NULL, jiffies, false));
4517         wake_nocb = was_alldone && rcu_segcblist_pend_cbs(&rdp->cblist);
4518         if (rcu_segcblist_entrain(&rdp->cblist, &rdp->barrier_head)) {
4519                 atomic_inc(&rcu_state.barrier_cpu_count);
4520         } else {
4521                 debug_rcu_head_unqueue(&rdp->barrier_head);
4522                 rcu_barrier_trace(TPS("IRQNQ"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4523         }
4524         rcu_nocb_unlock(rdp);
4525         if (wake_nocb)
4526                 wake_nocb_gp(rdp, false);
4527         smp_store_release(&rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4528 }
4529
4530 /*
4531  * Called with preemption disabled, and from cross-cpu IRQ context.
4532  */
4533 static void rcu_barrier_handler(void *cpu_in)
4534 {
4535         uintptr_t cpu = (uintptr_t)cpu_in;
4536         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4537
4538         lockdep_assert_irqs_disabled();
4539         WARN_ON_ONCE(cpu != rdp->cpu);
4540         WARN_ON_ONCE(cpu != smp_processor_id());
4541         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
4542         rcu_barrier_entrain(rdp);
4543         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
4544 }
4545
4546 /**
4547  * rcu_barrier - Wait until all in-flight call_rcu() callbacks complete.
4548  *
4549  * Note that this primitive does not necessarily wait for an RCU grace period
4550  * to complete.  For example, if there are no RCU callbacks queued anywhere
4551  * in the system, then rcu_barrier() is within its rights to return
4552  * immediately, without waiting for anything, much less an RCU grace period.
4553  */
4554 void rcu_barrier(void)
4555 {
4556         uintptr_t cpu;
4557         unsigned long flags;
4558         unsigned long gseq;
4559         struct rcu_data *rdp;
4560         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4561
4562         rcu_barrier_trace(TPS("Begin"), -1, s);
4563
4564         /* Take mutex to serialize concurrent rcu_barrier() requests. */
4565         mutex_lock(&rcu_state.barrier_mutex);
4566
4567         /* Did someone else do our work for us? */
4568         if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4569                 rcu_barrier_trace(TPS("EarlyExit"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4570                 smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4571                 mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4572                 return;
4573         }
4574
4575         /* Mark the start of the barrier operation. */
4576         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4577         rcu_seq_start(&rcu_state.barrier_sequence);
4578         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4579         rcu_barrier_trace(TPS("Inc1"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4580
4581         /*
4582          * Initialize the count to two rather than to zero in order
4583          * to avoid a too-soon return to zero in case of an immediate
4584          * invocation of the just-enqueued callback (or preemption of
4585          * this task).  Exclude CPU-hotplug operations to ensure that no
4586          * offline non-offloaded CPU has callbacks queued.
4587          */
4588         init_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4589         atomic_set(&rcu_state.barrier_cpu_count, 2);
4590         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4591
4592         /*
4593          * Force each CPU with callbacks to register a new callback.
4594          * When that callback is invoked, we will know that all of the
4595          * corresponding CPU's preceding callbacks have been invoked.
4596          */
4597         for_each_possible_cpu(cpu) {
4598                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4599 retry:
4600                 if (smp_load_acquire(&rdp->barrier_seq_snap) == gseq)
4601                         continue;
4602                 raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4603                 if (!rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist)) {
4604                         WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4605                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4606                         rcu_barrier_trace(TPS("NQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4607                         continue;
4608                 }
4609                 if (!rcu_rdp_cpu_online(rdp)) {
4610                         rcu_barrier_entrain(rdp);
4611                         WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4612                         raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4613                         rcu_barrier_trace(TPS("OfflineNoCBQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4614                         continue;
4615                 }
4616                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
4617                 if (smp_call_function_single(cpu, rcu_barrier_handler, (void *)cpu, 1)) {
4618                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
4619                         goto retry;
4620                 }
4621                 WARN_ON_ONCE(READ_ONCE(rdp->barrier_seq_snap) != gseq);
4622                 rcu_barrier_trace(TPS("OnlineQ"), cpu, rcu_state.barrier_sequence);
4623         }
4624
4625         /*
4626          * Now that we have an rcu_barrier_callback() callback on each
4627          * CPU, and thus each counted, remove the initial count.
4628          */
4629         if (atomic_sub_and_test(2, &rcu_state.barrier_cpu_count))
4630                 complete(&rcu_state.barrier_completion);
4631
4632         /* Wait for all rcu_barrier_callback() callbacks to be invoked. */
4633         wait_for_completion(&rcu_state.barrier_completion);
4634
4635         /* Mark the end of the barrier operation. */
4636         rcu_barrier_trace(TPS("Inc2"), -1, rcu_state.barrier_sequence);
4637         rcu_seq_end(&rcu_state.barrier_sequence);
4638         gseq = rcu_state.barrier_sequence;
4639         for_each_possible_cpu(cpu) {
4640                 rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4641
4642                 WRITE_ONCE(rdp->barrier_seq_snap, gseq);
4643         }
4644
4645         /* Other rcu_barrier() invocations can now safely proceed. */
4646         mutex_unlock(&rcu_state.barrier_mutex);
4647 }
4648 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_barrier);
4649
4650 static unsigned long rcu_barrier_last_throttle;
4651
4652 /**
4653  * rcu_barrier_throttled - Do rcu_barrier(), but limit to one per second
4654  *
4655  * This can be thought of as guard rails around rcu_barrier() that
4656  * permits unrestricted userspace use, at least assuming the hardware's
4657  * try_cmpxchg() is robust.  There will be at most one call per second to
4658  * rcu_barrier() system-wide from use of this function, which means that
4659  * callers might needlessly wait a second or three.
4660  *
4661  * This is intended for use by test suites to avoid OOM by flushing RCU
4662  * callbacks from the previous test before starting the next.  See the
4663  * rcutree.do_rcu_barrier module parameter for more information.
4664  *
4665  * Why not simply make rcu_barrier() more scalable?  That might be
4666  * the eventual endpoint, but let's keep it simple for the time being.
4667  * Note that the module parameter infrastructure serializes calls to a
4668  * given .set() function, but should concurrent .set() invocation ever be
4669  * possible, we are ready!
4670  */
4671 static void rcu_barrier_throttled(void)
4672 {
4673         unsigned long j = jiffies;
4674         unsigned long old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4675         unsigned long s = rcu_seq_snap(&rcu_state.barrier_sequence);
4676
4677         while (time_in_range(j, old, old + HZ / 16) ||
4678                !try_cmpxchg(&rcu_barrier_last_throttle, &old, j)) {
4679                 schedule_timeout_idle(HZ / 16);
4680                 if (rcu_seq_done(&rcu_state.barrier_sequence, s)) {
4681                         smp_mb(); /* caller's subsequent code after above check. */
4682                         return;
4683                 }
4684                 j = jiffies;
4685                 old = READ_ONCE(rcu_barrier_last_throttle);
4686         }
4687         rcu_barrier();
4688 }
4689
4690 /*
4691  * Invoke rcu_barrier_throttled() when a rcutree.do_rcu_barrier
4692  * request arrives.  We insist on a true value to allow for possible
4693  * future expansion.
4694  */
4695 static int param_set_do_rcu_barrier(const char *val, const struct kernel_param *kp)
4696 {
4697         bool b;
4698         int ret;
4699
4700         if (rcu_scheduler_active != RCU_SCHEDULER_RUNNING)
4701                 return -EAGAIN;
4702         ret = kstrtobool(val, &b);
4703         if (!ret && b) {
4704                 atomic_inc((atomic_t *)kp->arg);
4705                 rcu_barrier_throttled();
4706                 atomic_dec((atomic_t *)kp->arg);
4707         }
4708         return ret;
4709 }
4710
4711 /*
4712  * Output the number of outstanding rcutree.do_rcu_barrier requests.
4713  */
4714 static int param_get_do_rcu_barrier(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
4715 {
4716         return sprintf(buffer, "%d\n", atomic_read((atomic_t *)kp->arg));
4717 }
4718
4719 static const struct kernel_param_ops do_rcu_barrier_ops = {
4720         .set = param_set_do_rcu_barrier,
4721         .get = param_get_do_rcu_barrier,
4722 };
4723 static atomic_t do_rcu_barrier;
4724 module_param_cb(do_rcu_barrier, &do_rcu_barrier_ops, &do_rcu_barrier, 0644);
4725
4726 /*
4727  * Compute the mask of online CPUs for the specified rcu_node structure.
4728  * This will not be stable unless the rcu_node structure's ->lock is
4729  * held, but the bit corresponding to the current CPU will be stable
4730  * in most contexts.
4731  */
4732 static unsigned long rcu_rnp_online_cpus(struct rcu_node *rnp)
4733 {
4734         return READ_ONCE(rnp->qsmaskinitnext);
4735 }
4736
4737 /*
4738  * Is the CPU corresponding to the specified rcu_data structure online
4739  * from RCU's perspective?  This perspective is given by that structure's
4740  * ->qsmaskinitnext field rather than by the global cpu_online_mask.
4741  */
4742 static bool rcu_rdp_cpu_online(struct rcu_data *rdp)
4743 {
4744         return !!(rdp->grpmask & rcu_rnp_online_cpus(rdp->mynode));
4745 }
4746
4747 bool rcu_cpu_online(int cpu)
4748 {
4749         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4750
4751         return rcu_rdp_cpu_online(rdp);
4752 }
4753
4754 #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU)
4755
4756 /*
4757  * Is the current CPU online as far as RCU is concerned?
4758  *
4759  * Disable preemption to avoid false positives that could otherwise
4760  * happen due to the current CPU number being sampled, this task being
4761  * preempted, its old CPU being taken offline, resuming on some other CPU,
4762  * then determining that its old CPU is now offline.
4763  *
4764  * Disable checking if in an NMI handler because we cannot safely
4765  * report errors from NMI handlers anyway.  In addition, it is OK to use
4766  * RCU on an offline processor during initial boot, hence the check for
4767  * rcu_scheduler_fully_active.
4768  */
4769 bool rcu_lockdep_current_cpu_online(void)
4770 {
4771         struct rcu_data *rdp;
4772         bool ret = false;
4773
4774         if (in_nmi() || !rcu_scheduler_fully_active)
4775                 return true;
4776         preempt_disable_notrace();
4777         rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
4778         /*
4779          * Strictly, we care here about the case where the current CPU is
4780          * in rcutree_report_cpu_starting() and thus has an excuse for rdp->grpmask
4781          * not being up to date. So arch_spin_is_locked() might have a
4782          * false positive if it's held by some *other* CPU, but that's
4783          * OK because that just means a false *negative* on the warning.
4784          */
4785         if (rcu_rdp_cpu_online(rdp) || arch_spin_is_locked(&rcu_state.ofl_lock))
4786                 ret = true;
4787         preempt_enable_notrace();
4788         return ret;
4789 }
4790 EXPORT_SYMBOL_GPL(rcu_lockdep_current_cpu_online);
4791
4792 #endif /* #if defined(CONFIG_PROVE_RCU) && defined(CONFIG_HOTPLUG_CPU) */
4793
4794 // Has rcu_init() been invoked?  This is used (for example) to determine
4795 // whether spinlocks may be acquired safely.
4796 static bool rcu_init_invoked(void)
4797 {
4798         return !!READ_ONCE(rcu_state.n_online_cpus);
4799 }
4800
4801 /*
4802  * All CPUs for the specified rcu_node structure have gone offline,
4803  * and all tasks that were preempted within an RCU read-side critical
4804  * section while running on one of those CPUs have since exited their RCU
4805  * read-side critical section.  Some other CPU is reporting this fact with
4806  * the specified rcu_node structure's ->lock held and interrupts disabled.
4807  * This function therefore goes up the tree of rcu_node structures,
4808  * clearing the corresponding bits in the ->qsmaskinit fields.  Note that
4809  * the leaf rcu_node structure's ->qsmaskinit field has already been
4810  * updated.
4811  *
4812  * This function does check that the specified rcu_node structure has
4813  * all CPUs offline and no blocked tasks, so it is OK to invoke it
4814  * prematurely.  That said, invoking it after the fact will cost you
4815  * a needless lock acquisition.  So once it has done its work, don't
4816  * invoke it again.
4817  */
4818 static void rcu_cleanup_dead_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4819 {
4820         long mask;
4821         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4822
4823         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4824         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HOTPLUG_CPU) ||
4825             WARN_ON_ONCE(rnp_leaf->qsmaskinit) ||
4826             WARN_ON_ONCE(rcu_preempt_has_tasks(rnp_leaf)))
4827                 return;
4828         for (;;) {
4829                 mask = rnp->grpmask;
4830                 rnp = rnp->parent;
4831                 if (!rnp)
4832                         break;
4833                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* irqs already disabled. */
4834                 rnp->qsmaskinit &= ~mask;
4835                 /* Between grace periods, so better already be zero! */
4836                 WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask);
4837                 if (rnp->qsmaskinit) {
4838                         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
4839                         /* irqs remain disabled. */
4840                         return;
4841                 }
4842                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* irqs remain disabled. */
4843         }
4844 }
4845
4846 /*
4847  * Propagate ->qsinitmask bits up the rcu_node tree to account for the
4848  * first CPU in a given leaf rcu_node structure coming online.  The caller
4849  * must hold the corresponding leaf rcu_node ->lock with interrupts
4850  * disabled.
4851  */
4852 static void rcu_init_new_rnp(struct rcu_node *rnp_leaf)
4853 {
4854         long mask;
4855         long oldmask;
4856         struct rcu_node *rnp = rnp_leaf;
4857
4858         raw_lockdep_assert_held_rcu_node(rnp_leaf);
4859         WARN_ON_ONCE(rnp->wait_blkd_tasks);
4860         for (;;) {
4861                 mask = rnp->grpmask;
4862                 rnp = rnp->parent;
4863                 if (rnp == NULL)
4864                         return;
4865                 raw_spin_lock_rcu_node(rnp); /* Interrupts already disabled. */
4866                 oldmask = rnp->qsmaskinit;
4867                 rnp->qsmaskinit |= mask;
4868                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp); /* Interrupts remain disabled. */
4869                 if (oldmask)
4870                         return;
4871         }
4872 }
4873
4874 /*
4875  * Do boot-time initialization of a CPU's per-CPU RCU data.
4876  */
4877 static void __init
4878 rcu_boot_init_percpu_data(int cpu)
4879 {
4880         struct context_tracking *ct = this_cpu_ptr(&context_tracking);
4881         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4882
4883         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4884         rdp->grpmask = leaf_node_cpu_bit(rdp->mynode, cpu);
4885         INIT_WORK(&rdp->strict_work, strict_work_handler);
4886         WARN_ON_ONCE(ct->nesting != 1);
4887         WARN_ON_ONCE(rcu_watching_snap_in_eqs(ct_rcu_watching_cpu(cpu)));
4888         rdp->barrier_seq_snap = rcu_state.barrier_sequence;
4889         rdp->rcu_ofl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4890         rdp->rcu_ofl_gp_state = RCU_GP_CLEANED;
4891         rdp->rcu_onl_gp_seq = rcu_state.gp_seq;
4892         rdp->rcu_onl_gp_state = RCU_GP_CLEANED;
4893         rdp->last_sched_clock = jiffies;
4894         rdp->cpu = cpu;
4895         rcu_boot_init_nocb_percpu_data(rdp);
4896 }
4897
4898 struct kthread_worker *rcu_exp_gp_kworker;
4899
4900 static void rcu_spawn_exp_par_gp_kworker(struct rcu_node *rnp)
4901 {
4902         struct kthread_worker *kworker;
4903         const char *name = "rcu_exp_par_gp_kthread_worker/%d";
4904         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4905         int rnp_index = rnp - rcu_get_root();
4906
4907         if (rnp->exp_kworker)
4908                 return;
4909
4910         kworker = kthread_create_worker(0, name, rnp_index);
4911         if (IS_ERR_OR_NULL(kworker)) {
4912                 pr_err("Failed to create par gp kworker on %d/%d\n",
4913                        rnp->grplo, rnp->grphi);
4914                 return;
4915         }
4916         WRITE_ONCE(rnp->exp_kworker, kworker);
4917
4918         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD))
4919                 sched_setscheduler_nocheck(kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4920 }
4921
4922 static struct task_struct *rcu_exp_par_gp_task(struct rcu_node *rnp)
4923 {
4924         struct kthread_worker *kworker = READ_ONCE(rnp->exp_kworker);
4925
4926         if (!kworker)
4927                 return NULL;
4928
4929         return kworker->task;
4930 }
4931
4932 static void __init rcu_start_exp_gp_kworker(void)
4933 {
4934         const char *name = "rcu_exp_gp_kthread_worker";
4935         struct sched_param param = { .sched_priority = kthread_prio };
4936
4937         rcu_exp_gp_kworker = kthread_create_worker(0, name);
4938         if (IS_ERR_OR_NULL(rcu_exp_gp_kworker)) {
4939                 pr_err("Failed to create %s!\n", name);
4940                 rcu_exp_gp_kworker = NULL;
4941                 return;
4942         }
4943
4944         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_EXP_KTHREAD))
4945                 sched_setscheduler_nocheck(rcu_exp_gp_kworker->task, SCHED_FIFO, &param);
4946 }
4947
4948 static void rcu_spawn_rnp_kthreads(struct rcu_node *rnp)
4949 {
4950         if (rcu_scheduler_fully_active) {
4951                 mutex_lock(&rnp->kthread_mutex);
4952                 rcu_spawn_one_boost_kthread(rnp);
4953                 rcu_spawn_exp_par_gp_kworker(rnp);
4954                 mutex_unlock(&rnp->kthread_mutex);
4955         }
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Invoked early in the CPU-online process, when pretty much all services
4960  * are available.  The incoming CPU is not present.
4961  *
4962  * Initializes a CPU's per-CPU RCU data.  Note that only one online or
4963  * offline event can be happening at a given time.  Note also that we can
4964  * accept some slop in the rsp->gp_seq access due to the fact that this
4965  * CPU cannot possibly have any non-offloaded RCU callbacks in flight yet.
4966  * And any offloaded callbacks are being numbered elsewhere.
4967  */
4968 int rcutree_prepare_cpu(unsigned int cpu)
4969 {
4970         unsigned long flags;
4971         struct context_tracking *ct = per_cpu_ptr(&context_tracking, cpu);
4972         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
4973         struct rcu_node *rnp = rcu_get_root();
4974
4975         /* Set up local state, ensuring consistent view of global state. */
4976         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
4977         rdp->qlen_last_fqs_check = 0;
4978         rdp->n_force_qs_snap = READ_ONCE(rcu_state.n_force_qs);
4979         rdp->blimit = blimit;
4980         ct->nesting = 1;        /* CPU not up, no tearing. */
4981         raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);          /* irqs remain disabled. */
4982
4983         /*
4984          * Only non-NOCB CPUs that didn't have early-boot callbacks need to be
4985          * (re-)initialized.
4986          */
4987         if (!rcu_segcblist_is_enabled(&rdp->cblist))
4988                 rcu_segcblist_init(&rdp->cblist);  /* Re-enable callbacks. */
4989
4990         /*
4991          * Add CPU to leaf rcu_node pending-online bitmask.  Any needed
4992          * propagation up the rcu_node tree will happen at the beginning
4993          * of the next grace period.
4994          */
4995         rnp = rdp->mynode;
4996         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);            /* irqs already disabled. */
4997         rdp->gp_seq = READ_ONCE(rnp->gp_seq);
4998         rdp->gp_seq_needed = rdp->gp_seq;
4999         rdp->cpu_no_qs.b.norm = true;
5000         rdp->core_needs_qs = false;
5001         rdp->rcu_iw_pending = false;
5002         rdp->rcu_iw = IRQ_WORK_INIT_HARD(rcu_iw_handler);
5003         rdp->rcu_iw_gp_seq = rdp->gp_seq - 1;
5004         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, rdp->gp_seq, TPS("cpuonl"));
5005         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5006         rcu_spawn_rnp_kthreads(rnp);
5007         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(cpu);
5008         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.n_online_cpus);
5009         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus + 1);
5010
5011         return 0;
5012 }
5013
5014 /*
5015  * Update kthreads affinity during CPU-hotplug changes.
5016  *
5017  * Set the per-rcu_node kthread's affinity to cover all CPUs that are
5018  * served by the rcu_node in question.  The CPU hotplug lock is still
5019  * held, so the value of rnp->qsmaskinit will be stable.
5020  *
5021  * We don't include outgoingcpu in the affinity set, use -1 if there is
5022  * no outgoing CPU.  If there are no CPUs left in the affinity set,
5023  * this function allows the kthread to execute on any CPU.
5024  *
5025  * Any future concurrent calls are serialized via ->kthread_mutex.
5026  */
5027 static void rcutree_affinity_setting(unsigned int cpu, int outgoingcpu)
5028 {
5029         cpumask_var_t cm;
5030         unsigned long mask;
5031         struct rcu_data *rdp;
5032         struct rcu_node *rnp;
5033         struct task_struct *task_boost, *task_exp;
5034
5035         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5036         rnp = rdp->mynode;
5037
5038         task_boost = rcu_boost_task(rnp);
5039         task_exp = rcu_exp_par_gp_task(rnp);
5040
5041         /*
5042          * If CPU is the boot one, those tasks are created later from early
5043          * initcall since kthreadd must be created first.
5044          */
5045         if (!task_boost && !task_exp)
5046                 return;
5047
5048         if (!zalloc_cpumask_var(&cm, GFP_KERNEL))
5049                 return;
5050
5051         mutex_lock(&rnp->kthread_mutex);
5052         mask = rcu_rnp_online_cpus(rnp);
5053         for_each_leaf_node_possible_cpu(rnp, cpu)
5054                 if ((mask & leaf_node_cpu_bit(rnp, cpu)) &&
5055                     cpu != outgoingcpu)
5056                         cpumask_set_cpu(cpu, cm);
5057         cpumask_and(cm, cm, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU));
5058         if (cpumask_empty(cm)) {
5059                 cpumask_copy(cm, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_RCU));
5060                 if (outgoingcpu >= 0)
5061                         cpumask_clear_cpu(outgoingcpu, cm);
5062         }
5063
5064         if (task_exp)
5065                 set_cpus_allowed_ptr(task_exp, cm);
5066
5067         if (task_boost)
5068                 set_cpus_allowed_ptr(task_boost, cm);
5069
5070         mutex_unlock(&rnp->kthread_mutex);
5071
5072         free_cpumask_var(cm);
5073 }
5074
5075 /*
5076  * Has the specified (known valid) CPU ever been fully online?
5077  */
5078 bool rcu_cpu_beenfullyonline(int cpu)
5079 {
5080         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5081
5082         return smp_load_acquire(&rdp->beenonline);
5083 }
5084
5085 /*
5086  * Near the end of the CPU-online process.  Pretty much all services
5087  * enabled, and the CPU is now very much alive.
5088  */
5089 int rcutree_online_cpu(unsigned int cpu)
5090 {
5091         unsigned long flags;
5092         struct rcu_data *rdp;
5093         struct rcu_node *rnp;
5094
5095         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5096         rnp = rdp->mynode;
5097         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5098         rnp->ffmask |= rdp->grpmask;
5099         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5100         if (rcu_scheduler_active == RCU_SCHEDULER_INACTIVE)
5101                 return 0; /* Too early in boot for scheduler work. */
5102         sync_sched_exp_online_cleanup(cpu);
5103         rcutree_affinity_setting(cpu, -1);
5104
5105         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
5106         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
5107         return 0;
5108 }
5109
5110 /*
5111  * Mark the specified CPU as being online so that subsequent grace periods
5112  * (both expedited and normal) will wait on it.  Note that this means that
5113  * incoming CPUs are not allowed to use RCU read-side critical sections
5114  * until this function is called.  Failing to observe this restriction
5115  * will result in lockdep splats.
5116  *
5117  * Note that this function is special in that it is invoked directly
5118  * from the incoming CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
5119  * This is because this function must be invoked at a precise location.
5120  * This incoming CPU must not have enabled interrupts yet.
5121  *
5122  * This mirrors the effects of rcutree_report_cpu_dead().
5123  */
5124 void rcutree_report_cpu_starting(unsigned int cpu)
5125 {
5126         unsigned long mask;
5127         struct rcu_data *rdp;
5128         struct rcu_node *rnp;
5129         bool newcpu;
5130
5131         lockdep_assert_irqs_disabled();
5132         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5133         if (rdp->cpu_started)
5134                 return;
5135         rdp->cpu_started = true;
5136
5137         rnp = rdp->mynode;
5138         mask = rdp->grpmask;
5139         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
5140         rcu_watching_online();
5141         raw_spin_lock(&rcu_state.barrier_lock);
5142         raw_spin_lock_rcu_node(rnp);
5143         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext | mask);
5144         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock);
5145         newcpu = !(rnp->expmaskinitnext & mask);
5146         rnp->expmaskinitnext |= mask;
5147         /* Allow lockless access for expedited grace periods. */
5148         smp_store_release(&rcu_state.ncpus, rcu_state.ncpus + newcpu); /* ^^^ */
5149         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.ncpus);
5150         rcu_gpnum_ovf(rnp, rdp); /* Offline-induced counter wrap? */
5151         rdp->rcu_onl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
5152         rdp->rcu_onl_gp_state = READ_ONCE(rcu_state.gp_state);
5153
5154         /* An incoming CPU should never be blocking a grace period. */
5155         if (WARN_ON_ONCE(rnp->qsmask & mask)) { /* RCU waiting on incoming CPU? */
5156                 /* rcu_report_qs_rnp() *really* wants some flags to restore */
5157                 unsigned long flags;
5158
5159                 local_irq_save(flags);
5160                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
5161                 /* Report QS -after- changing ->qsmaskinitnext! */
5162                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
5163         } else {
5164                 raw_spin_unlock_rcu_node(rnp);
5165         }
5166         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
5167         smp_store_release(&rdp->beenonline, true);
5168         smp_mb(); /* Ensure RCU read-side usage follows above initialization. */
5169 }
5170
5171 /*
5172  * The outgoing function has no further need of RCU, so remove it from
5173  * the rcu_node tree's ->qsmaskinitnext bit masks.
5174  *
5175  * Note that this function is special in that it is invoked directly
5176  * from the outgoing CPU rather than from the cpuhp_step mechanism.
5177  * This is because this function must be invoked at a precise location.
5178  *
5179  * This mirrors the effect of rcutree_report_cpu_starting().
5180  */
5181 void rcutree_report_cpu_dead(void)
5182 {
5183         unsigned long flags;
5184         unsigned long mask;
5185         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5186         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;  /* Outgoing CPU's rdp & rnp. */
5187
5188         /*
5189          * IRQS must be disabled from now on and until the CPU dies, or an interrupt
5190          * may introduce a new READ-side while it is actually off the QS masks.
5191          */
5192         lockdep_assert_irqs_disabled();
5193         // Do any dangling deferred wakeups.
5194         do_nocb_deferred_wakeup(rdp);
5195
5196         rcu_preempt_deferred_qs(current);
5197
5198         /* Remove outgoing CPU from mask in the leaf rcu_node structure. */
5199         mask = rdp->grpmask;
5200         arch_spin_lock(&rcu_state.ofl_lock);
5201         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags); /* Enforce GP memory-order guarantee. */
5202         rdp->rcu_ofl_gp_seq = READ_ONCE(rcu_state.gp_seq);
5203         rdp->rcu_ofl_gp_state = READ_ONCE(rcu_state.gp_state);
5204         if (rnp->qsmask & mask) { /* RCU waiting on outgoing CPU? */
5205                 /* Report quiescent state -before- changing ->qsmaskinitnext! */
5206                 rcu_disable_urgency_upon_qs(rdp);
5207                 rcu_report_qs_rnp(mask, rnp, rnp->gp_seq, flags);
5208                 raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5209         }
5210         WRITE_ONCE(rnp->qsmaskinitnext, rnp->qsmaskinitnext & ~mask);
5211         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5212         arch_spin_unlock(&rcu_state.ofl_lock);
5213         rdp->cpu_started = false;
5214 }
5215
5216 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5217 /*
5218  * The outgoing CPU has just passed through the dying-idle state, and we
5219  * are being invoked from the CPU that was IPIed to continue the offline
5220  * operation.  Migrate the outgoing CPU's callbacks to the current CPU.
5221  */
5222 void rcutree_migrate_callbacks(int cpu)
5223 {
5224         unsigned long flags;
5225         struct rcu_data *my_rdp;
5226         struct rcu_node *my_rnp;
5227         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5228         bool needwake;
5229
5230         if (rcu_rdp_is_offloaded(rdp))
5231                 return;
5232
5233         raw_spin_lock_irqsave(&rcu_state.barrier_lock, flags);
5234         if (rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist)) {
5235                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rcu_state.barrier_lock, flags);
5236                 return;  /* No callbacks to migrate. */
5237         }
5238
5239         WARN_ON_ONCE(rcu_rdp_cpu_online(rdp));
5240         rcu_barrier_entrain(rdp);
5241         my_rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5242         my_rnp = my_rdp->mynode;
5243         rcu_nocb_lock(my_rdp); /* irqs already disabled. */
5244         WARN_ON_ONCE(!rcu_nocb_flush_bypass(my_rdp, NULL, jiffies, false));
5245         raw_spin_lock_rcu_node(my_rnp); /* irqs already disabled. */
5246         /* Leverage recent GPs and set GP for new callbacks. */
5247         needwake = rcu_advance_cbs(my_rnp, rdp) ||
5248                    rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
5249         rcu_segcblist_merge(&my_rdp->cblist, &rdp->cblist);
5250         raw_spin_unlock(&rcu_state.barrier_lock); /* irqs remain disabled. */
5251         needwake = needwake || rcu_advance_cbs(my_rnp, my_rdp);
5252         rcu_segcblist_disable(&rdp->cblist);
5253         WARN_ON_ONCE(rcu_segcblist_empty(&my_rdp->cblist) != !rcu_segcblist_n_cbs(&my_rdp->cblist));
5254         check_cb_ovld_locked(my_rdp, my_rnp);
5255         if (rcu_rdp_is_offloaded(my_rdp)) {
5256                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
5257                 __call_rcu_nocb_wake(my_rdp, true, flags);
5258         } else {
5259                 rcu_nocb_unlock(my_rdp); /* irqs remain disabled. */
5260                 raw_spin_unlock_rcu_node(my_rnp); /* irqs remain disabled. */
5261         }
5262         local_irq_restore(flags);
5263         if (needwake)
5264                 rcu_gp_kthread_wake();
5265         lockdep_assert_irqs_enabled();
5266         WARN_ONCE(rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist) != 0 ||
5267                   !rcu_segcblist_empty(&rdp->cblist),
5268                   "rcu_cleanup_dead_cpu: Callbacks on offline CPU %d: qlen=%lu, 1stCB=%p\n",
5269                   cpu, rcu_segcblist_n_cbs(&rdp->cblist),
5270                   rcu_segcblist_first_cb(&rdp->cblist));
5271 }
5272
5273 /*
5274  * The CPU has been completely removed, and some other CPU is reporting
5275  * this fact from process context.  Do the remainder of the cleanup.
5276  * There can only be one CPU hotplug operation at a time, so no need for
5277  * explicit locking.
5278  */
5279 int rcutree_dead_cpu(unsigned int cpu)
5280 {
5281         ASSERT_EXCLUSIVE_WRITER(rcu_state.n_online_cpus);
5282         WRITE_ONCE(rcu_state.n_online_cpus, rcu_state.n_online_cpus - 1);
5283         // Stop-machine done, so allow nohz_full to disable tick.
5284         tick_dep_clear(TICK_DEP_BIT_RCU);
5285         return 0;
5286 }
5287
5288 /*
5289  * Near the end of the offline process.  Trace the fact that this CPU
5290  * is going offline.
5291  */
5292 int rcutree_dying_cpu(unsigned int cpu)
5293 {
5294         bool blkd;
5295         struct rcu_data *rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5296         struct rcu_node *rnp = rdp->mynode;
5297
5298         blkd = !!(READ_ONCE(rnp->qsmask) & rdp->grpmask);
5299         trace_rcu_grace_period(rcu_state.name, READ_ONCE(rnp->gp_seq),
5300                                blkd ? TPS("cpuofl-bgp") : TPS("cpuofl"));
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 /*
5305  * Near the beginning of the process.  The CPU is still very much alive
5306  * with pretty much all services enabled.
5307  */
5308 int rcutree_offline_cpu(unsigned int cpu)
5309 {
5310         unsigned long flags;
5311         struct rcu_data *rdp;
5312         struct rcu_node *rnp;
5313
5314         rdp = per_cpu_ptr(&rcu_data, cpu);
5315         rnp = rdp->mynode;
5316         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5317         rnp->ffmask &= ~rdp->grpmask;
5318         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5319
5320         rcutree_affinity_setting(cpu, cpu);
5321
5322         // nohz_full CPUs need the tick for stop-machine to work quickly
5323         tick_dep_set(TICK_DEP_BIT_RCU);
5324         return 0;
5325 }
5326 #endif /* #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5327
5328 /*
5329  * On non-huge systems, use expedited RCU grace periods to make suspend
5330  * and hibernation run faster.
5331  */
5332 static int rcu_pm_notify(struct notifier_block *self,
5333                          unsigned long action, void *hcpu)
5334 {
5335         switch (action) {
5336         case PM_HIBERNATION_PREPARE:
5337         case PM_SUSPEND_PREPARE:
5338                 rcu_async_hurry();
5339                 rcu_expedite_gp();
5340                 break;
5341         case PM_POST_HIBERNATION:
5342         case PM_POST_SUSPEND:
5343                 rcu_unexpedite_gp();
5344                 rcu_async_relax();
5345                 break;
5346         default:
5347                 break;
5348         }
5349         return NOTIFY_OK;
5350 }
5351
5352 /*
5353  * Spawn the kthreads that handle RCU's grace periods.
5354  */
5355 static int __init rcu_spawn_gp_kthread(void)
5356 {
5357         unsigned long flags;
5358         struct rcu_node *rnp;
5359         struct sched_param sp;
5360         struct task_struct *t;
5361         struct rcu_data *rdp = this_cpu_ptr(&rcu_data);
5362
5363         rcu_scheduler_fully_active = 1;
5364         t = kthread_create(rcu_gp_kthread, NULL, "%s", rcu_state.name);
5365         if (WARN_ONCE(IS_ERR(t), "%s: Could not start grace-period kthread, OOM is now expected behavior\n", __func__))
5366                 return 0;
5367         if (kthread_prio) {
5368                 sp.sched_priority = kthread_prio;
5369                 sched_setscheduler_nocheck(t, SCHED_FIFO, &sp);
5370         }
5371         rnp = rcu_get_root();
5372         raw_spin_lock_irqsave_rcu_node(rnp, flags);
5373         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_activity, jiffies);
5374         WRITE_ONCE(rcu_state.gp_req_activity, jiffies);
5375         // Reset .gp_activity and .gp_req_activity before setting .gp_kthread.
5376         smp_store_release(&rcu_state.gp_kthread, t);  /* ^^^ */
5377         raw_spin_unlock_irqrestore_rcu_node(rnp, flags);
5378         wake_up_process(t);
5379         /* This is a pre-SMP initcall, we expect a single CPU */
5380         WARN_ON(num_online_cpus() > 1);
5381         /*
5382          * Those kthreads couldn't be created on rcu_init() -> rcutree_prepare_cpu()
5383          * due to rcu_scheduler_fully_active.
5384          */
5385         rcu_spawn_cpu_nocb_kthread(smp_processor_id());
5386         rcu_spawn_rnp_kthreads(rdp->mynode);
5387         rcu_spawn_core_kthreads();
5388         /* Create kthread worker for expedited GPs */
5389         rcu_start_exp_gp_kworker();
5390         return 0;
5391 }
5392 early_initcall(rcu_spawn_gp_kthread);
5393
5394 /*
5395  * This function is invoked towards the end of the scheduler's
5396  * initialization process.  Before this is called, the idle task might
5397  * contain synchronous grace-period primitives (during which time, this idle
5398  * task is booting the system, and such primitives are no-ops).  After this
5399  * function is called, any synchronous grace-period primitives are run as
5400  * expedited, with the requesting task driving the grace period forward.
5401  * A later core_initcall() rcu_set_runtime_mode() will switch to full
5402  * runtime RCU functionality.
5403  */
5404 void rcu_scheduler_starting(void)
5405 {
5406         unsigned long flags;
5407         struct rcu_node *rnp;
5408
5409         WARN_ON(num_online_cpus() != 1);
5410         WARN_ON(nr_context_switches() > 0);
5411         rcu_test_sync_prims();
5412
5413         // Fix up the ->gp_seq counters.
5414         local_irq_save(flags);
5415         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp)
5416                 rnp->gp_seq_needed = rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
5417         local_irq_restore(flags);
5418
5419         // Switch out of early boot mode.
5420         rcu_scheduler_active = RCU_SCHEDULER_INIT;
5421         rcu_test_sync_prims();
5422 }
5423
5424 /*
5425  * Helper function for rcu_init() that initializes the rcu_state structure.
5426  */
5427 static void __init rcu_init_one(void)
5428 {
5429         static const char * const buf[] = RCU_NODE_NAME_INIT;
5430         static const char * const fqs[] = RCU_FQS_NAME_INIT;
5431         static struct lock_class_key rcu_node_class[RCU_NUM_LVLS];
5432         static struct lock_class_key rcu_fqs_class[RCU_NUM_LVLS];
5433
5434         int levelspread[RCU_NUM_LVLS];          /* kids/node in each level. */
5435         int cpustride = 1;
5436         int i;
5437         int j;
5438         struct rcu_node *rnp;
5439
5440         BUILD_BUG_ON(RCU_NUM_LVLS > ARRAY_SIZE(buf));  /* Fix buf[] init! */
5441
5442         /* Silence gcc 4.8 false positive about array index out of range. */
5443         if (rcu_num_lvls <= 0 || rcu_num_lvls > RCU_NUM_LVLS)
5444                 panic("rcu_init_one: rcu_num_lvls out of range");
5445
5446         /* Initialize the level-tracking arrays. */
5447
5448         for (i = 1; i < rcu_num_lvls; i++)
5449                 rcu_state.level[i] =
5450                         rcu_state.level[i - 1] + num_rcu_lvl[i - 1];
5451         rcu_init_levelspread(levelspread, num_rcu_lvl);
5452
5453         /* Initialize the elements themselves, starting from the leaves. */
5454
5455         for (i = rcu_num_lvls - 1; i >= 0; i--) {
5456                 cpustride *= levelspread[i];
5457                 rnp = rcu_state.level[i];
5458                 for (j = 0; j < num_rcu_lvl[i]; j++, rnp++) {
5459                         raw_spin_lock_init(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock));
5460                         lockdep_set_class_and_name(&ACCESS_PRIVATE(rnp, lock),
5461                                                    &rcu_node_class[i], buf[i]);
5462                         raw_spin_lock_init(&rnp->fqslock);
5463                         lockdep_set_class_and_name(&rnp->fqslock,
5464                                                    &rcu_fqs_class[i], fqs[i]);
5465                         rnp->gp_seq = rcu_state.gp_seq;
5466                         rnp->gp_seq_needed = rcu_state.gp_seq;
5467                         rnp->completedqs = rcu_state.gp_seq;
5468                         rnp->qsmask = 0;
5469                         rnp->qsmaskinit = 0;
5470                         rnp->grplo = j * cpustride;
5471                         rnp->grphi = (j + 1) * cpustride - 1;
5472                         if (rnp->grphi >= nr_cpu_ids)
5473                                 rnp->grphi = nr_cpu_ids - 1;
5474                         if (i == 0) {
5475                                 rnp->grpnum = 0;
5476                                 rnp->grpmask = 0;
5477                                 rnp->parent = NULL;
5478                         } else {
5479                                 rnp->grpnum = j % levelspread[i - 1];
5480                                 rnp->grpmask = BIT(rnp->grpnum);
5481                                 rnp->parent = rcu_state.level[i - 1] +
5482                                               j / levelspread[i - 1];
5483                         }
5484                         rnp->level = i;
5485                         INIT_LIST_HEAD(&rnp->blkd_tasks);
5486                         rcu_init_one_nocb(rnp);
5487                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[0]);
5488                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[1]);
5489                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[2]);
5490                         init_waitqueue_head(&rnp->exp_wq[3]);
5491                         spin_lock_init(&rnp->exp_lock);
5492                         mutex_init(&rnp->kthread_mutex);
5493                         raw_spin_lock_init(&rnp->exp_poll_lock);
5494                         rnp->exp_seq_poll_rq = RCU_GET_STATE_COMPLETED;
5495                         INIT_WORK(&rnp->exp_poll_wq, sync_rcu_do_polled_gp);
5496                 }
5497         }
5498
5499         init_swait_queue_head(&rcu_state.gp_wq);
5500         init_swait_queue_head(&rcu_state.expedited_wq);
5501         rnp = rcu_first_leaf_node();
5502         for_each_possible_cpu(i) {
5503                 while (i > rnp->grphi)
5504                         rnp++;
5505                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->mynode = rnp;
5506                 per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->barrier_head.next =
5507                         &per_cpu_ptr(&rcu_data, i)->barrier_head;
5508                 rcu_boot_init_percpu_data(i);
5509         }
5510 }
5511
5512 /*
5513  * Force priority from the kernel command-line into range.
5514  */
5515 static void __init sanitize_kthread_prio(void)
5516 {
5517         int kthread_prio_in = kthread_prio;
5518
5519         if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 2
5520             && IS_BUILTIN(CONFIG_RCU_TORTURE_TEST))
5521                 kthread_prio = 2;
5522         else if (IS_ENABLED(CONFIG_RCU_BOOST) && kthread_prio < 1)
5523                 kthread_prio = 1;
5524         else if (kthread_prio < 0)
5525                 kthread_prio = 0;
5526         else if (kthread_prio > 99)
5527                 kthread_prio = 99;
5528
5529         if (kthread_prio != kthread_prio_in)
5530                 pr_alert("%s: Limited prio to %d from %d\n",
5531                          __func__, kthread_prio, kthread_prio_in);
5532 }
5533
5534 /*
5535  * Compute the rcu_node tree geometry from kernel parameters.  This cannot
5536  * replace the definitions in tree.h because those are needed to size
5537  * the ->node array in the rcu_state structure.
5538  */
5539 void rcu_init_geometry(void)
5540 {
5541         ulong d;
5542         int i;
5543         static unsigned long old_nr_cpu_ids;
5544         int rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS];
5545         static bool initialized;
5546
5547         if (initialized) {
5548                 /*
5549                  * Warn if setup_nr_cpu_ids() had not yet been invoked,
5550                  * unless nr_cpus_ids == NR_CPUS, in which case who cares?
5551                  */
5552                 WARN_ON_ONCE(old_nr_cpu_ids != nr_cpu_ids);
5553                 return;
5554         }
5555
5556         old_nr_cpu_ids = nr_cpu_ids;
5557         initialized = true;
5558
5559         /*
5560          * Initialize any unspecified boot parameters.
5561          * The default values of jiffies_till_first_fqs and
5562          * jiffies_till_next_fqs are set to the RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS
5563          * value, which is a function of HZ, then adding one for each
5564          * RCU_JIFFIES_FQS_DIV CPUs that might be on the system.
5565          */
5566         d = RCU_JIFFIES_TILL_FORCE_QS + nr_cpu_ids / RCU_JIFFIES_FQS_DIV;
5567         if (jiffies_till_first_fqs == ULONG_MAX)
5568                 jiffies_till_first_fqs = d;
5569         if (jiffies_till_next_fqs == ULONG_MAX)
5570                 jiffies_till_next_fqs = d;
5571         adjust_jiffies_till_sched_qs();
5572
5573         /* If the compile-time values are accurate, just leave. */
5574         if (rcu_fanout_leaf == RCU_FANOUT_LEAF &&
5575             nr_cpu_ids == NR_CPUS)
5576                 return;
5577         pr_info("Adjusting geometry for rcu_fanout_leaf=%d, nr_cpu_ids=%u\n",
5578                 rcu_fanout_leaf, nr_cpu_ids);
5579
5580         /*
5581          * The boot-time rcu_fanout_leaf parameter must be at least two
5582          * and cannot exceed the number of bits in the rcu_node masks.
5583          * Complain and fall back to the compile-time values if this
5584          * limit is exceeded.
5585          */
5586         if (rcu_fanout_leaf < 2 || rcu_fanout_leaf > BITS_PER_LONG) {
5587                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5588                 WARN_ON(1);
5589                 return;
5590         }
5591
5592         /*
5593          * Compute number of nodes that can be handled an rcu_node tree
5594          * with the given number of levels.
5595          */
5596         rcu_capacity[0] = rcu_fanout_leaf;
5597         for (i = 1; i < RCU_NUM_LVLS; i++)
5598                 rcu_capacity[i] = rcu_capacity[i - 1] * RCU_FANOUT;
5599
5600         /*
5601          * The tree must be able to accommodate the configured number of CPUs.
5602          * If this limit is exceeded, fall back to the compile-time values.
5603          */
5604         if (nr_cpu_ids > rcu_capacity[RCU_NUM_LVLS - 1]) {
5605                 rcu_fanout_leaf = RCU_FANOUT_LEAF;
5606                 WARN_ON(1);
5607                 return;
5608         }
5609
5610         /* Calculate the number of levels in the tree. */
5611         for (i = 0; nr_cpu_ids > rcu_capacity[i]; i++) {
5612         }
5613         rcu_num_lvls = i + 1;
5614
5615         /* Calculate the number of rcu_nodes at each level of the tree. */
5616         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++) {
5617                 int cap = rcu_capacity[(rcu_num_lvls - 1) - i];
5618                 num_rcu_lvl[i] = DIV_ROUND_UP(nr_cpu_ids, cap);
5619         }
5620
5621         /* Calculate the total number of rcu_node structures. */
5622         rcu_num_nodes = 0;
5623         for (i = 0; i < rcu_num_lvls; i++)
5624                 rcu_num_nodes += num_rcu_lvl[i];
5625 }
5626
5627 /*
5628  * Dump out the structure of the rcu_node combining tree associated
5629  * with the rcu_state structure.
5630  */
5631 static void __init rcu_dump_rcu_node_tree(void)
5632 {
5633         int level = 0;
5634         struct rcu_node *rnp;
5635
5636         pr_info("rcu_node tree layout dump\n");
5637         pr_info(" ");
5638         rcu_for_each_node_breadth_first(rnp) {
5639                 if (rnp->level != level) {
5640                         pr_cont("\n");
5641                         pr_info(" ");
5642                         level = rnp->level;
5643                 }
5644                 pr_cont("%d:%d ^%d  ", rnp->grplo, rnp->grphi, rnp->grpnum);
5645         }
5646         pr_cont("\n");
5647 }
5648
5649 struct workqueue_struct *rcu_gp_wq;
5650
5651 static void __init kfree_rcu_batch_init(void)
5652 {
5653         int cpu;
5654         int i, j;
5655         struct shrinker *kfree_rcu_shrinker;
5656
5657         /* Clamp it to [0:100] seconds interval. */
5658         if (rcu_delay_page_cache_fill_msec < 0 ||
5659                 rcu_delay_page_cache_fill_msec > 100 * MSEC_PER_SEC) {
5660
5661                 rcu_delay_page_cache_fill_msec =
5662                         clamp(rcu_delay_page_cache_fill_msec, 0,
5663                                 (int) (100 * MSEC_PER_SEC));
5664
5665                 pr_info("Adjusting rcutree.rcu_delay_page_cache_fill_msec to %d ms.\n",
5666                         rcu_delay_page_cache_fill_msec);
5667         }
5668
5669         for_each_possible_cpu(cpu) {
5670                 struct kfree_rcu_cpu *krcp = per_cpu_ptr(&krc, cpu);
5671
5672                 for (i = 0; i < KFREE_N_BATCHES; i++) {
5673                         INIT_RCU_WORK(&krcp->krw_arr[i].rcu_work, kfree_rcu_work);
5674                         krcp->krw_arr[i].krcp = krcp;
5675
5676                         for (j = 0; j < FREE_N_CHANNELS; j++)
5677                                 INIT_LIST_HEAD(&krcp->krw_arr[i].bulk_head_free[j]);
5678                 }
5679
5680                 for (i = 0; i < FREE_N_CHANNELS; i++)
5681                         INIT_LIST_HEAD(&krcp->bulk_head[i]);
5682
5683                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->monitor_work, kfree_rcu_monitor);
5684                 INIT_DELAYED_WORK(&krcp->page_cache_work, fill_page_cache_func);
5685                 krcp->initialized = true;
5686         }
5687
5688         kfree_rcu_shrinker = shrinker_alloc(0, "rcu-kfree");
5689         if (!kfree_rcu_shrinker) {
5690                 pr_err("Failed to allocate kfree_rcu() shrinker!\n");
5691                 return;
5692         }
5693
5694         kfree_rcu_shrinker->count_objects = kfree_rcu_shrink_count;
5695         kfree_rcu_shrinker->scan_objects = kfree_rcu_shrink_scan;
5696
5697         shrinker_register(kfree_rcu_shrinker);
5698 }
5699
5700 void __init rcu_init(void)
5701 {
5702         int cpu = smp_processor_id();
5703
5704         rcu_early_boot_tests();
5705
5706         kfree_rcu_batch_init();
5707         rcu_bootup_announce();
5708         sanitize_kthread_prio();
5709         rcu_init_geometry();
5710         rcu_init_one();
5711         if (dump_tree)
5712                 rcu_dump_rcu_node_tree();
5713         if (use_softirq)
5714                 open_softirq(RCU_SOFTIRQ, rcu_core_si);
5715
5716         /*
5717          * We don't need protection against CPU-hotplug here because
5718          * this is called early in boot, before either interrupts
5719          * or the scheduler are operational.
5720          */
5721         pm_notifier(rcu_pm_notify, 0);
5722         WARN_ON(num_online_cpus() > 1); // Only one CPU this early in boot.
5723         rcutree_prepare_cpu(cpu);
5724         rcutree_report_cpu_starting(cpu);
5725         rcutree_online_cpu(cpu);
5726
5727         /* Create workqueue for Tree SRCU and for expedited GPs. */
5728         rcu_gp_wq = alloc_workqueue("rcu_gp", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5729         WARN_ON(!rcu_gp_wq);
5730
5731         sync_wq = alloc_workqueue("sync_wq", WQ_MEM_RECLAIM, 0);
5732         WARN_ON(!sync_wq);
5733
5734         /* Fill in default value for rcutree.qovld boot parameter. */
5735         /* -After- the rcu_node ->lock fields are initialized! */
5736         if (qovld < 0)
5737                 qovld_calc = DEFAULT_RCU_QOVLD_MULT * qhimark;
5738         else
5739                 qovld_calc = qovld;
5740
5741         // Kick-start in case any polled grace periods started early.
5742         (void)start_poll_synchronize_rcu_expedited();
5743
5744         rcu_test_sync_prims();
5745
5746         tasks_cblist_init_generic();
5747 }
5748
5749 #include "tree_stall.h"
5750 #include "tree_exp.h"
5751 #include "tree_nocb.h"
5752 #include "tree_plugin.h"
This page took 0.341796 seconds and 4 git commands to generate.